211service.com
Virusas, atstatantis pažeistus nervus
Virusai, imituojantys palaikomąjį nervinį audinį, kada nors gali padėti atkurti pažeistas nugaros smegenis. Nors kitos audinių inžinerijos medžiagos turi būti sintezuojamos ir formuojamos laboratorijoje, genetiškai modifikuoti virusai turi pranašumą, nes jie dauginasi ir kaupiasi savaime. Jie gali būti sukurti taip, kad ant jų paviršių ekspresuotų ląstelėms nekenksmingus baltymus ir, šiek tiek jaukinant, iš jų gali susidaryti sudėtingos, panašios į audinius struktūras. Preliminarūs tyrimai rodo, kad pastoliai, pagaminti naudojant tam tikro tipo virusą, vadinamą bakteriofagu (arba fagu), kuris užkrečia bakterijas, bet negali įsiskverbti į gyvūnų ląsteles, gali palaikyti nervų ląstelių augimą ir organizavimą.
Virusiniai pastoliai: Šis pluoštas yra pagamintas iš milijardų virusų ir yra tiriamas kaip audinių inžinerijos karkasas. Pluoštas padeda progenitorinėms ląstelėms augti į neuronus.
Mokslininkai, dirbantys audinių inžinerijos srityje, tikisi, kad galiausiai galės panaudoti paties paciento ląsteles pažeistų širdies, kepenų ir nervų pakaitalams auginti. Tačiau buvo sunku imituoti kūno audinių struktūrą ir funkcijas. Palaikančių pluoštinių baltymų matricos palaiko širdies, plaučių ir kitų kūno audinių ląsteles. Šie pastoliai suteikia tiek struktūrinę paramą, tiek cheminius signalus, leidžiančius tinkamai funkcionuoti organui ar nerviniam audiniui.
Kai kurie biologijos inžinieriai naudoja pastolius, pagamintus iš polimerų, bandydami imituoti tikro audinio palaikomąją matricą. Seung-Wuk Lee , Kalifornijos universiteto Berklio bioinžinierius ėmėsi virusų. Virusai yra protingos medžiagos, sako jis. Sukūrę genomą, galite pagaminti milijardus fagų, ir jie yra savaime besidauginančios medžiagos. Fagas, su kuriuo dirba Lee, vadinamas M13, yra ilgas ir plonas kaip baltymų skaidulos, sudarančios ląstelių matricas kūno viduje.
Pirma, Lee ir jo kolegė Anna Merzlyak genetiškai modifikavo M13, kad ant jų išorinių sluoksnių būtų rodomi nervams nekenksmingi baltymai. Yra žinoma, kad šie baltymai padeda nervų ląstelėms daugintis, prilipti ir plisti į ilgas pluošto formas. Tada tyrėjai išaugino daugybę virusų bakterijų ląstelių šeimininkuose ir įmetė juos į tirpalą, kuriame yra nervinių pirmtakų ląstelių. Šios ląstelės yra labiau išsivysčiusios nei kamieninės ląstelės, tačiau vis dar yra jaunos ir jas reikia įkalbėti, kad susidarytų nauji audiniai. Tirpale virusai išsilygina kaip skystasis kristalas, sako Lee. Jis ir Merzlyakas pipetėmis suleido tirpalą į agarą, į Jell-O panašią ląstelių kultūros terpę, sukurdami ilgas, į nervus panašias viruso skaidulas, įsiterpusias į ląsteles. Tada progenitorinės ląstelės dauginosi ir užaugino ilgas šakas, būdingas neuronams. Lee sako, kad fagai puikiai tinka ilgoms, skaidulinėms struktūroms, tokioms kaip nervinis audinys, sukurti, tačiau taip pat gali būti paverstos sudėtingesnėmis struktūromis keičiant jų koncentraciją arba manipuliuojant jų padėtimi magnetiniu lauku.
Lee nėra pirmasis, kuris naudoja virusą kaip inžinerinę medžiagą. Kiti mokslininkai tą patį virusą panaudojo baterijų elektrodams gaminti. Naudoti virusą tokiu būdu buvo pradininkas Angela Belcher , dabar yra medžiagų mokslo ir inžinerijos bei biologinės inžinerijos profesorius MIT ir buvo Lee baigimo darbo pagrindas, kol jis buvo jos laboratorijoje. JAV maisto ir vaistų administracija jau patvirtino genetiškai modifikuotus fagus kaip antibakterinį maisto konservantą, skirtą naudoti, pavyzdžiui, pietų mėsoje, pavyzdžiui, Bolonijoje. Fagai taip pat tiriami kaip galimas lėtinių bakterinių infekcijų gydymas.
MIT instituto profesorius Robertas Langeris sako, kad Lee darbas yra įdomus medžiagų požiūriu, tačiau jis įspėja, kad jo praktiškumas turi būti nustatytas atliekant in vivo tyrimus.
Lee sako, kad jo grupė planuoja toliau užtikrinti fagų pastolių saugumą gyvuose gyvūnuose. M13 saugos rezultatai yra geri ir negali užkrėsti žmonių. Vis dėlto Berklio tyrėjai turės ištirti, kaip gyvūno imuninė sistema reaguoja į viruso karkasus, ir įrodyti, kad jie skatina nervų regeneraciją patekus į kūną. Lee tikisi, kad virusinė sistema ilgainiui bus panaudota pacientų, patyrusių nugaros smegenų pažeidimus, neuronams regeneruoti.