Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie Biomaterials, biotechnologowie z Uniwersytetu Harvarda z powodzeniem stworzyli pierwszą na świecie sztuczną bioniczną kończynę szczura, rozwijając jej mięśnie, naczynia krwionośne i inne składniki z komórek macierzystych.
„Nasze kończyny zawierają mięśnie, kości, chrząstki, naczynia krwionośne, więzadła, nerwy i inne rzeczy, z których każda ma swój własny„ szkielet”, który wspiera ich kształt. Pokazaliśmy, że możemy zachować je w formie i pozycji, w jakiej znajdują się w rękach i nogach, utrzymywać je w tym stanie przez nieskończenie długi czas i używać ich do ponownego wzrostu przynajmniej naczyń i mięśni”- powiedział Harald Ott (Harald Ott) z Uniwersytetu Harvarda (USA).
Ott i jego koledzy od kilku lat pracują nad sztucznymi wersjami uszkodzonych narządów. Dwa lata temu stworzyli genialną technikę, która pozwala im wyhodować zdrowe kopie nerek, używając chorego organu jako „rusztowania” do wzrostu komórek macierzystych.
W technice Otta uszkodzony organ jest najpierw traktowany kombinacją substancji chemicznych, które niszczą komórki i opuszczają otaczające je białka łączeniowe. Następnie ten „szablon” jest wypełniany przez dawne tętnice i drogi moczowe „ślepymi próbami” komórek nerkowych i naczyniowych pobranych z embrionu szczura. W podobny sposób wyhodowano sztuczne płuca, serce, wątrobę i kilka innych narządów.
Używając tej techniki, grupa Otta przygotowała rusztowanie na nogi szczura i próbowała użyć go jako szablonu dla bionicznej kończyny. Naukowcy nie postawili sobie pierwotnego zadania wyhodowania całej nogi, dlatego skupili swoją uwagę na dwóch najcięższych częściach kończyny - mięśniach i naczyniach krwionośnych.
Umieszczając „szkielet” i zestaw komórek macierzystych mięśni, naczyń krwionośnych i tkanki łącznej w specjalnym bioreaktorze, naukowcy uzyskali w kilka tygodni pełnoprawną kończynę, z wyjątkiem brakujących nerwów.
Aby przetestować wydajność nogi, naukowcy podłączyli elektrody do jej mięśni, co zmusiło kończynę do skurczu pod wpływem prądu. Palce, stawy i poszczególne mięśnie sztucznej nogi poruszały się pomyślnie i według autorów artykułu miały porównywalną siłę do kończyn nowonarodzonego gryzonia.
Film promocyjny:
Obecnie naukowcy próbują wyhodować sztuczne ramię naczelnych w ten sam sposób, używając amputowanej kończyny pawiana jako „ramy”, a także zastanawiają się, jak rozwiązać problem kiełkowania zakończeń nerwowych w kończynie.
Według Ott ten problem można rozwiązać samodzielnie.
„Podczas przeszczepu kończyny w klinikach nerwy często wyrastają z kikuta do wszczepionej nogi lub ramienia, co pozwala pacjentowi je czuć i poruszać. Odkryliśmy, że ten proces zdrowienia zależy również od„ rusztowania”. Mamy nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli wykorzystać tę cechę ciała przy tworzeniu pełnoprawnych sztucznych kończyn”- podsumowuje naukowiec.