Umelá ryba, ktorá imituje tep nášho srdca: Vedci otvárajú dvere k liečbe závažných ochorení
Výskumníci z Harvadskej univerzity dokázali napodobniť biofyzikálne princípy funkcie nášho srdca.
Vedcom z Harvardskej univerzity sa podarilo vytvoriť rybu z kmeňových buniek človeka, ktoré prispôsobili tak, aby napodobňovali bunky srdcového svalu. Umelá ryba pláva napodobňovaním srdcového tepu. Tím vedcov verí, že ich projekt dopomôže k liečbe srdcových ochorení, ako napríklad arytmie, píše portál Harvardskej univerzity.
Väčšina predchádzajúcich výskumov sa zameriavala hlavne na replikovanie anatomických vlastností srdca alebo na replikovanie srdcového tepu. Umelá ryba vytvorená zo srdcového tkaniva je prvým pokusom o vytvorenie biofyzikálnych princípov, podľa ktorých funguje ľudské srdce. Následne pomocou týchto princípov vytvorili žijúcu rybu, ktorá im umožnila okamžite vidieť, či bola ich práca úspešnou alebo nie.
Výskum harvardských vedcov nadväzuje na pokusy z roku 2016. V tomto roku sa vedcom z Parker’s Disease Biophysics Group podarilo vytvoriť „umelú medúzu“ ktorá bola vyrobená pomocou buniek srdcového svalu potkana.
Prvý krok k liečbe srdcových ochorení
Na rozdiel od predchádzajúcich výskumov má umelá ryba dve vrstvy svalových buniek, po jednej na každej strane chvostovej plutvy. Keď sa jeden sval stiahne, druhý sa naopak natiahne. Natiahnutie svalu otvorí proteínový „kanál“ ktorý naopak vyvolá kontrakciu. Vzniká tak systém, ktorý umožní rybe plávať najmenej sto dní.
„Využili sme srdcové mechanicko-elektrické signály medzi dvoma vrstvami svalu. To nám umožnilo vytvoriť cyklus kontrakcií, ktoré vznikajú automaticky, ako odpoveď na roztiahnutie protiľahlej strany,“ vysvetľuje Keel Yong Lee, jeden z autorov štúdie.
Mechanizmus, ktorý sa podarilo harvardským vedcom vyrobiť pracuje na rovnakom princípe, ako svalové pumpy – napríklad srdce. Výskumníci zároveň vytvorili aj kardiostimulátor, ktorý kontroloval frekvenciu svalových kontrakcií. Nakoniec sa im podarilo vytvoriť nepretržitý, ale riadený pohyb plutvy.
Neprehliadnite
„Vďaka kardiostimulátoru môže naša ryba žiť dlhšie a pohybovať sa oveľa efektívnejšie, než v predchádzajúcich projektoch,“ vysvetľuje Sung-Jin Park, ďalší z autorov štúdie.
Ryba sa postupom času zlepšovala. Počas prvého mesiaca si všimli lepšie kontrakcie svalov, vyššiu rýchlosť plávania a tiež lepšiu koordináciu svalstva.
Projekt vedcom slúži na lepšie pochopenie toho, ako naše srdce pracuje. Pochopením tohto mechanizmu sa môžu vedcom otvoriť dvere k liečbe srdcovej arytmie alebo iných ochorení. Srdce je orgán, ktorý pracuje nepretržite od nášho narodenia až po smrť. Predpokladá sa, že počas našich životov srdce udrie viac ako miliardukrát.
Harvardskí vedci na záver svojej štúdie dodávajú, že vytvoriť model srdca z buniek je jedna vec, no to neznamená, že sa vedcom podarí zrekonštruovať komplexný systém, na akom náš orgán funguje. Je dôležité objaviť a následne zreplikovať proces, ktorý robí z nášho srdca jeden z najdôležitejších orgánov. Vedci už majú aj plány do budúcnosti a v ďalších výskumoch sa pokúsia vytvoriť ešte zložitejšie organizmy založené na našich srdcových bunkách.
Komentáre