Mogućnost zamene oštećenih delova tela veštačkim organima i tkivima sve je bliža, ali je uzgajanje u laboratori i dalje je izuzetno složen proces. Poseban izazov predstavlja stvaranje mreže krvnih sudova žila, pogotovo mikroskopski tankih kapilara koji mogu biti široki svega 0,005 milimetara, što je 34 puta tanje od ljudske vlasi. Kroz njih krvne ćelije prolaze doslovno jedna po jedna. Sada su istraživači iz Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT) objavili studiju koja opisuje metod za izradu krvnih sudova s dosad neviđenom preciznošću, piše Science Alert. Pravilno oblikovanje ključno je za funkcionisanje bilo kojeg laboratorijski stvorenog tkiva jer mu kapilari dopremaju kiseonik i hranljive materije. Nov postupak se temelji na upotrebi magnetskih sila koje nežno rastežu i usmeravaju ćelije krvnih žila na željeno mesto.
„Zdrava tkiva zavise od organizovanih mreža vena i arterija, no postojeći protokoli ne omogućuju stvaranje takvih mreža u veštački stvorenim tkivima. Prilika da im programiramo rast fizičkim podražajima mogla bi označiti pouzdanu proizvodnju tkiva koja se mogu ugraditi u telo i vratiti funkciju organa nakon teške bolesti ili ozlede”, objašnjava mašinska inženjerka Ritu Raman iz MIT-a. Naprava se sastoji od malog čipa u kojem se nalaze laboratorijski uzgajene endotelne ćelije, koje inače oblažu unutrašnjost krvnih sudova. Ćelije su uronjene u gel od kolagena, jednog od ključnih proteina u telu. U čip je stavljen i sićušni magnet kojim se upravlja pomoću spoljnih magneta u tri dimenzije. Regulisanjem sile kojom magneti deluju na onaj u čipu istraživači precizno usmerili smer i način rasta novih krvnih žila.
Pristup je, inače, prilagođena verzija metoda koji su isti istraživači koristili za stvaranje veštačkih mišića i živaca. Menjanjem jačine spoljašnjeg magnetskog polja naučnici su kontrolisali i dužinu i broj novih sudova. Iako je projekat u ranoj fazi, početni rezultati mnogo obećavaju. „Ključni zaključak jeste da rastezanje krvne žile napred-nazad podstiče rast većeg broja novih kapilara. Mehaničke sile imaju važnu ulogu u našem telu. To znači da sada znamo da uzgajiti više ili manje žila, kontrolisati njihovu dužinu i usmeriti ih u određenim pravcima”, ističe Raman.
Proces stvaranja novih krvnih sudova, poznat kao angiogeneza, dosad se u laboratorijama ponavljao postupcima koji nisu omogućavali dovoljnu kontrolu. „Moguće je koristiti hemijske signale, poput faktora rasta, za usmeravanje rasta žila, ali to nije dovoljno precizno. Zato su potrebne druge vrste signala koje možemo oblikovati i pomoću kojih možemo izgraditi tkivo s organizovanom mrežom žila”, naglašava Raman. Istraživači su proučili temeljne mehanizme procesa, ponovili su eksperimente sa ćelijama koje su genetski izmenjene tako da im nedostaje gen PIEZO1. A on upravlja jonskim kanalima koji regulišu šta ulazi u stanicu, a šta iz nje izlazi. U ovom slučaju, kanal reaguje na mehanički podražaj. Eksperiment je pokazao da je bez gena PIEZO1 nastalo znatno manje krvnih sudova, što dokazuje da je aktivacija jonskih kanala ključna. Sledeći koraci uključuju proveru protoka krvi kroz veštački izrađene arterije, vene i kapilare. Planira se i uzgoj tkiva oko novostvorene vaskularne strukture, a počeće se s mišićima. „Sada izučavamo kako precizno oblikovanje rasta krvnih žila može pomoći u poboljšanju funkcije mišića”, dodaje biomedicinska inženjerka Džesika Shah iz MIT-a.
(Ilustracija EPA)
(Indeks)
