Znajdź zawartość

Bioinżynierowie z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa opracowali płynny materiał – kompozyt cząsteczek naturalnych i syntetycznych – który może pomóc w odtworzeniu uszkodzonej tkanki miękkiej. Wstrzykuje się go pod skórę, a następnie utwardza za pomocą światła. Naukowcy porównują to do zestalania galaretki w formie po spadku temperatury (Science Translational Medicine). Na razie Amerykanie przeprowadzili wstępne badania na szczurach i ludziach. Rezultaty okazały się naprawdę zachęcające, ale wynalazek nie nadaje się jeszcze do rutynowego stosowania w klinikach. Implantowane materiały biologiczne mogą naśladować fakturę tkanki miękkiej, ale są zazwyczaj szybko rozkładane przez organizm. Materiały syntetyczne bywają bardziej stałe, ale układ odpornościowy je odrzuca i przeważnie nie łączą się dobrze z otaczającą naturalną tkanką. Nasz materiał kompozytowy, z biologicznym komponentem zwiększającym kompatybilność z ciałem i syntetycznym odpowiadającym za wytrzymałość, łączy najlepsze cechy obu światów – podkreśla dr Jennifer Elisseeff. Amerykanie połączyli kwas hialuronowy (HA), który nadaje naszej skórze elastyczność, oraz poli(tlenek etylenu), w skrócie PEG. Wybrany przez nich polimer jest już z powodzeniem stosowany jako składnik kleju chirurgicznego. Dzięki temu wiadomo, że nie wywołuje ostrych reakcji układu odpornościowego. Dzięki wykorzystaniu energii światła powstają wiązania między molekułami PEG, a w środku zostaje uwięziony kwas hialuronowy. Co ważne, implant zachowuje swój kształt i nie wycieka. Aby uzyskać jak najlepszy kompozyt PEG-HA, naukowcy wstrzykiwali pod skórę i do mięśni grzbietu szczurów mieszanki różnych stężeń obu substancji. Następnie operowane miejsce oświetlano zieloną diodą LED. Właściwości implantu oceniano po 47 i 110 dniach za pomocą rezonansu magnetycznego, a później usuwano. Bezpośrednie pomiary i MRI wykazały, że implanty utworzone z najwyższego stężenia PEG oraz HA zachowywały pierwotne rozmiary, podczas gdy implanty z samego HA kurczyły się z biegiem czasu. Bezpieczeństwo i trwałość implantów PEG-HA testowano także przez 3 miesiące na 3 ochotnikach, którzy przeszli abdominoplastykę. Pod skórę brzucha wstrzyknięto im ok. 5 kropel PEG-HA lub samego kwasu hialuronowego. Żaden z pacjentów nie był hospitalizowany ani nie zmarł w związku z 8-mm implantem. Wspominali oni jednak o odczuwaniu gorąca i bólu podczas utwardzania. Po 12 tygodniach od zabiegu rezonans nie wykazał zmniejszenia się implantu. Po jego usunięciu i obejrzeniu okolicznych tkanek okazało się, że rozwinął się lekki-umiarkowany stan zapalny, związany z obecnością leukocytów określonego typu. Naukowcy ujawnili, że podobna reakcja zapalna wystąpiła u szczurów, ale u gryzoni i ludzi zaangażowały się w nią inne białe krwinki. Członkowie zespołu Elisseeff uważają, że jest to związane z wykorzystaną tkanką docelową: u ludzi implanty utworzono w obrębie brzucha, a u szczurów w mięśniach grzbietu. Nadal musimy ocenić trwałość i bezpieczeństwo naszego materiału w innych ludzkich tkankach, takich jak mięśnie czy mniej otłuszczone regiony pod skórą twarzy, by zoptymalizować kompozyt wykorzystywany w różnych procedurach. Amerykanie wiążą największe nadzieje z wykorzystaniem PEG-HA do rekonstrukcji twarzy.

Kiedy nieco ponad 3 lata temu paleontolodzy uzyskali ze skamieliny tyranozaura sprzed 65 mln lat tkanki miękkie (naczynia krwionośne z kości udowej), wydawało się, że badanie biomolekuł zarówno dinozaurów, jak i pozostałych wymarłych gatunków przestało być fikcją literacką. Tom Kaye z University of Washington twierdzi jednak, że mamy do czynienia z czymś innym, niż się naukowcom na początku wydawało. Wg niego, nie znaleziono tkanek miękkich, lecz pozostałości biofilmu utworzonego przez prehistoryczne bakterie (PLOS ONE). Otworzyliśmy wiele kości i spędziliśmy na ich badaniu pod mikroskopem elektronowym setki godzin – opowiada Kaye. Stąd wniosek, że miękkie tkanki nie pochodziły od dinozaurów, ale stanowiły efekt działalności dużo mniejszych organizmów. Co więcej, biofilmy powstawały w przestrzeniach wewnątrz kości już po śmierci olbrzymich gadów. Odnalezione przez Amerykanów biofilmy w niczym nie przypominały płytki nazębnej. Ponieważ wypełniały miejsce pozostałe po naczyniach krwionośnych, przyjęły postać rozgałęziających się włókien. Mary Schweitzer z Uniwersytetu Stanowego Północnej Karoliny, która w 2005 roku poinformowała o odkryciu tkanki miękkiej i zidentyfikowaniu kolagenu, nie chce wierzyć w rewelacje kolegów po fachu. Efekt ojcowski u odkrywcy nie powinien w końcu dziwić. Schweitzer powołuje się m.in. na wyniki badań immunologicznych, które wykazały, że kolagen T. rex bardzo przypominał kolagen kurzy. To oczywiste, jeśli weźmie się pod uwagę fakt, że ptaki wyewoluowały z drapieżnych dinozaurów. Jakim cudem biofilm bakteryjny miałby przypominać białka gada? Kaye tego nie wyjaśnia, a wg Schweitzer, mamy do czynienia z analogiczną sytuacją jak w przypadku podobieństw między tkanką mamuta i słonia. Po zebraniu wszystkich danych, logiczne wydaje się jedno wyjaśnienie. Przynajmniej część białek dinozaurów jednak przetrwała...