Onderzoekers van de UC Berkeley melden dat ze succesvol hartweefsel op een chip hebben laten functioneren. Ze hebben het weefsel daarnaast kunnen testen op gevoeligheid met bepaalde bestaande medicamenten.
Het team ontwierp hiervoor een zogenaamd 'organ-on-a-chip' waarin hartweefsel zo functioneert dat er proeven mee uit te voeren zijn. Een orgaan-op-een-chip valt onder de grote noemer 'lab-on-a-chip' waarbij op relatief goedkope wijze proeven te doen zijn. Veel van die proeven moeten nu nog uitgevoerd worden op proefdieren, maar dat is verre van ideaal omdat niet-menselijke diermodellen die gebruikt worden tijdens veiligheidstests van medicijnen niet voldoende op de menselijke biologie lijken.
De hart-op-een-chip is niet zomaar een container met daarin wat hartweefsel. De structuur is zo ontworpen dat het vergelijkbaar is met de geometrie en afstand tussen het verbindende weefsel in een menselijk hart. De hartcellen komen uit menselijke pluripotente stamcellen. Uit dit type stamcel zijn meerdere soorten weefsel te verkrijgen. Deze hartcellen met verschillende functies werden in een laadsysteem op de chip gestopt, een systeem dat een van de auteurs op de site van UC Berkeley vergelijkt met passagiers die tijdens de spits op de metro stappen, waarbij alle lagen naast elkaar in één richting komen te liggen.
Microfluïdische kanaaltjes op de chip functioneren als modellen voor bloedvaten, zodat de uitwisseling van voedingsstoffen en medicijnen nagebootst wordt. In de toekomst kunnen op die manier mogelijk ook de afvalstoffen verwijderd worden.
Na 24 uur gingen de hartcellen kloppen met een normale snelheid. Daarna voegden ze verschillende veelgebruikte medicijnen toe, zoals bètablokkers. Doordat dit goed onderzochte medicijnen zijn, is precies bekend wat ze zouden moeten doen met het hartritme: de reacties klopten. Bij een medicijn tegen traag hartritme, ging de hartslag omhoog naar 124 slagen per minuut.
In de toekomst moet het mogelijk zijn om steeds meer verschillende organen in dergelijke mini-containers aan elkaar te koppelen om zelfs interactie tussen bijvoorbeeld hart en lever te kunnen onderzoeken. De afgelopen jaren heeft het Lab-on-a-Chip-onderzoek gezorgd voor een groot nieuw onderzoeksveld. Organen-op-Chips zijn chips waarin verschillende, veelal jonge, technieken gecombineerd worden, zoals microfluïdica, micro-elektronica en micromechanica tezamen met orgaankweek.