Vezměte srdce mrtvého potkana, zbavte ho všech svalových a jiných buněk a ponechte jen nosnou „kostru“ orgánu. Na tu přeneste buňky z potkaních mláďat a embryí. Za stálého mechanického namáhání máčejte několik dnů v živném roztoku. Nezapomeňte na stimulaci pomocí elektrických impulzů. Po necelém týdnu by srdce mělo znovu začít pracovat.
Podle této bizarní a překvapivě jednoduché kuchařky postupoval tým vědců z University of Minnesota - a uspěl! Srdce mrtvého hlodavce opravdu ožilo a začalo pumpovat krev.
Výkon znovuzrozeného orgánu se sice nedá srovnat se sílou zdravé „krevní pumpy“, ale i tak je výsledek přelomovým úspěchem. Informace o výzkumu amerických vědců přineslo poslední číslo prestižního vědeckého časopisu Nature Medicine.
Potíže s třetím rozměrem O výrobě náhradních orgánů se v poslední době mluví ve spojitosti s kmenovými buňkami. Ty mají takřka zázračnou schopnost přeměnit se v téměř libovolnou tkáň. Pokud by byly k dispozici kmenové buňky, které by organismus pacienta neodmítal, byl by problém s „materiálem“ pro náhradní orgán vyřešen. Nedávné objevy navíc prokázaly, že buňky s podobnými vlastnostmi lze získat i z tkáně dospělého člověka.
Zůstává však další jen těžko překonatelná potíž: jak v laboratoři vytvořit trojrozměrnou strukturu nahrazovaného orgánu, která je třeba v případě srdce velmi složitá. Pro představu, lidské srdce tvoří několik miliard buněk a víc než sto tisíc kilometrů cév. Jak tkáň donutit, aby se zformovala do požadovaného tvaru?
Vědci z týmu bioinženýrky Doris Taylorové začali od orgánu, který je třeba nahradit. Na srdci laboratorního potkana provedli tzv. decelularizaci, tedy odstranění všech buněk. Cesta k tomuto mezistupni se otevřela až po vyzkoušení mnoha druhů chemikálií. Vědci potřebovali látku, která zničí a odplaví všechny buňky, ovšem tzv. extracelulární matrix, jakési „lešení“, nepoškodí. K tomuto účelu využívali směsi, které obsahují podobné látky, jako jsou například v saponátech.
Extracelulární matrix neboli mimobuněčná základní hmota spojuje různé tkáně a pomáhá udržovat tvar. Jde o víc než jen o skelet. Extracelulární matrix hraje důležitou roli například v procesu přenosu živin. Buňkám, které na něm rostou, dává navíc i pokyny, podle kterých se pak specializují.
„Vlastně jsme k postavení nového orgánu použili stavební kameny, které nám dodala sama příroda,“ řekla Taylorová časopisu Nature Medicine.
Odhalenou „kostru“ srdce poté vědci „osázeli“ buňkami z ještě nenarozených nebo velmi mladých potkanů. V další fázi výzkumu chce Doris Taylorová sáhnout po kmenových buňkách, které slibují ještě lepší výsledky.
Nové buňky začaly ihned obnovovat cévy. Už po třech dnech srdce odpovídalo na elektrické impulzy mikroskopickými stahy. Během několika dalších dnů regenerace postoupila natolik, že pohyby srdečního svalu byly viditelné pouhým okem.
Znovu stvořené srdce zdaleka nedosáhlo normálního výkonu. Ve srovnání se zdravým orgánem bylo množství přečerpané krve padesátkrát menší. Odborníci ale přesto jásají. Fakt, že se funkce tak složitého orgánu alespoň z části obnovila, představuje velký pokrok. Vědci navíc vidí mnoho způsobů, jak dosáhnout dalších zlepšení.
***
Během několika dnů regenerace postoupila natolik, že byly pohyby srdečního svalu viditelné pouhým okem
Mladé buňky transplantované na kostru starého srdce obnovily jeho funkci
Oživená pumpa nabírá výkon
Úkol vyrobit motor, který by za den přečerpal 7500 litrů krve, vydržel pracovat desítky let a nebyl přitom o mnoho větší než sevřená pěst, zřejmě přesahuje možnosti dnešní techniky. Ovšem pokud chceme nahradit nemocné srdce, potřebujeme přístroj s přesně těmito parametry. Výzkum amerických vědců ukázal, že k úspěchu může vést i regenerace mrtvého orgánu. Bioinženýrům z University of Minnesota se podařilo znovu „nahodit“ srdce zemřelého hlodavce. Přinutili mladé buňky, aby obnovili strukturu a z části i funkci orgánu.
