هندسة الأنسجة لمكون عضلة القلب المتمايزة

هندسة نسيج القلب هي مجال ناشئ. تعتمد ملاءمة نسيج القلب المهندَس (EHT) للتطبيقات المختبرية والحيوية على درجة تكوين النسيج السينسيتوي وتصنيف عضلات القلب في المختبر، الوظيفة التقلصية، والخصائص الكهربائية الفيزيولوجية. هنا، نُظهر أن خلايا عضلة القلب من جرذان حديثي الولادة، عند خلطها بالكولاجين من النوع الأول وعوامل المصفوفة، وصبها في قوالب دائرية، وتعرضها للتمدد الميكانيكي الدوري، تعيد تشكيل نسيج قلب مهندَس على شكل حلقة يعرض علامات مهمة للنسيج العضلي القلبي المتمايز. أظهر التحليل النسيجي المقارن للنسيج المهندَس مع نسيج القلب الأصلي من جرذان حديثي الولادة، وعمر 6 أيام، والبالغة أن خلايا القلب في النسيج المهندَس تعيد تشكيل حزم عضلية قلبية متصلة بشكل مكثف وطولية الاتجاه بخصائص شكلية تشبه نسيج القلب البالغ لا النسيج الأصلي غير الناضج. أظهرت تقنيات الميكروسكوب الكونفوكالي والإلكتروني خصائص مميزة للنسيج القلبي المتمايز؛ وبعض هذه الخصائص غائبة في خلايا عضلة القلب من جرذان حديثي الولادة: (1) ساركوميرات منظمة للغاية ومتسقة؛ (2) نقاط التلاصق، نقاط الفجوة، والنقاط الصدمية؛ (3) نظام أنابيب T متطور بشكل جيد وتشكيل الثنائي مع الشبكة الساركوبلازمية؛ و(4) غشاء قاعدي يحيط بخلايا عضلة القلب. وفقًا لذلك، عرضت الأنسجة المهندَسة خصائص تقلصية للنسيج القلبي الأصلي بنسبة عالية بين تقلص الارتجاف (0.4 إلى 0.8 ملي نيوتن) إلى توتر الراحة (0.1 إلى 0.3 ملي نيوتن) واستجابة إينوتروبية قوية مستقبلات بيتا الأدرينالية. أظهرت تسجيلات إمكانات العمل استقرار إمكانات الغشاء الراحة من -66 إلى -78 ملي فولت، سرعة في صعود النبضة، وطور صفيحة بارز. تشير البيانات إلى أن الأنسجة القلبية المهندَسة تمثل مكونات نسيج قلبي متمايزة للغاية، مما يجعلها مادة واعدة للدراسات المختبرية لوظيفة القلب والعلاج باستبدال الأنسجة.