Ny hjärtmodell av mänskliga celler ska förklara uppkomsten av hjärtsjukdomar

Sedan i somras har Geena Paramel, filosofie doktor i biomedicin, arbetat med att ta fram en miniversion av ett mänskligt hjärta. Med hjälp av australiensiska forskare har hon nu lyckats skapa en modell bestående av mänskliga hjärtceller.

– Det unika är att den består av tre olika sorters celler, och det kommer att ge oss djupare förståelse än tidigare modeller som bara har en typ av celler. Förutom hjärtmuskelceller består modellen av fibroblaster som fungerar som hjärtats stödjeceller samt endotelceller som finns i hjärtats blodkärl. Modellen kan också hjälpa oss förstå sjukdomsmekanismer som inte går att se i djurstudier eftersom möss och råttor saknar vissa gener som vi människor har, säger Geena Paramel.

Hjärtmodellen föreställer mänsklig vävnad som kan efterlikna hjärtats funktioner. Den är knappt synbar med blotta ögat, men med hjälp av mikroskop kan man se hur modellen drar ihop sig precis som ett bultande hjärta. Forskarna har visat att modellen fungerar och nu startar nästa projekt där den ska användas för att undersöka olika sjukdomstillstånd.

– Vi vet att vissa infektioner ökar risken att drabbas av till exempel stroke och hjärtattack, men vi vet inte varför. Nästa steg är att tillsätta blodplasma från influensapatienter till modellen för att se hur det påverkar hjärtcellerna på molekylär nivå.

Många användningsområden

Blodproverna kommer från influensapatienter som sökt vård vid akutmottagningarna vid Universitetssjukhuset Örebro och Karlskoga lasarett. Anna Nordenskjöld, docent vid Örebro universitet och överläkare i kardiologi vid Hjärt-Lung-Fysiologiska kliniken på Universitetssjukhuset, ser många användningsområden med den nya hjärtmodellen.

– Den består av tre celltyper som alla är viktiga för att det mänskliga hjärtat ska fungera och som vi därför är mycket intresserade av. I mikroskop ser vi att cellstrukturen slår, och vi kan mäta med precision vad som händer med cellernas förmåga när de utsätts för olika typer av ämnen som finns i patienters blod, läkemedel eller gifter, säger hon.

Även Simon Athlin, docent vid Örebro universitet och överläkare vid Infektionskliniken på Universitetssjukhuset Örebro, ser stora möjligheter med att använda modellen för viktiga forskningsfrågor.

– Man kan studera hur substanser och biologiska molekyler som cirkulerar i blodet påverkar hjärtat utan att behöva utföra tester på enskilda patienter. Det här är också något som forskningsfinansiärer vill se mer av istället för djurförsök, säger Simon Athlin.

Nya mediciner

På längre sikt ser han att modellen skulle kunna användas för att ta fram nya mediciner som skyddar hjärtat vid exempelvis influensa, genom att dämpa immunförsvarets påverkan på hjärtmuskelcellerna.

– Även om det ligger i framtiden så skapar vår modell de rätta förutsättningarna för att kunna studera effekten av nya medicinkandidater, säger Athlin.

En annan fördel är att hjärtmodellen sammanför forskare från olika områden.

– I projektet möts grundforskare och kliniker från två olika specialiteter – och vi kan lära och inspirera varandra. Jag som kliniskt verksam kardiolog träffar nästan aldrig grundforskare i vanliga fall, säger Anna Nordenskjöld.

Hur celler i hjärtat interagerar

Hjärtmodellen som gör det möjligt att studera hur celler i hjärtat interagerar med varandra har finansierats av KK Stiftelsen i projektet Novel approaches to identify protein signatures and immune mechanisms underlying influenza induced cardiac pathogenesis in humans: focus on comprehensive proteomics and in vitro human heart microenvironment.

Forskningen utförs vid Cardiovascular Research Centre (CVRC), en translationell forskningsgrupp vid Örebro universitet och Universitetssjukhuset i Örebro/Region Örebro län.

Läs mer om forskningen: In Vitro Human Heart Microenvironments: Utilizing Cardiac Spheroids to Study Heart Disease