先进的药物测试系统同时筛查多种潜在疗法于跳动心脏细胞中。
多伦多儿童医院（SickKids）的一种先进机器人系统正在改变医生和科学家对心脏疾病治疗的方式。
心律失常性心肌病（ACM）是年轻人突发性心脏死亡的主要原因。对于患有这种遗传性疾病的人来说，没有任何治疗，心脏移植仍然是唯一的治愈选择。
现在，由SickKids的Jason Maynes博士以及多伦多大学（U of T）机器人研究所的Yu Sun博士和Xinyu Liu博士领导的研究团队，开发了一种机器人技术，使科学家们可以首次同时测试多种潜在的治疗方法。
“这项技术将使我们能够在正确的时间将正确的药物送到正确的人身上，”麻醉和疼痛医学系主任、围手术期服务研究副主任以及分子医学项目高级科学家Maynes说。
对跳动心脏组织进行微注射
技术进步促进了对包括肿瘤学在内的多种健康状况进行高通量筛查（一次测试大量潜在疗法的能力）的兴起。然而，与癌细胞不同，研究心脏疾病的科学家面临着独特的挑战：心脏细胞的三维（3D）动态运动。运动使得传统药物筛查技术难以快速准确地将分子注射到跳动的心肌细胞组织中，而不造成其损伤。
面对这一挑战，研究团队开发了一种解决方案——一种配备特殊Z形微吸管和3D成像系统的微型机器人，可以快速而精确地将荧光分子插入药物处理过的跳动心脏细胞中，从而允许科学家分析药物候选物的有效性。
研究结果发表在Science Robotics上，展示了这一创新技术，并强调了其在心脏疾病先进疗法中革命性潜力。
“利用这个系统，我们的团队能够识别出五种潜在的ACM疗法，”第一作者、SickKids和多伦多大学的博士后研究员Wenkun Dou博士说。“这种发现仅在不同领域的专家共同合作时才能发生。”
在与西班牙国家心血管研究中心（CNIC）的合作者合作中，已显示其中一种药物候选物能够减少ACM临床前模型中的心律失常。
心脏治疗的未来
对于受ACM影响的患者及其家庭而言，这项研究具有加速新治疗发现的潜力，并可能有效消除侵入性心脏手术的需要。但得益于对高通量筛查的个性化方法，研究团队相信其影响可能会远远超出ACM，成为SickKids精准儿童健康愿景的一部分，这是一场为每位患者提供个体化护理的运动。
“快速、高容量地建模特定患者病况并测试疗法的能力意味着治疗可以根据每位患者的个体需求量身定制，”Maynes说。
这项研究得到了加拿大健康研究所（CIHR）、加拿大自然科学与工程研究委员会（NSERC）、安大略省研究基金——研究卓越计划、蒙哥马利县中介单位（MCIU）和SickKids基金会的资助。
