Ежегодно в США около 40 тысяч детей рождаются с врожденными пороками сердца, поэтому создание рабочего сердечного клапана является одной из приоритетных задач ученых. Специалисты кафедры биомедицинской инженерии Университета Вандербильта поставили задачу создать сердечный клапан из человеческих клеток, который будет расти вместе с сердцем ребёнка.
По информации исследования, опубликованного в журнале Biomaterials, ритмическая пульсация клеток сердечной мышцы является движущей силой на начальной стадии формирования сердечных клапанов. В настоящее время существуют искусственные клапаны, изготовленные из пластика. Однако детям с врожденными пороками сердца приходится переносить несколько операций, поскольку по мере роста сердца старый клапан заменяется новым большего размера.
Слои клеток сердечной мышцы начинают пульсировать еще до того, как сформируются кровеносные сосуды. Под мышцами располагается слой «сердечного желе», лежащего поверх слоя эндотелиальных клеток, которые затем трансформируются в клапанные интерстициальные клетки.
Эксперимент по созданию клапана проводился на куриных сердцах. Сердечные клапаны курицы и человека развиваются аналогичным образом и проходят от 2 до 3 млрд. циклов. Генетическое исследование дало ученым перечень основных составляющих, необходимых для создания сердечного клапана, а финальное — информацию об окружающей среде, необходимой для выращивания клеток.
При помощи компьютерной программы была измерена пульсация клеток сердца и визуализированы изменения тканей. Оказалось, что клапанные клетки формируются преимущественно в районах «высокого напряжения», вызванного ритмическим расширением и сжатием сердечных мышечных клеток. После получения клапанных клеток ученые попытаются вырастить клапан сердца человека в биореакторе.
