Laboratoriossa kasvatettujen sydänsolukimppujen ja oikean sydämen sähkösignaalit sekä sykevaihtelut ovat samankaltaisia
Sydänsolurykelmiä MEA-levyllä (multielectrode array). Yhdeksän elektrodia mittaa supistuvien sydänsolujen sähköistä toimintaa. Yhteistutkimus Tampereen yliopiston fysiikan ja lääketieteen tutkijoiden ja Tampereen yliopistollisen keskussairaalan kanssa julkaistiin Scientific Reports -lehdessä maaliskuussa.
John B. Gurdon ja Shinya Yamanaka saivat vuonna 2012 fysiologian ja lääketieteen Nobel-palkinnon löydöstään, jonka mukaan erilaistuneet solut voidaan ohjelmoida uudelleen kantasoluiksi, jotka voidaan edelleen kehittää uudeksi solutyypiksi. Tällä tavalla kehitetyt sydänsolut alkavat spontaanisti sykkiä ilman ulkoista stimulaatiota.
Terveen sydämen sykevaihtelussa on ns. fraktaalisia ominaisuuksia, jolloin vaihtelut näyttävät samankaltaisilta eri aikaskaaloissa. Nämä vaihtelujen on ajateltu olevan seuraus autonomisen hermoston eri osien keskinäisestä vuorovaikutuksesta.
- On yllättävä havainto, että fraktaaliset ominaisuudet ovat havaittavissa myös sydänsoluissa ilman autonomista hermostoa, tohtoriopiskelija Jiyeong Kim Tampereen yliopistosta toteaa.
Hyödyntämällä uusia aikasarja-analyysin menetelmiä laskennallisen fysiikan laboratorion tutkijat saivat selville, että sydänsolujen sykinnän dynamiikka muistuttaa oikeaa sydäntä monilla eri aikaskaaloilla. Tämän lisäksi sähköisen toiminnan määrittämä yksittäisen sykäyksen kesto käyttäytyy sekä soluissa että sydämessä samalla tavalla. Löydöksiä voidaan hyödyntää monipuolisesti erilaisten sydänsairauksien tutkimuksessa sekä lääkeaineiden testaamisessa.
Tutkimukseen osallistuivat Jiyeong Kimin lisäksi tutkijatohtori Ilya Potapov, Joonas Latukka sekä professori Esa Räsänen laskennallisen fysiikan laboratoriosta tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa sekä tohtoriopiskelija Disheet Shah ja professori Katriina Aalto-Setälä sydänryhmästä lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa ja Tampereen yliopistollisessa keskussairaalassa.
Alkuperäinen artikkeli:
J. Kim, D. Shah, I. Potapov, J. Latukka, K. Aalto-Setälä & E. Räsänen, Scaling and correlation properties of RR and QT intervals at the cellular level, Scientific Reports (Nature Publishing Group), volume 9, 3651 (6 March 2019);
https://www.nature.com/articles/s41598-019-40247-9
Lisätiedot:
Tohtoriopiskelija Jiyeong Kim, jiyeong.kim [at] tuni.fi
Professori Esa Räsänen, esa.rasanen [at] tuni.fi; 050 301 3386
TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 25.3.2019
