Американские учёные создали «рыбу» из клеток человеческого сердца — она плавала в его ритме 108 дней

Клетки сердечной мышцы сгруппировали так, чтобы они могли двигаться по тому же принципу, что и некоторые виды рыб. Это поможет в изучении кардиологических заболеваний.

Специалисты из Гарвардского университета и Университета Эмори разработали первую полностью автономную биогибридную модель, напоминающую «рыбу». Она может плавать под воздействием электрических импульсов, координируя движения своего «тела» и хвостового «плавника», создавая толчок в воде.

Для этого учёные сгруппировали кардиомиоциты, мышечные клетки, ответственные за сердечные сокращения, с двух сторон «плавника» модели. Сокращение одной стороны вызывало растяжение другой, затем активированные растяжением механочувствительные белки запускали постоянное замкнутое движение. «Рыба» плавала с ритмом, похожим на сердечный — всего в ходе эксперимента она совершила 38 миллионов толчков.

Гарвардская школа инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона

Более того, модель со временем начинает лучше плавать. В течение первого месяца растёт амплитуда мышечных сокращений, максимальная скорость плавания и мышечная координация. Это связано с созреванием клеток кардиомиоцитов.

Такие модели могут использоваться для изучения состояний, связанных с ритмичными процессами сердечной деятельности, например аритмии. Созданная мышечная конструкция впервые показала, что механоэлектрическая передача сигналов может вызывать самоподдерживающиеся мышечные сокращения в течение длительного периода.

Наши результаты дают возможность пересмотреть давние предположения о том, как сердце работает в биомиметических системах, что может позволить провести более детальный анализ структурно-функциональных отношений в физиологии сердечно-сосудистой системы.
Кит Паркер, профессор биоинженерии и прикладной физики

Это не первый опыт учёных в создании подобных моделей: ранее они разработали биогибридных скатов и медуз из клеток сердца крысы.

«Скат» плавал, используя волнообразные движения плавников, и поворачивался, реагируя на световые сигналы.

Модель ската, Disease Biophysics Group

При создании «медузы» исследователи вдохновились ее реальными прототипами, которые по сути представляют собой гибкий мышечный насос. Эту технологию можно использовать для медицинских целей и в мягкой робототехнике.