Projekto metu bus sukurtos organotipinės širdies ląstelių kultūros, imituojančios širdies mechanizmus ir leidžiančios paspartinti efektyvių vaistų, skirtų širdies ir kraujagyslių ligų gydymui, kūrimą.

Širdies ir kraujagyslių ligos yra viena dažniausių mirties priežasčių visame pasaulyje, kurios lemia 45% visų mirčių Europos Sąjungoje (ES). Apskaičiuota, kad širdies ligos ES ekonomikai per metus kainuoja apie 210 milijardų eurų. Nepaisant akivaizdaus poreikio, mažėja vaistų, skirtų širdies ir kraujagyslių ligų gydymui, tyrimai: per pastarąjį dešimtmetį buvo patvirtinti tik keturi vaistiniai preparatai, gydantys širdies ir kraujagyslių ligas. Pagrindinė tokio mažo naujų vaistinių preparatų skaičiaus priežastis – nesėkmingi moksliniai tyrimai. Būtent šią tendenciją siekia pakeisti trijų akademinių ir septynių verslo įmonių komandų tarptautinis ir tarpdisciplininis konsorciumas, susivienijęs naujame Horizon 2020 projekte „EMAPS-Cardio“.

Vadovaujant Prancūzijos Nacionalinio mokslinių tyrimų centrui (Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)), projekte dalyvaujantys devyni partneriai iš aštuonių šalių: Prancūzijos, Vengrijos, Čekijos, Lietuvos, Vokietijos, Šveicarijos, Portugalijos ir Ispanijos sieks užpildyti širdies biomodelių in vitro kūrimo nišą sukuriant heart-on-a-chip biomodelį. Per ateinančius ketverius metus „EMAPS-Cardio“ gaus 5,4 mln. EUR finansavimo iš Europos Sąjungos mokslinių tyrimų ir inovacijų programos Horizon 2020.

Pastaraisiais metais audinių inžinerija žengė didelį šuolį į priekį plėtodama technologijas heart-on-a-chip („širdis ant lusto“). Šiais širdies modeliais siekiama imituoti sveikus ir sergančius audinius dirbtinėse širdies struktūrose apauginant jas gyvomis širdies ląstelėmis. Nepaisant daugybės bandymų, žmogaus širdies tyrimams tinkami biomodeliai in vitro sąlygomis vis dar nėra sukurti.

EMAPS-Cardio projektu bus siekiama sukurti širdies mikro audinių auginimo ir brendimo platformą. Tokie tikroviški širdies modeliai gali padėti tirti labiausiai paplitusius širdies sutrikimus, tokius kaip širdies nepakankamumas, insultai ar infarktai. Tyrimo metu bus siekiama, kad sukurtas biomodelis būtų tikslus vertinant širdies vaistų efektyvumą tiek sveikuose, tiek ir sergančiuose audiniuose.

Sveikos ir sergančios širdies biomimetinių modelių kūrimas

„EMAPS-Cardio projekto metu bus sukurti realiausi širdies biomodeliai in vitro, kokius tik įmanoma sukurti šiuo metu. Dėka šių biomodelių galėsime geriau suprasti, tirti ir gydyti širdies ligas. Mūsų tyrimų išvados gali ženkliai pagerinti širdies ir kraujagyslių gydymo metodų efektyvumą. Apskritai, mes tikimės, kad EMAPS taps universalia platforma, kuri bus tinkama įvairių audinių auginimui, ar tai būtų širdis, plaučiai, oda, raumenys ar kt.“, – sako projekto koordinatorius dr. Christian Bergaud, CNRS Tyrimų ir sistemų architektūros laboratorijos direktorius.

EMAPS-Cardio projekto metu bus atliekami tyrimai su kardiomiocitais, t.y. širdies raumens ląstelėmis. Jos  bus gautos iš žmogaus pluripotentinių kamieninių ląstelių, kurios gali būti diferencijuojamos, kad taptų įvairių audinių rūšių ląstelėmis. Auginant kamienines ląsteles, mikroaplinka su elektromechaniniais aktyviais polimerų pagrindais (EMAPS) ir bioaktyviomis membranomis užtikrins visus būtinus elektrinius, mechaninius ir biocheminius dirgiklius, reikalingus diferencijuoti kamienines ląsteles į suaugusio širdies raumens ląsteles.

EMAPS-Cardio projekto vykdymo metu bus tiriamas ne tik širdies ir kraujagyslių sistemos vaistų veiksmingumas ir jų kardiotoksinis poveikis, bet ir įvairių veiksnių (pvz. maistinių medžiagų, nanodalelių, mechaninio įtempimo ir kt.) poveikis širdies ir kraujagyslių ligų atsiradimui ir vystymuisi.

Tikslingesnio ir efektyvesnio širdies ir kraujagyslių ligų gydymo link

Remdamasis savo tyrimų rezultatais, „EMAPS-Cardio“ konsorciumas sieks paversti organ-on-a-chip („organas ant lusto“) technologijas perspektyvia bandymų su gyvūnais alternatyva. Nors gyvūnų modeliai gali padėti geriau suprasti žmogaus kūno biologinius ir fiziologinius procesus, jie dažnai neatitinka žmogaus organų mechanizmų. Heart-on-a-chip technologija gali užkirsti kelią dideliam naujų vaistų tyrimų nesėkmių skaičiui, susijusiam su netikroviškų žmonių širdies biomodelių naudojimu atsako reakcijoms prognozuoti. Tikslūs širdies biomodeliai in vitro, kuriuos sukurs EMAPS-Cardio tyrėjų komanda, gali padėti tiksliau ir efektyviau kurti širdies ligų gydymui skirtus vaistus. Toks individualizuotas pacientų gydymas gali ženkliai sumažinti sveikatos priežiūros sistemos išlaidas, skirtas širdies ir kraujagyslių ligų gydymui visame pasaulyje.

Dr. Bergaud priduria: „Galiausiai „EMAPS-Cardio” heart-on-a-chip technologija gali padėti sumažinti širdies ir kraujagyslių ligų plitimą Europoje ir už jos ribų, nes geriau suprasime tokių ligų progresavimą ir įvairius rizikos veiksnius.”

Apie projektą:

Pavadinimas: ElectroMechanoActive Polymer-based Scaffolds for Heart-on-Chip
Pradžia: 2021 m. kovo 1 d.
Trukmė: 48 mėnesiai
Biudžetas: 5.4 mln. eurų
Koordinatorius: Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Prancūzija
Internetinis puslapis: www.emaps-cardio.eu

Projekto partneriai

• CNRS – Centre National de la Recherche Scientifique, Prancūzija
• BioTalentum Ltd., Vengrija
• InoCure s.r.o., Čekijos Respublika
• VMTI Inovatyvios medicinos centras, Lietuva
• OSPIN GmbH, Vokietija
• CSEM – Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA, Šveicarija
• BIOFABICS LDA, Portugalija
• Eurice – European Research and Project Office GmbH, Vokietija
• Eurecat Technology Centre, Ispanija

Daugiau informacijos: