Κυριακή 2 Ιούνη 2013
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΠΙΣΤΗΜΗ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Ζάχαρη ως πρόπλασμα αιμοφόρων αγγείων

Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές (μηχανήματα που μπορούν να φτιάξουν ομοιώματα αντικειμένων από πλαστικό ή άλλο υλικό) βρίσκουν όλο και πιο διαφορετικές εφαρμογές. Ερευνητές χρησιμοποιούν τώρα 3-D εκτυπωτές για την τοποθέτηση ζωντανών κυττάρων ένα προς ένα σε στρώματα, έτσι που να σχηματιστεί το αντίγραφο μιας ψηφιακά καταχωρημένης βιολογικής δομής. Η διαδικασία μοιάζει λίγο με τη λειτουργία των εκτυπωτών έγχυσης υγρής μελάνης (inkjet), με τη διαφορά ότι αντί για μελάνη ψεκάζουν κύτταρα! Με αυτό τον τρόπο μπορούν να κατασκευάσουν το ακριβές αντίγραφο ενός ανθρώπινου νεφρού, όπως οι συνήθεις τρισδιάστατοι εκτυπωτές θα έφτιαχναν το ακριβές αντίγραφο ενός εξαρτήματος μιας καφετιέρας.

Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα. Το όργανο πρέπει να ενσωματώνει αφ' ενός ένα δίκτυο από αιμοφόρα αγγεία και αφ' ετέρου ένα δίκτυο σωληνώσεων απομάκρυνσης των ούρων. Χωρίς αυτά, το νεφρό δεν μπορεί να τραφεί και να προσλάβει οξυγόνο, ούτε να διαθέσει τα απόβλητά του, με αποτέλεσμα τα κύτταρα να πεθάνουν γρήγορα. Η δημιουργία αυτών των διόδων ως κενών κατά την κατασκευή του νεφρού δεν απέδωσε, γιατί τα αγγεία είτε κατέρρεαν, είτε διαρρηγνύονταν όταν η καρδιά αντλούσε με πίεση αίμα μέσα σ' αυτά.

Η λύση που βρήκε μια ερευνητική ομάδα από τις ΗΠΑ ήταν η κατασκευή του πλέγματος των αγγείων από ένα διαλυτό σάκχαρο και σε δεύτερη φάση η τοποθέτηση των απαραίτητων κυττάρων γύρω από το πλέγμα. Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, το αγγειακό πλέγμα από ζάχαρη διαλύεται, αφήνοντας πίσω του ανθεκτικά περάσματα, που μπορούν να τα βγάλουν πέρα με τις καρδιαγγειακές πιέσεις.

Μύες και τένοντες με φυσική συγκολλητική ουσία

Επί πολλά χρόνια, οι βιολόγοι επικέντρωναν στην εσωτερική λειτουργία των κυττάρων, αδιαφορώντας στην ουσία για την «κόλλα» που κρατά ενωμένα αυτά τα κύτταρα στο σώμα. Οταν άρχισαν, όμως, να μελετούν το υλικό μεταξύ των κυττάρων, γνωστό ως εξωκυτταρικό πλέγμα, άρχισαν να καταλαβαίνουν τη δυναμική του. Οχι μόνο αποτελεί την απαραίτητη βιολογική σκαλωσιά που αποτρέπει τους ιστούς και τα όργανα να μετατραπούν σε μια γλοιώδη μάζα, αλλά απελευθερώνει και χημικά σήματα που επιτρέπουν στο σώμα να επουλωθεί.

Με βάση αυτή τη νέα γνώση, οι ερευνητές αναπτύσσουν μια νέα προσέγγιση στην κατασκευή ιστών, στην οποία η αναγεννητική δύναμη της φυσικής «σκαλωσιάς» παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο. Η γενική ιδέα είναι να συλλέξουν υλικό του εξωκυτταρικού πλέγματος π.χ. από χοίρους και να το εισάγουν σε ασθενείς που πάσχουν από μεγάλο εσωτερικό τραυματισμό, αφού αφαιρέσουν πρώτα τους παράγοντες που θα πυροδοτούσαν μια καταστροφική επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα του λήπτη. Η τοποθετημένη «σκαλωσιά» θα απελευθερώσει στη συνέχεια μόρια που προσελκύουν μισοεξειδικευμένα βλαστοκύτταρα από το υπόλοιπο σώμα, ώστε να γεμίσουν τα κενά του πλέγματος και να διαφοροποιηθούν ακριβώς στον τύπο του ιστού που έπρεπε να υπάρχει στην περιοχή αυτή. Τελικά, η μοσχευμένη σκαλωσιά θα αντικατασταθεί φυσιολογικά από ανθρώπινες πρωτεΐνες και ίνες, εξαλείφοντας τελείως κάθε ίχνος της κατώτερης προέλευσής της.

Η εξέλιξη στον τομέα είναι ταχύτατη. Από τη θεραπεία της κοίλης με ενίσχυση των αδύναμων σημείων των κοιλιακών μυών και υποστηρικτικών ιστών πριν από μια δεκαετία, οι επιστήμονες πέρασαν τώρα στην κατασκευή τενόντων και ελπίζουν ότι σύντομα θα φτιάξουν και μυικό ιστό.

ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ
Ενίσχυση της θεραπευτικής δύναμης του ανθρώπινου οργανισμού

Μοναδικό ανάμεσα στα μεγαλύτερα όργανα του ανθρώπινου σώματος, το συκώτι έχει μοναδική ικανότητα να ανακάμπτει μετά από τραυματισμό. Ενας άνθρωπος μπορεί να χάσει μεγάλο κομμάτι του συκωτιού του σε κάποιο ατύχημα ή εγχείρηση, αλλά όσο παραμένει ανέπαφο και χωρίς ουλές τουλάχιστον το ένα τέταρτο του οργάνου, μπορεί να ξαναμεγαλώσει μέχρι να ανακτήσει το αρχικό του μέγεθος και λειτουργικότητα. Δυστυχώς, αυτή την ικανότητα αυτο-αναγέννησης δεν την έχουν τα άλλα όργανα και μέρη του σώματος. Μια σαλαμάνδρα μπορεί να ξαναβγάλει ουρά αν της κοπεί, αλλά ένας άνθρωπος δεν μπορεί να ξαναβγάλει κάποιο ακρωτηριασμένο μέλος του ή να ανανεώσει κατεστραμμένα από το Αλτσχάιμερ τμήματα του εγκεφάλου. Για να πετύχει κάτι τέτοιο το ανθρώπινο σώμα χρειάζεται βοήθεια. Αυτή τη βοήθεια υπόσχεται ότι θα παρέχει ένα αναδυόμενο πεδίο έρευνας, που ονομάζεται αναγεννητική ιατρική.

Τα βλαστοκύτταρα (κύτταρα που μπορεί να μετεξελιχθούν σε πλειάδα ιστών) παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή την υπόθεση. Οι επιστήμονες μαθαίνουν πώς να αναμειγνύουν διάφορα μόρια σακχάρων και πρωτεϊνών μαζί με ίνες, ώστε να δημιουργούν περιβάλλον κατάλληλο για την ανάπτυξη των βλαστοκυττάρων σε ιστό αντικατάστασης εκείνου που λείπει ή έχει καταστραφεί στο σώμα του ασθενούς. Οπως φαίνεται και από τις επιμέρους πλευρές της έρευνας που περιγράφονται σύντομα στα άλλα δημοσιεύματα αυτής της σελίδας, οι επιστήμονες έχουν κάνει μεγάλα βήματα στην αντικατάσταση κατεστραμμένου καρδιακού ιστού και στην αναγέννηση των μυών. Σε πιο πρώιμο στάδιο βρίσκεται η ανάπτυξη νευρικού ιστού. Μερικές από τις προόδους αυτές μπορεί να βγουν από το εργαστήριο σε λίγα χρόνια ως θεραπείες, άλλες μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες για να φτάσουν σε αυτό το επίπεδο και άλλες μπορεί τελικά να αποτύχουν.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

Θεραπεία για την καρδιακή ανεπάρκεια;

Εκατοντάδες ασθενείς με βλάβες στον καρδιακό ιστό παρουσίασαν σημαντική βελτίωση της λειτουργίας της καρδιάς, όταν τους χορηγήθηκαν βλαστοκύτταρα που εξήχθησαν από το υγιές μέρος της καρδιάς τους, ή από το μυελό των οστών τους, αλλά και από δότες που δεν είχαν συγγενική σχέση. Οι ερευνητές θεωρούν ότι τα βλαστοκύτταρα μετατρέπονται σε νέα κύτταρα καρδιακού ιστού, ενώ ταυτόχρονα προκαλούν και κυτταρική διαίρεση άλλων, μη βλαστικών κυττάρων.

Επί τέσσερις δεκαετίες, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι τα κύτταρα της καρδιάς δεν πολλαπλασιάζονται και έτσι κάθε θάνατος κυττάρου αδυνατίζει το όργανο. Προσεκτικότερη μελέτη έδειξε ότι η εικόνα αυτή δεν ήταν ακριβής. Η καρδιά αντικαθιστά με νέα κύτταρα το 1% των 4-5 δισεκατομμυρίων κυττάρων της. Τα νέα κύτταρα προέρχονται τόσο από κυτταρική διαίρεση των παλιών, όσο και από διαφοροποίηση βλαστοκυττάρων που ενυπάρχουν στον καρδιακό ιστό. Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει στην καρδιά να αυτοεπισκευάζεται σε ένα μικρό βαθμό. Για παράδειγμα, τις πρώτες δύο βδομάδες μετά από μια καρδιακή προσβολή, τα βλαστοκύτταρα δραστηριοποιούνται και δραστηριοποιούν και άλλα κύτταρα για να αντικαταστήσουν τα κατεστραμμένα, που μπορεί να ξεπερνούν και το 1 δισεκατομμύριο. Λόγω του αργού ρυθμού αυτοεπισκευής, το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός εκτεταμένου ουλώδους ιστού. Στην περιοχή του ουλώδους ιστού, η καρδιά φουσκώνει περισσότερο από το κανονικό, με αποτέλεσμα να γίνει λιγότερο αποτελεσματική αντλία αίματος.

Η θεραπεία με τα βλαστοκύτταρα αυξάνει κάθετα τη διαθέσιμη ποσότητα αυτών των κυττάρων, άρα και τη θεραπευτική τους ικανότητα, με αποτέλεσμα βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας κατά τουλάχιστον 10%, με ταυτόχρονη μείωση του ουλώδους ιστού.

Πολλές ερωτήσεις παραμένουν αναπάντητες. Δεν είναι γνωστό ακόμα ποια ακριβώς από τα είδη βλαστοκυττάρων είναι πιο αποτελεσματικά και ποια είναι η καλύτερη μέθοδος προετοιμασίας τους πριν τη θεραπεία. Ωστόσο, η πρόοδος στον τομέα είναι πολύ γρήγορη.




Διαβάστε στο «Ρ»
Ο καιρός
Weather data from openweathermap.org