İnsan Doku Modelleri Kullanarak Kalp Krizinin Tedavisi ve Önlenmesi

Kalp krizi veya miyokard enfarktüsü, dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biridir ve yılda 18 milyon ölümle sonuçlanır. COVID-19'dan kaynaklanan kardiyovasküler komplikasyonlar nedeniyle bu sayıların önümüzdeki yıllarda artması bekleniyor.

Biophysics Reviews dergisinde yayınlanan çalışmada Notre Dame Üniversitesi araştırmacıları, vücut dışındaki insan doku modellerinin kalp krizlerinin tedavisini ve tanısını iyileştirmek için nasıl kullanılabileceğini araştırdı.

Miyokard enfarktüsü, büyük bir koroner arterdeki plak tarafından kalbe giden kan akışı engellendiğinde oksijenden mahrum kalan hücre ve dokuların ölmesiyle ortaya çıkar. Bu, ölüme ya da kalbin daha sonraki fonksiyonlarında bozulmaya yol açabilir.

Kalp krizi ve kanser gibi hastalıklarda mevcut tedaviler ve ilaçlar çoğunlukla hayvan modelleri kullanılarak laboratuvarda incelenir. Bununla birlikte, hayvanlarda işe yarayan 10 ilaçtan yalnızca biri klinik uygulamalarda başarılı olur. Hayvanlarda görülmeyen ama insanlarda seyrek olarak görülebilen yan etkiler de söz konusudur.

Yazar Pınar Zorlutuna, 'Hayvan modelleri, bir organizmanın patolojik bir duruma nasıl tepki vereceğine dair genel bir sistemik görüş sunmakla birlikte bir insan dokusunun vereceği kesin tepkiyi saptayamaz. Hayvan modelinizle birlikte bir insan modeliniz varsa, klinik deneye başlamadan ve orada başarısız olmadan önce, ikisi arasındaki tutarsızlıkları erken yakalayabilirsiniz.' dedi.

In vitro insan modelleri, araştırmacıların kalp krizlerinin etkisini ve vücut dışındaki fibrotik dokunun tedavisini incelemesine olanak tanır. Doğal gelişimi, yapısal organizasyonu, rejenerasyonu ve hastalık ilerlemesini izlemek için kök hücrelerden türetilen üç boyutlu (3B) organ benzeri çok hücreli organoidler kullanılır. Bu sırada, mikroakışkan cihazlar, hücre yerleşimini ve sıvı akışını bir çip üzerindeki kalp gibi hareket edecek şekilde kontrol ederken biyolojik baskı ile kalp dokusu katmanı oluşturulabilir.

Zorlutuna, 'Bu modeller, klinik öncesi araştırmalarda yaptıklarımızı ileriye taşımak için çok önemli. İlacı daha hızlı, daha güvenli ve daha verimli bir şekilde daha fazla insana ulaştırmaya yardımcı olabilirler.' dedi.

Yazar Gözde Başara, 'Doku mühendisliği alanındaki gelişmelere rağmen, insan kalbi çok karmaşık bir organ olduğu için in vitro kardiyak doku modelleri oluşturmakta bazı zorluklar mevcut. Olgun kalp hücreleri ve hızlı üretim yöntemleri kullanılarak tasarlanan daha büyük yapılar bir sonraki adımı oluşturacak.' dedi.

Ekip şu anda kalp krizleri için tanı göstergelerini incelemek ve belirlemek amacıyla çeşitli modeller kullanıyor. Strateji, genel olarak kardiyovasküler hastalıkları saptamak ve önlemek için kullanılabilir.