Veľkou novinkou v bioinžinierstve je tento týždeň malá kaluž potkanieho čúrania.
Vaše obličky môžu byť najťažšie duplikovať časti tela, ale možno lekári potrebujú len šablónu na vyplnenie.
Vedci z Massachusetts General Hospital vybudovali a funkčne upravené obličky potkana, umyté od svojich bývalých buniek a znovu nasadené čerstvými a transplantované do živého potkana. Upravená oblička môže produkovať moč a vylučovať ho cez močovod a nevytvárala žiadne krvné zrazeniny.
Skutočnosť, že to skutočne fungovalo – produkovalo moč – je veľkým prielomom v tkanivovom inžinierstve, ktoré čelí pravdepodobne najväčšej výzve s najdôležitejšou obličkou. Tím tiež vyplavil ľudskú a prasaciu obličku, hoci tie neboli transplantované.
Obličky nesú veľa vody pre naše telo, filtrujú a absorbujú živiny a prepravujú odpadové produkty, aby sme ich mohli vylúčiť. To si vyžaduje veľa špecializované bunkové stroje: Každá z vašich obličiek má asi milión drobných štruktúr nazývaných nefróny. Obsahujú siete drobných krvných ciev, ktoré filtrujú chemikálie a vodu vo vašom krvnom obehu. To prechádza cez ďalšiu štruktúru nazývanú tubul, ktorá spracováva užitočné chemikálie a odpadové produkty na výrobu moču. Každá z týchto zložiek je vyrobená z vysoko špecializovaných buniek, z ktorých všetky spolupracujú pri vytváraní moču a udržiavajú vás nažive. Je to neuveriteľne zložité a zatiaľ nemožné reprodukovať: Keď nám zlyhajú obličky, potrebujeme nové.
Asi 100 000 Američanov potrebuje práve teraz transplantáciu obličky a ďalších pol milióna žije na dialýze stroje, ktoré zaberajú miesto obličiek a filtrujú všetku krv pacienta cez systém púmp a hadice.
Vedci pracujú na menšie, implantovateľné verzie dialyzačných prístrojov, no stále čakajú na klinické skúšky. Ešte lepšie by bolo orgány len nahradiť, ale to si vyžaduje darcov, ktorých je čoraz menej. Lekári by sa mohli pokúsiť postaviť nové, čo je cieľom výskumníkov ako Anthony Atala z Wake Forest University Baptist Medical Center. Atala je priekopníkom v biomedicínskej 3D tlači a pred pár rokmi predviedol, ako sa dá 3D tlač model ľudskej obličky. Na Cornell University vedci už 3-D vytlačili nové uši.
Existuje ešte jeden spôsob: Lekári by sa mohli pokúsiť obnoviť obličky pomocou vlastných buniek človeka. Harald Ott a jeho kolegovia sa do toho pustili pomocou skratky, ktorá je sľubná iné tkanivové inžinierstvo výskum: A biologické lešenie.
Spolu s čistým močom je to veľký dôvod, prečo je tento výskum sľubný. Ukazuje, že dobre postavená nadstavba môže stačiť na regeneráciu veľmi zložitého orgánu a všetkých jeho funkcií – nemusíte to robiť od začiatku, s kovom alebo s biologickým „atramentom“. So správnou šablónou a starostlivým umiestnením buniek môžu lekári urobiť nové telesné vybavenie znova.
Ottov tím, ktorý si požičal obličku od mŕtvoly potkana, v podstate umyl orgán špeciálnymi mydlami, ktoré opláchli všetky bunky a nezostali nič iné ako extracelulárna matrica. Prízračné bledé lešenie potom slúžilo ako forma na opätovné osídlenie čerstvými bunkami. Čerstvé bunky boli naviazané na svoju novú kolóniu pomocou špeciálnych tlakových komôr a bunkového kultivačného média.
Prázdne lešenie obličiek
Pretože oblička používa na produkciu moču rôzne typy buniek, vedci museli niektoré typy buniek starostlivo uložiť na správne miesta, kým ich podnietili k rastu. Akonáhle sa to stalo, výskumníci testovali novo štruktúrovanú obličku s čírou tekutinou a merali, ako dobre filtruje a reabsorbuje elektrolyty a glukózu, čím vytvára upravený moč. Potom ho skutočne vložili do živého potkana a sledovali, ako obličky opäť úspešne produkujú moč.
Skonštruovaná oblička neodstránila dostatok močoviny alebo kreatinínu, kľúčových markerov funkcie obličiek, a odstránila viac ako svoj podiel glukózy a krvného proteínu nazývaného albumín. Existuje teda niekoľko vylepšení, ktoré je potrebné vyriešiť. Ale stále je to sľubné znamenie, že poškodené orgány môžu byť znovu použité, ak sú starostlivo opravené a regenerované.
Ešte lepšie je, že iné, o niečo jednoduchšie orgány, nemusí byť také ťažké duplikovať. Ponaučenia z experimentu s obličkami môžu poskytnúť informácie o novom výskume o ďalšom výskume lešenia orgánov, čo vedie k novým končatinám, chlopniam, prípadne pľúcam a dokonca aj srdciam založeným na lešení – bez potreby darcu.
Noviny sa objavia v tohtotýždňovom vydaní Prírodná medicína.
