Toronto Üniversitesi’nden araştırmacılar, COVID-19’un neden olduğu kalp iltihabının nedenlerini araştırmak ve etkilerini hafifletmenin yollarını bulmak için çığır açan bir çip üzerinde kalp modeli geliştirdiler.
Her ne kadar Kovid-19 öncelikli olarak solunum sistemini etkilese de kalp dahil diğer organlar için de risk oluşturuyor. COVID-19 nedeniyle hastaneye yatırılan hastalarda miyokardit veya kalp kası iltihabı gelişme riski önemli ölçüde daha yüksek. Ancak SARS-CoV-2 enfeksiyonunu kalp iltihabına bağlayan temel biyoloji, uygun modellerin bulunmaması nedeniyle belirsizliğini koruyor.
Doktora mezunu Rick Lu liderliğindeki ve Milica Radisic’in danışmanlığını yaptığı ekip, SARS-CoV-2 enfeksiyonunun ve bunun sonucunda ortaya çıkan bağışıklık tepkisinin kalp fonksiyonu üzerindeki etkisini doğru bir şekilde simüle etmek için benzersiz bir 3 boyutlu çip üzerinde kalp modeli oluşturdu. Bu yenilikçi model, insan kalbinin karmaşık yapısını kopyalayan, kök hücrelerden yetiştirilen kalp dokularıyla çevrelenmiş bir kan damarları ağını içeriyor.
Araştırmacılar, COVID-19’un kalp iltihabı üzerindeki etkilerini incelemek için SARS-CoV-2 gibi yüksek riskli patojenleri incelemek için özel bir laboratuvar olan Toronto Yüksek Sınırlama Tesisi’nden yararlandı. Çip üzerindeki minyatür kalplere canlı virüs ve bağışıklık hücrelerini yerleştirdiler ve kalbin kasılma ve pompalama yeteneğinde bir azalma gözlemlediler. Daha ileri araştırmalar, SARS-CoV-2 enfeksiyonunun mitokondriyal fonksiyon bozukluğuna ve mitokondriyal DNA’nın kalp hücrelerinden çevreye salınmasına yol açtığını ortaya çıkardı.
Dr. Claudia dos Santos ile işbirliği yapan ekip, COVID-19 hastalarından alınan kan örneklerini analiz etti ve yüksek düzeyde mitokondriyal DNA buldu; bu, yüksek kardiyak komplikasyon riskine işaret ediyor. Ayrıca, SARS-CoV-2 enfeksiyonundan sonra eksozom adı verilen hücre bazlı bir tedavinin iltihabı hafifletme, mitokondriyal fonksiyonu iyileştirme ve kalp fonksiyonunu iyileştirme potansiyelini de gösterdiler.
Çip üzerinde kalp modeli, enfeksiyonla ilişkili kalp rahatsızlıklarını incelemek ve hedefe yönelik tedaviler geliştirmek için çok yönlü bir platform sunuyor. Araştırmalarında insan hücreleri kullandıklarından hayvan hücreleri üzerinde yapılan araştırmalara kıyasla daha güvenilir ve sürdürülebilir olduğunu söyleyen Lu, gelecekteki araştırmalarının COVID-19 ile ilişkili kalp komplikasyonlarındaki cinsiyet farklılıklarını ve uzun süreli COVID-19 hastalarındaki kalp sorunlarını cevaplandırmaya yönelik olacağını belirtti.
Radisic için çalışma kişisel önem taşıyor çünkü kendisi bu çalışmayı COVID-19’un neden olduğu kalp yetmezliğine yenik düşen büyükannesine adadı. Araştırma, çeşitli kuruluşların yatırımları ve hastaların ve ailelerin biyobankalara yaptığı katkılarla mümkün hale geldi ve COVID-19 ile ilgili komplikasyonların anlaşılmasında ve tedavisinde önemli ilerlemeleri kolaylaştırıldı.
