Umělé srdce v laboratoři postavilo „sebe sama“

TLDR: S podporou mezibuněčné komunikace můžou kmenové buňky samy od sebe vytvářet komplexnější organoidy. A první již vznikl. Studie tuna.

Srdeční záležitost

Dneska tu mám jednu takovou srdeční záležitost – rakouským vědátorům se totiž podařilo vytvořit srdeční organoid, který má sice velikost sezamového semínka, ale do bijící podoby se uspořádal sám od sebe! Jde o významný pokrok v chápání toho, jak se naše tělo v embryonální fázi formuje, ale zrovna od této zprávy úplně nečekejte pokrok ve tvorbě transplantátů.

Tým Pabla Hofbauera samože není první, který se pokusil vytvořit srdeční organoid, či chcete-li, kardioid. O organoidech obecně jste už určitě slyšeli – jde o takové chrchle různých buněk, které jsou vzdáleně podobné orgánům. Vznikají jednoduše tak, že vědátoři vezmou kmenové buňky, nechají je přeměnit na buňky toho či onoho orgánu, a poté se dělit a množit. Teoreticky by z toho měl vzniknout nám známý orgán, protože podobně vznikal i každý z nás v děloze! Ale v praxi jsou výsledkem jenom neuspořádané chrchle orgánových buněk.

Pár let zpátky, když došlo na významné průlomy v kultivaci orgánků (které by jednou, snad už na konci dekády, mohly být i transplantovány), jsem organoidy označil za jakousi slepou větev produkce orgánů. Protože buněčný chrchel, kterému chybí lad a řád skutečného orgánu, takže zevnitř umírá kvůli nedostatku živin (buňky samy nevytvoří cesty pro cévy přinášející živiny…), si do díry po ledvině nedáte. Jenže! Pro zjišťování toho, jak naše těla vznikají, jsou organoidy stále významné!

A třeba jednou odemkneme i tu schopnost, že se kmenové buňky umějí uspořádat do skutečného orgánu samy, aniž bychom jim pomáhali biotiskem, mezibuněčným lešením, kterýma jsme buňkám jejich organizaci připravili dopředu. Což je super, ale v přírodě si embryo vystačí i bez toho.

A možná tomu napomůže i nynější vídeňská práce…

Samo od sebe

Nový kardioid z Rakous je totiž sice stále (nejen co do velikosti) hodně vzdálený od reálného srdce, ale rozhodně začíná jeho anatomii připomínat víc než kardioidy starší. Nejenže tepe, což by vzhledem k přítomnosti srdečních buněk nebylo tak překvapivé, ale začala se tu formovat i srdeční komora sama! Zdá se, že existuje způsob, jak zkrátka alespoň trochu vybičovat kmenové buňky k tomu, aby se při „konstrukci“ orgánů uspořádaly do organizovanějších struktur, než jaké vidíte na chodníku před hospodou.

Tohoto spontánního uspořádání dosáhli vědátoři s využitím signalizačních drah, které koordinují vývoj srdce právě v embryu. Signalizace zjednodušeně… dovoluje buňkám spolu komunikovat. Namísto našich slov k tomu buňky využívají signální molekuly, tedy podobně jako psi jakousi chemickou cestu. Problém je, že buňky jaksi využívají molekuly i všude jinde při všem jiném, takže na detailnější gramatiku buněčného jazyka přicházíme teprve poslední dobou a stále velmi pozvolna.

S pomocí signálů WNT a ACTIVIN se však Vídeňským podařilo přimět srdeční buňky k tomu, aby vzájemně interakovali a začaly vytvářet srdeční komoru! Tým dokonce na svém kardioidu nasimuloval i infarkt – s pomocí podchlazené ocelové tyčinky zmrazil část buněk a pozoroval, jak se na jejich místo přesouvají buňky jiné, a produkovat tu hojivé proteiny!

Zdroj: Public Domain, vlastní

Na první signální

A tím se dostáváme i k tomu, v čem je po praktické stránce tahle technologie užitečná. Rakušani nejsou jediní, kteří zkoumají roli signalizace u organoidů – jenom jsou momentálně nejdále u kardioidů, ale již přišly podobné práce u organoidů střev anebo mozku. Užitečný je tedy i samotný pokrok metod celé práce. Krom toho se navíc dozvídáme více o vývoji orgánů, což nám může říct víc o životu, vesmíru, vrozených vadách a vůbec…

Vědátoři ale také doufají, že podobné kardioidy by nám umožnily testovat srdeční léky co do hlediska bezpečnosti a účinnosti ještě před jejich uvedením do klinických studií. A to nejenom na lidech, ale i na zvířatech. Pomineme-li etická úskalí testů u zvířat, jde i o ekonomickou stránku věc. Dnes se totiž jenom asi 1 z 5000 vyvíjených léků (!) dostane z preklinické fáze do té klinické. Takže máme zhruba 4999 důvodů vše zlepšit.

Fascinující je ale také ona – momentálně zcela spekulativní – možnost, že bychom si v budoucnu při kultivaci orgánů mohli vystačit i bez biotisku! Jasně, teď vše zjednodušuju až za dřeň, ale pokud bychom jednou poznali kompletní mezibuněčný jazyk, i všemožné pokroky v biotisku lešení by byly vlastně zbytečné (aspoň pokud bychom chtěli vytvářet orgány podobné těm našim, nikoliv superorgány!). Naše schopnosti v chápání toho, proč příroda dělá, co dělá, se zkrátka opět o fous zlepšily – a právě tím nejvíce zamířila tato práce na mou komoru!

[Ladislav Loukota]

Víc o umělých orgánech taky níž.

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama