Biologia syntetyczna wydaje się dopiero rozkręcać, a jej możliwości wraz z każdym kolejnym badaniem i odkryciem rosną. Choć do tej pory regeneracja poprzez medycynę skupiała się głównie na komórkach macierzystych, uwagę naukowców przykuwają kolejne przełomowe technologie, urządzenia i rozwiązania.

 

Regeneracja serca po zawale

 

O ile ludzka wątroba ma zdolność odrastania po jej przepołowieniu, o tyle inne narządy nie wykazują takiego talentu. To otwiera pole do działania dla badaczy, naukowców i lekarzy.

Serce nie jest w stanie zregenerować własnych komórek, co oznacza, że w wyniku zawału jest ono trwale uszkodzone. Tymczasem naukowcy z londyńskiego King’s College są zdania, że da się wesprzeć organizm w wytworzeniu nowych komórek mięśnia sercowego. Jak to możliwe? Stworzyli oni mieszankę, w skład której wchodzi mikroRNA (miRNA) i Messenger RNA (mRNA), po czym wstrzyknęli ją w uszkodzone serce badanej świni. Efektem było zainicjowanie procesu tworzenia nowych komórek serca, które zastąpiły martwe komórki i ograniczyły powstawanie blizn. Jakiś czas po przyjęciu zastrzyku narząd był w wyraźnie lepszym stanie niż przed. Uniwersytecki zespół liczy na to, że najbliższe dwa lata przyniosą możliwość rozpoczęcia testów na ludziach. Jeśli tak się stanie i rezultaty będą pomyślne, jest realna szansa na złagodzenie dotkliwych skutków zawałów.

 

Usłyszeć na nowo

 

W uchu wewnętrznym mamy włoski, które choć niewielkie, mają duże znaczenie. Wiele osób, które są poddawane chemioterapii, biorą antybiotyki lub są regularnie wystawiane na dużą ilość głośnych dźwięków traci te włoski, a w konsekwencji ich słuch się pogarsza. Z włoskami są ściśle powiązane komórki rzęsate, które pod wpływem tych niekorzystnych czynników obumierają. I choć jakość odbieranych dźwięków można poprawić implantami czy aparatami, firma Frequency Therapeutics (powiązana z MIT) chce to zrobić inaczej. W ramach nurtu działań regeneracyjnych opracowała wstrzykiwany bezpośrednio do ucha lek.

Firma wykorzystuje komórki progenitorowe, które są następcami komórek macierzystych w uchu wewnętrznym. Ich zadanie polega na wytworzeniu komórek rzęsatych i pobudzeniu wzrostu włosków, co pozwala człowiekowi ponownie usłyszeć świat.

Organizacja jest na etapie badań klinicznych. Zastrzyki otrzymało ponad 200 osób, a testy percepcji mowy wskazują na to, że słyszą lepiej. Aktualnie trwa rekrutacja 124 osób do kolejnego badania, którego wyniki powinny się ukazać w przyszłym roku. Zaburzenia zmysłu słuchu lub jego całkowita niesprawność dotyczą setek milionów ludzi na całym świecie. Przywrócenie go byłoby dla nich ogromną zmianą, której do tej pory nawet nie byli sobie w stanie wyobrazić.

 

Czy noga może odrosnąć?

 

Badacze z uniwersytetów w Ontario i Massachusetts udowadniają, że nawet w tym przypadku możliwa jest regeneracja. Co prawda na razie nowina dotyczy afrykańskiej żaby szponiastej, ale kto wie, co przyniesie przyszłość. 115 żabom amputowano prawą nogę, po czym podzielono je na trzy grupy. Jednej grupie założono na ranę mały „kapturek” BioDome, w którym umieszczono mieszankę pięciu leków mających na celu wsparcie procesu regeneracji komórek. Druga grupa dostała BioDome bez leków, a żaby z trzeciej grupy nie miały wdrożonego żadnego leczenia.

BioDome jest niewielkim cylindrycznym urządzeniem, którego zewnętrzną warstwę stanowi silikonowy rękaw, a środek – przetworzony jedwab połączony z polimerem, tzw. hydrożelem. Żaby, którym założono BioDome, miały go na sobie tylko przez 24 godziny. Badacze obserwowali płazy przez 1,5 roku. Jak wyglądały kończyny po tym czasie?

Żabom, które dostały koktajl lekowy, odrastały nogi i mogły ich one używać do pływania, stawania i odpychania się. Kolejne badania pokazały, że w nowych kończynach są naczynia krwionośne, nerwy i kości w układzie zbliżonym do „oryginalnego”. Żaby reagowały na nakłuwanie końcówek nóg, co potwierdziło, że nerwy działają, a leki skutecznie uruchomiły szlaki regeneracyjne. Pozostałe żaby w miejscu amputacji miały płat tkanki przypominający kolec. Te, którym założono BioDome bez leków, miały kolec nieco dłuższy niż pozostałe, a on sam reagował na dotyk. Żaby bez leczenia miały mniejsze kolce i były całkowicie pozbawione czucia.

Wyniki są ekscytujące i obiecujące. Po raz pierwszy zastosowano taki koktajl leków w celu pobudzenia procesów regeneracyjnych, a rezultat ośmiela i zachęca do dalszych badań. Metoda jest obecnie testowana na ssakach, a naukowcy wierzą, że nadejdzie dzień, kiedy zostanie ona pomyślnie wykorzystana na ludziach.

 

Kości z dźwięków

 

Komórki macierzyste są od lat wykorzystywane do odtwarzania tkanek. Naukowcy z RMIT University poszli o krok dalej i dzięki falom dźwiękowym o wysokiej częstotliwości zdołali pobudzić komórki macierzyste do tworzenia komórek kostnych. Kości pochodzą z mezenchymalnych komórek macierzystych, które znajdują się w szpiku kostnym, przez co ich pobieranie jest trudne i bolesne. Badacze sięgnęli po mikroprocesor, który wytwarza sygnały o częstotliwości 10 MHz, i przy jego użyciu zdołali przekształcić tradycyjne komórki macierzyste w oleju silikonowym w mezenchymalne komórki macierzyste, na których im zależało. Za optymalne ustawienie uznano właśnie częstotliwość 10 MHz, 10 minut dziennie, pięć dni z rzędu. Co ciekawe, komórki macierzyste mogą być pozyskiwane z różnych części ciała pacjenta, np. z tkanki tłuszczowej.

Według Leslie Yeo, naukowca uczestniczącego w tym badaniu, jest to ważny krok w kierunku inżynierii tkankowej, ponieważ „urządzenie jest tanie i proste w użyciu, więc można je łatwo rozbudować do jednoczesnego leczeni dużej liczby komórek”. W momencie, gdy komórki macierzyste zaczną różnicować się w kość, mogą być wstrzyknięte do organizmu w miejscu choroby lub urazu lub umieszczone na implancie, gdzie wyhodują kość. Cały proces jest skuteczny i szybki oraz pozwala wyeliminować leki.

 

Kontrowersyjne komórki macierzyste

 

W kontekście regeneracji medycznej badacze koncentrują się na komórkach macierzystych i ich możliwościach. I o ile otwierają one wiele naukowych drzwi, o tyle równolegle budzą różne kontrowersje. Jedyną metodą leczenia związaną z komórkami macierzystymi, zatwierdzoną przez amerykańską agencję FDA, jest tam przeszczepianie krwiotwórczych lub krwiopochodnych komórek macierzystych.

W Stanach Zjednoczonych komórki macierzyste są wykorzystywane przede wszystkim do celów badawczych. Szereg ograniczeń z nimi związanych sprawia, że wiele osób chcących podjąć leczenie z wykorzystaniem komórek macierzystych szuka takich możliwości poza granicami USA. Równolegle same Stany Zjednoczone zainwestowały w ubiegłym roku ok. 2,15 miliarda dolarów w poświęcone im badania.

 

Jak będzie wyglądał 2050 rok? Scenariusz neutralny Amy Webb

 

W Filadelfii firma RegenerX otwiera trzecią klinikę. Oferuje wiele zabiegów regeneracyjnych, a jej specjalizacją jest leczenie schorzeń oczu i uszu – potrafi usunąć zwyrodnienie żółtej plamki i przywrócić słuch. Równolegle rozpoczyna prace z pacjentami po amputacjach i w centrum uwagi ma osobę, której próbuje „przywrócić” naturalną rękę poprzez jej odrośnięcie.

Przedsiębiorstwo ma wielu przeciwników, którzy zbierają się przed wszystkimi budynkami i głośno wyrażają swoje niezadowolenie. Zarzucają firmie, że chce się bawić w Boga, naprawiać to, co z jakiegoś powodu miało być zepsute i wbrew siłom natury ingeruje w wady wrodzone. Inni uważają, że potrzebne jest naturalne umieranie ludzi zamiast ich podtrzymywania przy życiu za wszelką cenę. Skandują, że świat będzie przeludniony, zabraknie jedzenia i wody, a system opieki zdrowotnej się zawali.

Jeszcze inni nie krzyczą, a po cichu w domach fałszują dokumentację medyczną. Liczą na to, że dzięki odpowiednim zabiegom ich serca będą mocniejsze, oni sami bardziej wydajni, ich zmysły będą osiągać niemal nadludzkie możliwości, a ciało dużo wolniej się zestarzeje. Takie działania wymuszają na RegenerX ścisłą współpracę z organami służb państwa, żeby uszczelnić prawo i zwiększyć bezpieczeństwo nas wszystkich.