قلب انسان در مدل سه‌بعدی شبیه‌سازی شد

دانشمندان دانشگاه توکیو برای اطمینان از این موضوع که داروهای جدید اثرات جانبی بر روی قلب ایجاد می‌کنند یا خیر، مدل سه‌بعدی از قلب انسان ساخته‌اند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، چنانچه قلب خون کافی به بدن پمپاژ نکند، موجب ناکامی اندام‌های بدن در انجام فعالیت‌های خود یا حتی سکته مغزی می‌شود. در این میان، داروهای تجویزشده ممکن است ریتم طبیعی قلب را به هم بریزند.

این مدل که از 22 میلیون سلول تشکیل شده، فعالیت قلب را از سطح مولکولی تا سطح اندامی به طور مثال، از کانال‌های یونی در غشاهای سلول گرفته تا انقباض‌های عضله که خون را پمپاژ می‌کنند، تقلید می‌کند.

این سیستم می‌تواند به دانشمندان در پیش‌بینی این موضوع کمک کند که آیا داروهای جدید موجب بروز ضربان‌های قلب نامنظم خواهند شد یا خیر.

در حال حاضر، نوعی آزمایش بر روی حیوانات انجام می‌شود که در تمامی موارد چگونگی عملکرد دارو بر روی قلب انسان را منعکس نمی‌کند؛ همچنین آزمایش‌های بالینی ممکن است زندگی شرکت‌کنندگان ذر آزمایشات را به خطر بیندازند.

سازندگان مدل جدید بر این باورند این شبیه‌سازی می‌تواند روزی آزمایش‌کردن اثر داروها بر روی قلب را ارزان‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر کند.

اما پیش از این که بتوان از شبیه‌سازی قلب برای آزمایش داروهای جدید استفاده کرد، محققان باید از عملکرد آن بر روی داروهای قدیمی اطمینان یابند. دانشمندان دانشگاه توکیو با موفقیت اثرات 12 دارو را بر روی ضربان قلب دیجیتالی مدلبندی کردند.

آن‌ها نخست در ظرف آزمایشگاهی، این موضوع را که چگونه هر دارویی فعالیت شش کانال یونی مختلف را در سلول‌های موش‌ها تغییر می‌داد، آزمایش کردند. این کانال‌های یونی به کنترل بار الکتریکی کمک می‌کنند و این بار، موجب ضربان یا عدم‌ضربان قلب می‌شود. دانشمندان داده‌های حاصل از کانال یونی را به مدل جدید اعمال کردند و چگونگی اثرگذاری آن بر ضربان این قلب شبیه‌سازی‌شده را در مقادیر مختلف دارو مشاهده کردند.

نتایج حاصل از این شبیه‌سازی با اطلاعات پیشین درباره هر دارو به خوبی مطابقت داشت. زمانی که هشت داروی محرک بی‌نظمی‌های ضربان قلب به این قلب شبیه‌سازی‌شده اعمال شدند، این مدل، ضربان قلب ناهنجار را تجربه کرد. همچنین هنگام آزمایش چهار دارو که بی‌نظمی‌های ریتمی در قلب ایجاد نمی‌کنند، ضربان قلب شبیه‌سازی‌شده، عادی بود.

گفته می‌شود این مدل می‌تواند تمامی جوانب فعالیت قلب را بازتولید کند و با استفاده از آن می‌توان پمپاژ، متابولیسم و جریان کرونر را نیز ارزیابی کرد.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Science Advances ارائه شده است.

انتهای پیام