Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Dublińskiego, Wielkiej Brytanii oraz Hiszpanii wyekstrahowali zakonserwowaną organicznie tkankę z mięśnia skamieliny salamandry sprzed 18 mln lat. Oznacza to, że tkanki miękkie mogą się zachować w o wiele większym zakresie warunków niż dotąd sądzono. Wcześniejsze przykłady dotyczą próbek pozyskanych z bursztynu bądź ze środka kości. Tkankę mięśniową znaleziono zaś we wnętrzu ciała salamandry, a konkretnie w okolicach kręgosłupa. Natknęliśmy się na tkankę mięśniową, analizując kilkaset próbek skamielin, które pobrano z dna starożytnego jeziora w południowej Hiszpanii. Dało się ją natychmiast zidentyfikować na podstawie włóknistej struktury widzialnej pod mikroskopem – opowiada dr Patrick Orr z Uniwersyteckiego College'u Dublińskiego. Po pierwszym "spotkaniu" z materiałem przeprowadziliśmy serię szczegółowych analiz. W ten sposób ograniczaliśmy możliwość, że mamy do czynienia z artefaktem lub czymś niepowiązanym z biologią zwierzęcia. Zauważyliśmy, że od momentu pierwotnego przekształcenia w skamielinę przed 18 ml lat tkanka uległa biodegradacji jedynie w bardzo nieznacznym stopniu, co w efekcie doprowadziło do najlepszego zachowania tkanek miękkich, jakie kiedykolwiek udokumentowano – dodaje dr Maria McNamara. Mięsień nie tylko ma nadal trójwymiarową budowę, ale widać w nim także wypełnione krwią naczynia krwionośne. Wykorzystując tę samą metodę pobierania próbek i badania obrazowego w wysokiej rozdzielczości, naukowcy zamierzają analizować skamieliny z całego świata. Wszystko po to, by znaleźć podobne przypadki konserwacji tkanek miękkich.

Guma gellan, zagęstnik stosowany w jogurtach, deserach mlecznych czy galaretkach, może być wykorzystana jako rusztowanie dla tkanki podczas prac nad sztucznymi mięśniami (Soft Matter). Doktorant Cameron Ferris z Instytutu Badań nad Inteligentnymi Polimerami University of Wollongong posłużył się gumą gellanową, wytwarzaną przez bakterie Pseudomonas elodea. Jest to dodatek do żywności (oznaczany symbolem E 418). Występuje w koncentratach deserów, dżemach i marmoladach, sosach konserw rybnych czy w mlecznych napojach fermentowanych. Pełni funkcję zagęstnika, substancji żelującej i stabilizatora. Jak wyjaśnia Ferris, guma gellan jest wyjątkowo użyteczna, ponieważ staje się żelem w temperaturze zaledwie 37°C, a to wartość dobra dla żywych komórek. Doktorant pracuje m.in. nad sztuczną tkanką mięśnia sercowego, którą można by zastępować fragmenty uszkodzone przez zawał. Z wyników wcześniejszych badań innych naukowców Ferris dowiedział się, że mięśnie i serce potrzebują elektrycznej stymulacji, by osiągnąć stan pełnego zróżnicowania funkcjonalnego. Australijczykowi udało się stworzyć przewodzące prąd rusztowanie z mieszaniny gumy gellanowej i nanorurek węglowych. Potem wyhodował na nim fibroblasty, ale ostatecznie wyeliminował nanorurki, sugerując się doniesieniami o niewiadomych skutkach ich stosowania. Niektóre studia sugerują, że są bezpieczne, a organizm je usuwa, gdy rusztowanie się rozkłada. Inne wskazują, że są cytotoksyczne lub że akumulują się w płucach. Mając to na uwadze, Ferris skłania się raczej ku rozwiązaniu wykorzystującemu drukarkę atramentową. Dzięki temu dałoby się lepiej kontrolować strukturę żelowego rusztowania. W ten sposób różne typy komórek trafiałyby w różne miejsca, umożliwiając np. uzyskanie naczyń krwionośnych. Doktorant posłużył się też specjalnymi prążkami, które pełnią w przypadku komórek mięśniowych rolę drogowskazów – pozwalają im się ułożyć w odpowiednim kierunku. Nad przebiegiem prac czuwał dr Marc in het Panhuis. Obaj panowie mówią o wielorakich zastosowaniach wynalazku, w tym o odtwarzaniu za jego pomocą rdzenia kręgowego, aplikacjach bionicznych i dostarczaniu leków.

Badaczom z University of Minnesota udało się dokonać czegoś naprawdę ważnego. Odtworzyli w laboratorium serce szczura i szybko doprowadzili do tego, że zaczęło na nowo bić. Najpierw z organu usunęli wszystkie komórki mięśniowe, pozostawiając inne tkanki, m.in. naczynia krwionośne i zastawki. W ten sposób powstało coś w rodzaju rusztowania. Potem wypełniono je komórkami macierzystymi, a ich wzrost był stymulowany (Nature Medicine). Dzięki temu problemy transplantologów z całego świata odeszłyby w niepamięć. Za pomocą komórek macierzystych można by przecież "skonstruować" jakikolwiek szwankujący narząd ludzki czy zwierzęcy. W dodatku ryzyko ich odrzucenia byłoby nieporównanie mniejsze. Tylko w teorii wygląda to jednak tak prosto i przejrzyście. Trudność uzyskiwania trójwymiarowych obiektów z komórek macierzystych polega na znalezieniu sposobu, w jaki można by je zachęcić do zajmowania określonych miejsc w przestrzeni. To dlatego Amerykanie wykorzystali już istniejący szkielet serca i okazało się, że był to naprawdę dobry pomysł. Zespół dr Doris Taylor zanurzył serce dorosłego szczura w kąpieli z detergentów. Dzięki temu zabiegowi całkowicie usunięto tkankę mięśniową. Pozostałą ramę uzupełniono komórkami pobranymi od nowo narodzonego gryzonia. W warunkach laboratoryjnych stymulowano następnie wzrost odnowionego serca. W ciągu zaledwie 4 dni komórki namnożyły się i "rozeszły" po sercu w takim stopniu, że naukowcy widzieli przebiegające przez mięśnie skurcze. Do 8. dnia od rozpoczęcia eksperymentu organ był już zdolny do pompowania, chociaż na razie z 2% mocy normalnego szczurzego serca. Eksperci zaczynają już spekulować, że w przyszłości można by spróbować zrobić coś podobnego z podobnym do naszego świńskim sercem. Rusztowanie uzupełniono by wtedy ludzkimi komórkami macierzystymi. Na pewno nie stanie się to jednak wcześniej niż za 10 lat.