به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، اختلالات ریتم قلب، آریتمی، بار اقتصادی زیادی را بر جامعه تحمیل می‌کند و تأثیر زیادی بر کیفیت زندگی تعداد زیادی از مردم دارد. آریتمی‌ها می‌توانند دلایل ژنتیکی داشته باشند، اما در درجه اول از بازسازی بافت قلب در طول پیری یا بیماری قلبی ناشی می‌شوند. از آنجایی که درمان‌های کنونی به علل آریتمی‌ها نمی‌پردازند، بلکه فقط علائم را مدیریت می‌کنند، تولید مدل‌ها و پلتفرم‌های آزمایشی نوآورانه برای کسب دانش در مورد مکانیسم‌های بیماری زمینه‌ای که با غربالگری دارویی سازگار هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است. 
مکانیسم‌های بیماری زمینه‌ای Afib
مروری کوتاه بر الکتروفیزیولوژی طبیعی کاردیومیوسیت‌ها
در یک قلب سالم، کاردیومیوسیت‌ها به صورت الکتریکی با هم جفت می‌شوند و یک سینسیتیوم عملکردی را تشکیل می‌دهند که اجازه انتشار سریع تکانه الکتریکی در سراسر عضله قلب را می‌دهد و باعث انقباضات مداوم و بسیار هماهنگ می‌شود. هر پتانسیل عمل توسط گره سینوسی دهلیزی (SA) آغاز می‌شود، یک گروه تخصصی از سلول‌های میوکارد واقع در دیواره خلفی دهلیز راست، نزدیک به روزنه ورید اجوف فوقانی. سلول‌های پیس میکر خودکار بودن را نشان می‌دهند، به این معنی که به طور خود به خود دپلاریزه می‌شوند تا پتانسیل عمل را آغاز کنند. اگرچه سلول‌های گره SA تنها سلول‌های رسانا نیستند، این سلول‌ها دارای بالاترین نرخ دپلاریزاسیون هستند و بنابراین ضربان‌ساز اولیه قلب هستند که مسئول ایجاد ریتم طبیعی سینوسی هستند. پس از ایجاد شدن در گره SA، تکانه از طریق اتصالات شکاف سلول به سلول و همچنین به صورت شعاعی از طریق یک مسیر بین گره‌ای تخصصی به نام باچمن باندل یا نوار بین دهلیزی به کاردیومیوسیت‌های دهلیزی مجاور گسترش می‌یابد. 
بستر باعث AFib می‌شود
پاتوفیزیولوژی AFib شامل سه جزء اصلی است، یعنی شروع، نگهداری و پیشرفت به سمت فرم‌های AFib طولانی تر. AFib به عنوان پاسخی به محرکی که به سرعت دهلیزها را تحریک می‌کند در ترکیب با بستری که قادر به حفظ فیبریلاسیون است آغاز می‌شود. 
محرک‌ها: AFib توسط کانون‌های نابجا، ورود مجدد و روتورها القا می‌شود
برای شروع، AFib به طور کلی به یک محرک الکتریکی آغازگر نیاز دارد. فعالیت ورود مجدد، که می‌تواند با مدارهای پیچیده چندگانه ورود مجدد مرتبط باشد، یا روتورهایی که توسط امواج مارپیچی با ورود مجدد عملکردی با الگوهای نامنظم و بدون الگوی فعال سازی ثابت تشکیل می‌شوند. محرک‌ها اغلب از وریدهای ریوی ایجاد می‌شوند. فعالیت نابجای دهلیزی از فعالیت تحریک‌شده در نتیجه دپلاریزاسیون‌های تاخیری دیاستولی (DADs) یا فعالیت‌های خارج سیستولی خود به خودی توسط پس‌دپلاریزاسیون‌های اولیه (EADs) ناشی می‌شود. 
درمان AFib
علیرغم در دسترس بودن درمان‌های مختلف، درمان‌های AFib (مانند فارماکولوژی طولانی‌مدت، کاردیوورژن، یا مداخله جراحی با فرسایش) در درجه اول بر کاهش علائم تمرکز دارند و محدودیت‌های قابل‌توجهی دارند و AFib را همچنان به یک چالش بالینی تبدیل می‌کنند. آریتمی‌های قلبی به طور سنتی با کنترل ضربان یا ریتم درمان می‌شوند. درمان‌های کنترل نرخ بر کاهش سرعت بطنی سریع (اغلب در بیماران مبتلا به AFib) با استفاده از داروهای کرونوتروپیک منفی (بتابلوکرها، مسدودکننده‌های کانال کلسیم، گلیکوزیدهای قلبی، یا درمان‌های ترکیبی) یا مداخلات الکتروفیزیولوژیکی/جراحی تمرکز می‌کنند. این درمان به طور موثر علائم AFib را کاهش می‌دهد. داروهای ضد آریتمی در استفاده بالینی (و جریان هدف آن‌ها) فلکاینید (INa)، پروپافنون (INa)، ایبوتیلید (IKr)، ورناکالانت (مسدود کننده کانال یونی چندگانه)، آمیودارون (مسدود کننده کانال یونی چندگانه)، دروندارون (کانال یونی چندگانه) هستند. 
مدل‌های AFib
با وجود تمام مزایای ارائه شده توسط انواع مختلف سیستم‌های مدل سازی، هنوز محدودیت‌های مهمی وجود دارد که استفاده از آن‌ها را برای اهداف بالینی مستقیم متوقف می‌کند. امکان محدود ساخت یک مدل انسانی جدید از الکتروفیزیولوژی قلب و نیاز به درک بهتر مکانیسم‌های زمینه‌ای که منجر به شروع و حفظ آریتمی‌های دهلیزی می‌شود، توسعه مدل‌های بیماری بهبود یافته و متمایز را می‌طلبد. 
In Vivo Modeling: Animal Models
AFib در هر دو مدل حیوانی بزرگ و کوچک با بازسازی الکتریکی یا ساختاری دهلیزی مرتبط با سرعت به دنبال مسیرهای حاد دهلیزی و در حضور مدولاسیون سیستم عصبی خودمختار مورد مطالعه قرار گرفته است. به طور کلی، سگ‌ها به طور گسترده برای مطالعه AFib مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اگرچه بروز خودبه‌خودی AFib در سگ‌ها، مدل‌های سگی AFib به طور تجربی، معمولاً با ضربان قلب دهلیزی (با سرعت 400 تا 600 ضربه در دقیقه)، برای مطالعه الکتروفیزیولوژی و بازسازی الکتریکی آن‌ها القا می‌شوند. با این وجود، دوره‌های AFib در سگ‌ها به دلیل دشواری در ایجاد و حفظ تاکی کاردی دهلیزی نسبتاً کوتاه است.
جایگزین‌های مدل‌های حیوانی
در مدل‌های سیلیکونی
با استفاده در مدل‌های سیلیکونی، مدل‌های زیادی که الکتروفیزیولوژی سلول دهلیزی را توصیف می‌کنند، در چند دهه گذشته برای گونه‌های مختلف پستانداران، به عنوان مثال، خرگوش و سگ سانان ایجاد شده‌اند. برای سلول های دهلیزی انسانی، دو مدل اصلی و قدیمی وجود دارد که پتانسیل عمل (AP) را با استفاده از معادلات دیفرانسیل معمولی (ODEs) بر اساس داده‌های تجربی همپوشانی بازسازی می‌کنند. در غیاب داده‌های انسانی، هر دو مدل تا حدی به داده‌های به‌دست‌آمده از پستانداران دیگر تکیه می‌کنند و فرمول‌بندی‌های کمی متفاوت از جریان‌های یونی، پمپ‌ها، مبدل‌ها و دیگران دارند که منجر به رفتارهای متفاوت می‌شود. 
AFib شایع ترین آریتمی پایدار است که با چندین بیماری جدی مرتبط است، مانند نارسایی قلبی و سکته مغزی، که آن را به یکی از بزرگترین مشکلات بهداشت عمومی تبدیل می‌کند. علاوه بر این، در حال حاضر، درمان‌های موجود برای AFib، یعنی درمان طولانی‌مدت با داروهای ضد آریتمی، کاردیوورژن یا مداخله جراحی با فرسایش، صرفاً بر درمان علائم، از جمله کنترل ضربان قلب، پیشگیری از لخته شدن خون و کنترل ریتم تکیه می‌کنند. 
محدودیت‌های قابل توجه AFib همچنان به یک چالش بالینی 
در نتیجه، نیاز برآورده نشده زیادی برای مدل‌های پیش‌گویانه AFib انسانی وجود دارد که امکان کاوش در مکانیسم‌های زمینه‌ای بیماری و ساده‌سازی فرآیند غربالگری دارویی با کارایی بالا را برای کشف رویکردهای درمانی جدید فراهم می‌کند. با وجود تمام مزایای ارائه شده توسط انواع مختلف سیستم‌های مدل سازی، هنوز محدودیت‌هایی وجود دارد که استفاده از آن‌ها را برای اهداف بالینی مستقیم متوقف می‌کند. حتی اگر مدل‌های حیوانی درک اولیه‌ای از مکانیسم‌هایی ارائه کرده‌اند که باعث ایجاد و حفظ AFib می‌شوند، این مدل‌ها ویژگی‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی قابل توجهی را نشان می‌دهند که با آنچه در انسان یافت می‌شود متفاوت است، بنابراین مانع استفاده از آن‌ها می‌شود. از سوی دیگر، روش‌های مدل‌سازی سیلیکونی و آزمایشگاهی ابزارهای محوری در پیشرفت درمان AFib هستند. با این وجود، این مدل‌ها همچنان محدودیت‌هایی در مورد توسعه و استفاده بعدی به عنوان یک مدل بالینی دارند. کاردیومیوسیت‌های مشتق از HPSC معمولاً یک فنوتیپ نابالغ را نشان می‌دهند که یک محدودیت عمده برای مدل‌سازی بیماری شرایط مرحله بزرگسالی است. چندین جنبه در رابطه با بلوغ کاردیومیوسیت، مانند زمان لازم برای ایجاد فنوتیپ بیماری، باید مورد توجه قرار گیرد تا مدل‌های آزمایشگاهی قوی برای AFib به دست آید. روش‌های مختلفی برای تقویت بلوغ کاردیومیوسیت‌های مشتق از hPSC با شناسایی عوامل از دست رفته مشخصه کاردیومیوسیت‌های بالغ پیشنهاد شده‌اند. عمدتاً، کاردیومیوسیت‌ها باید بیان ژن‌های خاصی را که نماینده مرحله بزرگسالی هستند، نمایش یک اسکلت سلولی سازمان‌یافته و اندامک‌های تخصصی، متابولیسم اکسیداتیو و رفتار الکتروفیزیولوژیک بزرگسالان را خلاصه کنند. محققان استراتژی‌هایی را برای تحریک بلوغ با در نظر گرفتن این ویژگی‌ها، مانند تحریک بیوشیمیایی (با فعال‌سازی یا سرکوب مسیرهای سیگنالینگ)، تحریک فیزیکی (از طریق محرک‌های الکتریکی یا مکانیکی) و همچنین توسعه مدل‌های سه‌بعدی که قادر به تقویت خواص مکانیکی کاردیومیوسیت‌ها هستند، گزارش کرده‌اند. 
پایان مطلب/.