Comprendi meglio le malattie con un cuore umano simulato

Le persone con amiloidosi cardiaca hanno problemi cardiaci e/o problemi neurologici che possono portare alla morte. La diagnosi precoce dei problemi cardiaci umani significa un trattamento precoce e meno danni. Un paziente con una variante genetica dell’amiloidosi TTR che è stato esaminato all’UMC Utrecht a questo proposito: “La risonanza magnetica ha mostrato che i nervi che controllano il mio cuore mostrano anomalie dovute all’amiloidosi. Al momento ho solo problemi neuropatici. Le capacità motorie sono compromesse minuto e io ho dolore alle mani e ai piedi”.

Cuore umano

Nell’amiloidosi c’è una deposizione delle cosiddette proteine ​​primarie. Questi possono causare un accumulo di proteine ​​nel corpo. Ciò danneggia gli organi e la funzione degli organi. Uno degli organi attraverso i quali puoi dire che qualcosa non va è solitamente il cuore umano. Diventa più rigido e difficile da rilassare, portando ad esempio affaticamento e mancanza di respiro.

“Possono verificarsi disturbi della conduzione e del ritmo, e alla fine è possibile l’insufficienza cardiaca fatale. È un processo insidioso. Possono trascorrere dieci anni tra disturbi lievi e gravi”, afferma Maris Urlman, MD, cardiologo e uno degli iniziatori. malattia, il prima si interviene per fermare o almeno rallentare la progressione della malattia”.

Laboratorio

Il Centro medico universitario offre il vantaggio che oltre ai medici vi lavorano anche ricercatori di base. Sono in grado, ad esempio, di acquisire conoscenze in laboratorio che aiutano a migliorare la cura del paziente. Tra loro c’è lo scienziato biomedico Alan van Meel, che dirige un gruppo di ricerca presso il Circulatory Health Research Center. Van Meel e Oerlemans si conoscono da anni.

Van Meel: “Oerlemans mi ha parlato delle sfide dell’amiloidosi TTR. Il mio gruppo di ricerca può sviluppare modelli cellulari per comprendere meglio la malattia? Siamo in grado di riprodurre il tessuto umano e imitare le malattie. Iniziamo con una cellula umana, diciamo una cellula del sangue o una cellula della pelle. Possiamo riprogrammarla in una cellula staminale pluripotente indotta (cellula iPS). È possibile derivare altri tipi di cellule da tale cellula. Le cellule del muscolo cardiaco, ad esempio”. La richiesta di Oerlemans ha portato allo sviluppo di modelli 3D del cuore tessuto per la ricerca sull’amiloidosi TTR.

Modelli di tessuto cardiaco 3D del cuore umano

Van Meel: “Con il 2D, usi solo uno strato cellulare e un tipo di cellula. Un pezzo di tessuto 3D è molto più vicino al cuore umano. Questi sono modelli 3D su un chip, quindi puoi creare, ad esempio, il sistema circolatorio , che contiene le proteine ​​e conoscere il suo effetto sul cuore. Una volta che il modello è pronto, i ricercatori possono aggiungere TTR e determinarne l’effetto sul tessuto cardiaco.

Lui lei ricerca Utilizzando modelli cardiaci 3D, ciò è reso possibile dal sostegno finanziario delle aziende farmaceutiche e della Fondazione olandese per l’amiloidosi. John Rossman, membro del consiglio di amministrazione della Fondazione: “Tutti sarebbero felici se la malattia potesse essere diagnosticata prima. Sarebbe puro profitto. Da qui il sostegno della Fondazione”.

pochi millimetri

I modelli sono piccoli, in parte a causa del costo. Il modello più piccolo è meno di mezzo millimetro e il “più grande” è di pochi millimetri. Van Meel: “In circa tre settimane, possiamo far battere le giovani cellule del muscolo cardiaco dalle cellule iPS. Il cuore non è fatto solo di cardiomiociti.

Questo è il motivo per cui produciamo anche cellule endoteliali (lo strato di cellule all’interno del cuore e dei vasi sanguigni) e fibroblasti (le cellule madri del tessuto connettivo). “Organizziamo” tutte le cellule in modo molto simile al tessuto cardiaco. Siamo stati in grado di realizzare un modello di cuore così avanzato in un mese”.

Orario di lavoro speciale

L’ora di consultazione multidisciplinare per i pazienti con amiloidosi TTR, operativa dal 2019, è istituita per mettere il paziente al primo posto. Il paziente viene esaminato contemporaneamente da un neurologo, un cardiologo e, se necessario, un ematologo. Oerlemans: “Ora sappiamo che le persone con sospetta amiloidosi TTR ci vengono indirizzate in media prima rispetto a quando non c’erano orari di consultazione. In caso di diagnosi, un paziente può essere trattato precocemente anche in caso di problemi di salute”.

Tre anni fa, l’Università di Twente (UT) ha ricevuto finanziamenti sotto forma di un prestito di 250.000 euro per progetti in fase iniziale. L’azienda sta sviluppando modelli 3D del cuore in grado di imitare in modo affidabile le funzioni del cuore umano