Cuda w laboratorium

Cuda w laboratorium

Naukowcy zamierzają hodować serca, nerki, płuca i inne organy do przeszczepów Na całym świecie brakuje organów do transplantacji. Pacjenci z wadami serca czy chorymi nerkami często daremnie czekają na dawcę. Być może jednak ten problem zostanie rozwiązany już za kilkanaście lat. Organy do przeszczepów będą hodowane w laboratoriach lub nawet specjalnych fabrykach, niejako na miarę. Dotychczasowe próby skonstruowania sztucznych serc i innych organów przyniosły niezadowalające rezultaty. Za to pracujący w USA naukowcy, dr Doris Taylor, dyrektor Centrum Kardiochirurgii University of Minnesota w Minneapolis, oraz austriacki chirurg Harald Ott, zatrudniony w Massachusetts General Hospital w Bostonie, dokonali prawdziwego małego cudu. Udało im się wyhodować sztuczne bioserce, które zaczęło bić. Dokonali tego za pomocą metody zwanej decelularyzacją, mówiąc prościej odkomórkowieniem. Specjaliści z bostońskiego szpitala odnieśli już znaczące sukcesy na polu „inżynierii tkankowej”. Joseph Vacanti i jego brat Charles należą do pionierów w tej dziedzinie. To oni przeszczepili myszy strukturę przypominającą ucho. Zdjęcia dziwnego gryzonia z uchem na grzbiecie obiegły cały świat. Stworzenie struktury w kształcie ucha i zasiedlenie jej żywymi komórkami nie było zbyt trudnym zadaniem. Wyhodowanie złożonego z żywych komórek, pompującego krew bioserca to jednak całkowicie inna sprawa. „Skomplikowana struktura serca jest wynikiem trwającej miliony lat ewolucyjnej pracy Matki Natury. Wytworzenie tego organu w laboratorium jest więc całkowicie niemożliwe”, przyznaje Stephen Badylak z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej uniwersytetu w Pittsburghu na łamach niemieckiego tygodnika „Der Spiegel”. Doris Taylor i Harald Ott postanowili zatem pójść inną drogą – umieścili żywe komórki sercowe na gotowej już matrycy czy też rusztowaniu. „To jak drewniane rusztowanie nowego domu”, wyjaśniała później dr Taylor. Jako matryca miało posłużyć serce dorosłego szczura. Harald Ott zastanawiał się, w jaki sposób oczyścić je z komórek, i zastosował metodę prób i błędów. „Po prostu przetestowałem wszystkie chemikalia, które znalazłem w laboratorium”. Najlepsza okazała się pewna substancja detergentowa, używana także do produkcji szamponów i past do zębów. Roztwór detergentu został wstrzyknięty w naczynia krwionośne szczurzego serca. Pod wpływem tej substancji komórki popękały, a ich resztki spłynęły. Pozostała blada, proteinowo-chrząstkowa matryca, komory serca, zastawki. Tam, gdzie wcześniej przebiegały naczynia krwionośne, pozostały cienkie kanaliki. Naukowcy stworzyli następnie swoisty eliksir życia, uzyskany z komórek serc około stu nowo narodzonych szczurów. Był to koktajl z komórek sercowych, śródbłonkowych oraz komórek wciąż jeszcze zdolnych do podziału. Ott i Taylor umieścili mieszaninę w lewej komorze sercowej rusztowania i dodali roztwór z tlenu i substancji odżywczych. Tak spreparowane serce zostało umieszczone w „bioreaktorze”, tj. w środowisku, jakie w organizmie otacza rozwijające się serce. Wypełnione komórkami rusztowanie było stymulowane elektrycznie. Komórki rosły i rozmnażały się żwawo. Po czterech dniach nastąpił cud – serce zaczęło bić. „Początkowo myśleliśmy, że to tylko dobry pomysł, ale na widok bijącego serca po prostu zaniemówiliśmy ze zdumienia”, napisał później dr Harald Ott. Po kolejnych czterech dniach skurcze bioserca były tak silne, że potrafiło ono przetaczać płyn przez tętnicę główną. Niestety, wydajność była niska – 2-5% wydajności zwykłego serca. Naukowcy nie mają jednak wątpliwości, że bioorgan uda się udoskonalić. Po zaprzestaniu stymulacji elektrycznej serce biło jeszcze przez 40 dni. Taka rewelacyjna metoda może zostać zastosowana także do stworzenia nerek, wątroby, trzustki i innych organów. Zapewne będzie to łatwiejszym zadaniem, ponieważ wspomniane organy nie wykonują pracy mięśniowej. Doris Taylor i Harald Ott mają nadzieję, że rusztowań do hodowanych ludzkich serc dostarczą łatwo dostępne serca świni. Te organy nierogacizny mają podobne rozmiary jak ludzkie serce. Para badaczy przeprowadziła już pierwsze eksperymenty – rzeczywiście udało się uzyskać ze świńskich serc odpowiednie matryce. Dr Taylor zwraca uwagę: „Komórki mięśnia sercowego potrzebują tak dużo tlenu, że każda musi dosłownie dotykać naczynia krwionośnego – osiągnięcie tego stopnia zaopatrzenia w krew to ogromne wyzwanie. Ale jeżeli możemy wykorzystać strukturę naczyń krwionośnych, to szansa na sukces jest duża”. Doris Taylor twierdzi, że wszystko jest gotowe do stworzenia

Ten artykuł przeczytasz do końca tylko z aktywną subskrypcją cyfrową.
Aby uzyskać dostęp, należy zakupić jeden z dostępnych pakietów:
Dostęp na 1 miesiąc do archiwum Przeglądu lub Dostęp na 12 miesięcy do archiwum Przeglądu
Porównaj dostępne pakiety
Wydanie: 2008, 21/2008

Kategorie: Nauka