Guarda un pesce cyborg alimentato da cellule cardiache umane nuotare
Scienziatiad Harvard ha realizzato un minuscolo pesce cyborg che si basa sulle cellule del cuore umano e può nuotare per oltre 100 giorni su proprio, con l'obiettivo finale di creare un cuore artificiale che possa sostituirne uno malfunzionante umani. Gli esperti medici hanno recentemente sperimentato molte idee, che vanno dalla creazione di tessuti cardiaci perfettamente funzionanti in laboratorio allo xenotrapianto. All'inizio di quest'anno, i chirurghi del Medical Center dell'Università del Maryland hanno fatto scalpore quando hanno trapiantato un cuore di maiale geneticamente modificato in un paziente umano.
I ragazzi di Harvard si sono rivolti maggiormente al lato sintetico delle cose. Nel 2016, il suo team di ricerca ha creato il primo organ-on-a-chip interamente stampato in 3D. O, per dirla più precisamente, un cuore su un chip. Gli organi su chip copiano la funzione e il design dei tessuti reali e stanno emergendo come un'alternativa ai test sugli animali. Nel 2018, gli scienziati di Harvard hanno stampato in 3D un modello in scala del ventricolo del cuore umano che batteva proprio come la cosa reale ed è sopravvissuto in condizioni di laboratorio per mesi. Le menti brillanti della rinomata istituzione della Ivy League hanno ora escogitato un'altra svolta
Ricercatori presso Harvard hanno creato un pesce bioibrido composto da cellule staminali umane derivate dai muscoli del cuore e nuota autonomamente. Ogni lato delle pinne caudali del pesce cyborg ha uno strato di cellule muscolari cardiache e si muovono in qualche modo come il pesce zebra. Le cellule muscolari cardiache copiano i movimenti di contrazione di un vero cuore umano. Quando un lato della pinna si contrae, crea un movimento opposto nell'altro lato facendolo allungare. A livello cellulare, lo stiramento dello strato muscolare apre il canale proteico meccanosensibile, che a sua volta provoca la contrazione e che a sua volta provoca lo stiramento. Il ciclo continua, creando un sistema ad anello di movimento muscolare. Tuttavia, questo non lo è qualche macchina a moto perpetuo, poiché il team dietro il pesce biomeccanico afferma che la segnalazione meccano-elettrica a circuito chiuso tra gli strati muscolari può consentirgli di muoversi solo per oltre 100 giorni.
Auto-nuoto, auto-miglioramento
Per controllare la frequenza e il ritmo di questi strati di tessuto cardiaco, il team ha creato un nodo di stimolazione autonomo, proprio come il dispositivo pacemaker che viene impiantato per controllare il battito cardiaco umano. Il nodo di stimolazione è ciò che consente alla pinna di muoversi continuamente in modo coordinato. Ma non è tutto. “A differenza di un pesce nel tuo frigorifero, questo pesce bioibrido migliora con l'età. La sua ampiezza di contrazione muscolare, la velocità massima di nuoto e la coordinazione muscolare sono aumentate per il primo mese con la maturazione delle cellule dei cardiomiociti. afferma il team dietro la ricerca che è stata pubblicata in Scienza. L'auto-miglioramento del pesce cyborg è continuato fino a quando non ha raggiunto la stessa velocità ed efficienza di nuoto della sua ispirazione: un pesce zebra.
Il team spera di applicare quanto appreso per creare pompe muscolari artificiali più sofisticate e ottenere una migliore comprensione di problemi cardiaci come l'aritmia. Secondo Kit Parker, il professore di bioingegneria e fisica applicata della famiglia Tarr presso l'Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Scienze (SEAS), l'obiettivo finale è creare un cuore artificiale che possa essere utilizzato per sostituire un cuore malfunzionante in un bambino umano. Inoltre, gli esperti di Harvard stanno collaborando a un altro promettente progetto con scienziati dell'Università del Vermont e dell'Allen Discovery Center della Tufts University. Il team ha recentemente creato il primo in assoluto, robot viventi autoreplicanti chiamati Xenobot che potrebbe, un giorno, aiutare ad accelerare il processo di sviluppo del vaccino se un'altra pandemia irretisse l'umanità.
Fonti: Harvard, Scienza
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