药物测试和心血管疾病治疗的改变游戏规则的潜力

由耶路撒冷希伯来大学、以色列理工学院和 Tissue Dynamics Ltd. 的 Yaakov Nahmias 教授领导的研究人员合作团队取得了重大突破，推出了微型人体心脏模型，该模型可能会改变药物测试和心血管疾病研究。这项发表在《自然生物医学工程》上的研究介绍了一种自定进度的多腔人体心脏模型，其大小不超过一粒米，这有望彻底改变我们研究心脏及其功能的方式。

心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因，凸显了这项开创性工作的至关重要性。Nahmias 教授和他的团队开始了一项复杂的工作，利用人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 创建人类心脏的精确复制品。由此产生的模型包括多个心室、起搏器簇、心外膜和心内膜，所有这些都经过精心设计，以模仿人类心脏的结构和功能。

该心脏模型最重要的特征之一是它能够实时测量耗氧量、细胞外场电位和心脏收缩等基本参数。这种能力使科学家们能够获得对心脏功能和疾病前所未有的见解，使其成为心血管研究领域的游戏规则改变者。

该心脏模型大约有半粒米大小，代表了心脏研究的一项了不起的壮举，并在精确药物测试方面具有巨大的潜力。研究小组已经取得了以前使用传统方法无法实现的突破性发现。值得注意的是，心脏模型揭示了一种新形式的心律失常，与传统动物模型中观察到的心律失常不同，从而为研究人类生理学提供了新途径。

这一发现的影响延伸到了制药行业，因为它使研究人员能够获得关于药物化合物对人类心脏的精确影响的宝贵见解。仔细测试了心脏模型对常用于治疗白血病和多发性硬化症的化疗药物米托蒽醌的反应。通过这些实验，研究人员查明了米托蒽醌如何通过破坏心脏的电线粒体耦合来诱发心律失常。令人鼓舞的是，研究小组还发现了一种潜在的解决方案，即服用二甲双胍，这有望减轻药物的副作用。

耶路撒冷希伯来大学格拉斯生物工程中心主任、英国皇家医学会和 AIMBE 院士 Nahmias 教授强调了他们工作的重要性。“我们复杂的人类心脏模型与传感器的集成使我们能够实时监测关键的生理参数，揭示驱动心律的复杂线粒体动力学。这是人类生理学的新篇章”，纳米亚斯说。科学家们与 Tissue Dynamics 合作开发了一种机器人系统，可以并行筛选 20,000 个微小的人类心脏，用于药物发现应用。这种微生理系统的潜在应用是巨大的，有望增强我们对心脏生理学的理解，并加速发现更安全、更有效的药物干预措施，为所有人带来更健康的未来。

通过提供无与伦比的准确性和对心血管疾病的深入了解，这种先进的人类心脏模型有可能彻底改变药物测试方法。借助这种微型心脏模型，研究人员有望在为全世界患者开发更安全、更有效的药物方面取得重大进展，从而有可能挽救生命并改善患者的治疗结果。

此外，微型心脏模型还具有伦理优势，因为它提供了动物试验的可行替代方案。这一突破性的发现可能标志着制药行业的一个转折点，在追求医学进步的过程中减少对动物模型的依赖并最大限度地减少对动物的潜在伤害。

总之，纳米亚斯教授和他的团队开发的微型心脏模型代表了一项里程碑式的成就，对医学研究具有深远的影响。这种微型而复杂的人体心脏模型有可能重塑药物测试实践，增进我们对心血管疾病的理解，并最终为更健康、更可持续的未来做出贡献。