Vedci prvýkrát oživili supermrazené bijúce srdcové tkanivo
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 9. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hlavnou výzvou pri uchovávaní tkanív a orgánov určených na transplantáciu je zabrániť hromadeniu ľadových kryštálov, ktoré môžu spôsobiť kritické poškodenie. Tomu sa snaží vyhnúť nový technológia takzvaného supermrazenia. Tá bola prvýkrát použitá na zachovanie a oživenie upraveného srdcového tkaniva, čo naznačuje, že orgány by mohli zostať oveľa dlhšie životaschopné.
Prelomová technológia sa nazýva ako izochorické supermrazenie a bola vyvinutá vedcami na Kalifornskej univerzite v Berkeley asi pred 16 rokmi. Táto technika sa snaží zabrániť tvorbe škodlivých ľadových kryštálov pri konzervácii biologického materiálu. Ukázala sa byť sľubná aj pri konzervovaní potravín, kde by podľa výskumu zverejneného začiatkom tohto mesiaca mohla viesť k masívnym úsporám energie.
Tam, kde konvenčné izobarické zmrazovanie vystavuje materiál atmosfére pri konštantnom tlaku, aby zmrazilo tuhú látku, izochorické zmrazenie ponorí materiál do kvapaliny. Potom sa uzavrie v pevnej nádobe bez vzduchu, kde nie je priestor na vytváranie ľadových kryštálov, aj keď sú teploty pod bodom mrazu. Vedci predtým vzorky zmrazili na -22 stupňov Celzia a nechali 40 percent materiálu nezmrazeného. Podľa tímu ide o základ termodynamiky, keď je materiál, ktorý sa má zmraziť, uzavretý v pevnom boxe, potom zamrzne iba časť jeho objemu.
Vo svojich najnovších experimentoch vedci použili predtým vyvinutý systém takzvaného srdca-na-čipe, kde sa srdcové tkanivo kultivuje z dospelých kmeňových buniek. Toto tkanivo bije v podobnom rytme ako ľudské srdce a mikrofluidné kanály sa používajú na simuláciu expozície buniek živinám a liekom. Takto upravené tkanivo sa ponorilo do izochorickej supermraziacej komory a zmrazilo sa na -3 stupne Celzia, pričom srdcové bunky boli odstránené po 24, 48 a 72 hodinách a boli vrátené do prostredia s teplotou 37 stupňov Celzia.
Spontánne bitie sa obnovilo u 65 až 80 percent vzoriek, pričom nebol pozorovaný žiadny významný rozdiel medzi tými, ktoré boli zmrazené počas rôznych dôb. Inšpekcia vzoriek ukázala, že izochorické supermrazenie nezmenilo štrukturálnu integritu srdcového tkaniva alebo výrazne zmenilo frekvenciu úderov alebo tvar zvukovej vlny úderov, aj keď v trvaní srdcového tepu tkaniva mrazeného dlhšiu dobu existoval mierny vzostupný trend. Tkanivo tiež reagovalo na lieky nazývané ako izoproterenol, ktoré sa používajú na zvýšenie srdcovej frekvencie.
Podľa tímu je to vôbec prvýkrát, čo sa podarilo zmraziť a oživiť autonómne bijúci kultivovaný ľudský srdcový sval. Úspešné oživenie srdcového tkaniva po jeho uchovaní v supermrazenom stave po dobu jedného až troch dní je sľubným dôkazom funkčnosti koncepcie tejto technológie. To by mohlo výrazne pomôcť rozšíriť časové okno, počas ktorého môžu darované srdcia zostať životaschopné, čo sa v súčasnosti meria len na hodiny a výrazne sa tak obmedzuje prístup orgánov pre pacientov v núdzi.
Vedci sú držiteľmi patentu na túto technológiu a hľadajú spôsoby, ako ju previesť na klinické použitie. Táto práca by mohla v budúcnosti zahŕňať aj rozšírenie riešenia na celé orgány. Je však potrebné vyvinúť techniky na konštantné zahrievanie orgánu pri jeho oživovaní.
Výskum bol publikovaný v magazíne Communications Biology.
