http://grafik.rp.pl/...62,385504,9.jpg
Stelaż pod łatkę na serce (fot: Brian Liau)
Nowa strategia leczenia chorób serca wykorzystuje tkankę uzyskaną z komórek macierzystych. Może się kurczyć i przewodzi impulsy elektryczne.
Z takiego materiału naukowcy chcą robić łatki na serca uszkodzone chorobą lub zawałem. Nowy mięsień udało się stworzyć ze specjalnie spreparowanych komórek macierzystych.
Naukowcy z amerykańskiego Duke University wykorzystali mysie komórki macierzyste oraz specjalny stelaż z naturalnej tkanki, który umożliwił odtworzenie trójwymiarowej struktury mięśnia. Szczegóły swoich eksperymentów badacze zaprezentowali podczas Biomedical Engineering Society w Pittsburghu.
Mięsień jak nowy
Tajemnica przygotowania łatki kryje się w zapewnieniu komórkom macierzystym takich warunków jak w rozwijającym się organizmie. To pozwala im zamienić się w komórki mięśnia serca – kardiomiocyty. Ale to nie wszystko: trzeba również skonstruować stelaż, na którym komórki te będą się gromadzić. Wykorzystano do tego inne komórki – fibroblasty, oraz specjalny żel zawierający białko – fibrynę, odpowiedzialne m.in. za proces krzepnięcia krwi.
– Gdyby próbować hodować same kardiomiocyty, powstałaby niezorganizowana kulka komórek – tłumaczy Brian Liau z Duke University. – Okazało się, że wystarczy użyć innego rodzaju komórek – fibroblastów, które stwarzają takie warunki jak w tworzącym się sercu. Liau pracuje w laboratorium Nenada Bursaca, gdzie hodowane są sercowe łatki.
Łatka na biologicznym rusztowaniu wygląda trochę jak płatki śniadaniowe – przyznają badacze. Ale najważniejsze jest to, że działa. – Kiedy testowaliśmy łatkę na serce, odkryliśmy, że wszystkie komórki ułożyły się w tym samym kierunku i kurczą się tak jak prawdziwe komórki serca. Przewodziły również sygnały elektryczne, działając w sposób zsynchronizowany – mówił Liau.
– Udało nam się wyhodować komórki mięśnia serca, które działają tak jak naturalne, jednak pozostaje nadal wiele trudności do pokonania – przyznaje prof. Bursac. – Dzięki fibrynie mamy grubsze, trójwymiarowe struktury, potrzebne w stosowanej terapii chorób serca, ale problemem pozostaje zapewnienie odpowiedniego dopływu krwi.
Drugim problemem jest uzyskiwanie komórek macierzystych. Naukowcy korzystali z zarodkowych komórek macierzystych zwierząt. Jednak do testów z udziałem ludzi prawdopodobnie lepiej będą się nadawały tzw. indukowane pluripotentne komórki macierzyste. Uzyskuje się je od dorosłych pacjentów, a następnie „cofa zegar” rozwoju. Łatka na serce wykonana z takich komórek nie zostanie odrzucona przez organizm pacjenta – tkanka byłaby traktowana jako własna.
Może być zastrzyk
Z takich właśnie komórek macierzystych uzyskanych od dorosłych osobników skorzystali specjaliści Mayo Clinic. Trzy miesiące temu ogłosili, że zastrzyk z komórek macierzystych zregenerował uszkodzone zawałem serce myszy. Terapia trwała zaledwie cztery tygodnie. – To badanie dowodzi ogromnego potencjału komórek iPSC w kardiologii. Zmodyfikowane fibroblasty zyskały funkcję naprawiania i regenerowania serca z bliznami pozawałowymi – uważa dr Timothy Nelson z Mayo Clinic.
Komórki macierzyste hodowane z dorosłych komórek to wielka szansa nie tylko kardiologii, ale i całej medycyny regeneracyjnej. W ubiegłym tygodniu „Rz” informowała o wyhodowanych dzięki tej metodzie komórkach wątroby. Źródłem były najzwyklejsze komórki skóry pobrane od pacjentów cierpiących na nieodwracalne uszkodzenia wątroby.
Najnowsze wydanie „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) donosi o innym sukcesie – odtworzeniu fragmentu kości. Chodzi o tzw. staw skroniowo-żuchwowy umożliwiający normalne poruszanie szczęką (przy jedzeniu i mówieniu).
To jeden z najbardziej skomplikowanych stawów w ludzkim ciele. Udało się go jednak zrekonstruować z komórek macierzystych dzięki rusztowaniu sporządzonemu na podstawie cyfrowych obrazów czaszki pacjenta.
Według dr. Gordany Vunjak-Novakovic z Uniwersytetu w Kolumbii w podobny sposób będzie można odtworzyć również inne fragmenty kości – dokładnie na wzór uszkodzonych. To szczególnie ważne w przypadku osób oszpeconych, np. w wypadkach.
– Pomyśleliśmy, że to będzie najtrudniejszy test tej techniki – mówi dr Vunjak-Novakovic. – Jeżeli można zrobić to, to znaczy, że można zrobić wszystko.
Masz pytanie, wyślij e-mail do autora [email protected]
____________________________________________________________________________________________________________________
Komórki, które mogą wszystko
Do niedawna za najlepsze źródło komórek macierzystych uznawano zarodki. To z nich można pobrać najbardziej uniwersalny (i najbardziej pożądany przez biotechnologów) rodzaj komórek mogących się zamienić w dowolny inny rodzaj tkanki. Ale zarodkowe komórki macierzyste, które można by wykorzystać do leczenia ludzi, mają ogromną wadę – ich pobieranie może prowadzić do uszkodzenia, a w efekcie śmierci zarodków. Dlatego naukowcy poszukiwali innych źródeł, które mogłyby takich komórek dostarczać, a jednocześnie oszczędzić rozterek moralnych.
I udało się. W 2007 roku dwa zespoły – japoński i amerykański – ogłosiły, iż dorosłe komórki człowieka można tak przeprogramować, że powstaną z nich komórki macierzyste prawie tak samo dobre jak te zarodkowe. Takie komórki noszą nazwę indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPSC). Za jednym zamachem naukowcy rozwiązali dwa problemy – pierwszy natury moralnej i drugi związany ze zmniejszeniem ryzyka odrzucenia przeszczepu takich komórek. W końcu pacjent otrzyma własną tkankę, tyle że przeprogramowaną. Dlatego komórki iPSC uważane są za wielką szansę medycyny regeneracyjnej.
Naukowcy i lekarze obawiają się jednak zbyt szybkiego wdrożenia tych sztucznie cofniętych w rozwoju komórek do jakiejkolwiek terapii ludzi. Proces przeprogramowania dorosłych komórek w macierzyste wymaga bowiem użycia wirusów wnoszących nowy materiał genetyczny do dorosłych komórek. Testy na zwierzętach dowiodły, że metoda ta może uruchomić proces nowotworowy, a wszczepione komórki dadzą początek guzom.
Rzeczpospolita
źródło
edit: +.....
7.10 Zabronione jest hotlinkowanie czyli wykorzystywanie plików graficznych z innych serwisów bez wcześniejszego przeniesienia grafik na darmowy serwer hostujący lub na serwer własny.
