Tredimensionell hjärtvävnad visar hur inflammation försämrar hjärtats funktion
Forskarna, från vänster till höger: Niklas Steger, Allan Sirsjö, Simon Athlin, Anna Nordenskjöld, Jishamol Thazhath Veettil, Geena Varghese Paramel, Carmine Gentile och Isak Demirel.
Inflammation försämrar hjärtats energiproduktion och gör att hjärtvävnaden slår långsammare. Det visar en ny studie från Örebro universitet där forskare har fått tre olika typer av hjärtceller att samverka och bete sig som mänsklig hjärtvävnad.
Läs den vetenskapliga artikeln: Cardiac spheroids as a human model for inflammation induced cardiac dysfunction
Inflammation spelar en central roll i flera allvarliga sjukdomstillstånd där hjärtats funktion kan påverkas, till exempel vid sepsis, myokardit och hjärtsvikt. För att förstå dessa processer har forskare traditionellt använt djurmodeller eller studerat en typ av mänskliga hjärtceller i taget.
– Men i hjärtat samverkar flera olika celltyper. Genom att inkludera flera celltyper i modellen kan vi studera hur de olika cellerna påverkar varandra och få en mer realistisk bild av vad som händer i hjärtvävnaden, säger Geena Paramel, forskare i biomedicin vid Örebro universitet.
Den nya modellen består av mänskliga celler och innehåller tre olika typer av hjärtceller: kardiomyocyter, hjärtats muskelceller, fibroblaster som fungerar som stödjeceller och endotelceller som finns på blodkärlens insida.
– Tillsammans fungerar cellerna nästan som ett hjärta i miniatyr och vävnaden drar ihop sig regelbundet, precis som ett hjärta som slår, säger Geena Paramel.
Inflammation försämrar hjärtvävnadens funktion
I studien undersökte forskarna hur hjärtvävnaden reagerar på inflammation. De framkallade en inflammatorisk reaktion i den tredimensionella hjärtvävnaden med hjälp av lipopolysackarider, molekyler från bakterier som aktiverar vårt immunförsvar.
Resultaten visar att hjärtvävnaden utvecklar en kraftig inflammatorisk respons med ökad produktion av flera inflammatoriska signalämnen, så kallade cytokiner.
Inflammationen ledde också till att hjärtvävnadens energiproduktion försämrades, vilket hänger ihop med att cellernas mitokondrier fungerar sämre.
– Vi kunde också se att hjärtvävnadens funktion påverkades. Cellerna dog inte, men sammandragningarna blev långsammare, säger Geena Paramel.
Kan bidra till ny kunskap om hjärtsjukdomar
Forskarna planerar nu att använda modellen för att undersöka hur virusinfektioner påverkar hjärtat och varför vissa patienter, som till exempel drabbas av influensa utvecklar hjärtsjukdom.
– Influensa kan i vissa fall öka risken för att hjärtskador, vilket är en viktig anledning till att vi vill studera kopplingen, säger Simon Athlin, docent vid Örebro universitet och överläkare vid infektionskliniken, Universitetssjukhuset Örebro.
På sikt är målet att utveckla en metod som hjälper forskare att förstå hjärtsjukdomar som orsakas av inflammation och att ta fram behandlingar som förebygger eller behandlar den.
– Vår studie ger en ökad förståelse för sambandet mellan inflammation och hjärt-kärlsjukdomar och kan på sikt möjliggöra riktad prevention och bidra till att färre människor drabbas av akuta hjärt-kärlsjukdomar, säger Anna Nordensköld, docent vid Örebro universitet och överläkare i kardiologi vid Universitetssjukhuset Örebro.
Om studien
I studien har forskarna utvecklat en konstgjord tredimensionell hjärtvävnad som består av kardiomyocyter, fibroblaster och endotelceller, för att studera inflammation.
Kardiomyocyter är hjärtats muskelceller, fibroblaster är stödjeceller och endotelceller finns på blodkärlens insida.
Studien har finansierats av KK-stiftelsen (KK HÖG21/KK Project 21).
Text: Jasenka Dobric
Foto: Jerry Gray, Privat