TUBA Ako sa chrupavka vyrába
Vedci z TU Berlin nechali vyrásť „umelú“ chrupavku
Ako sa vlastne chrupavka formuje? Mark Rosowski z Biotechnologického ústavu TU v Berlíne sa touto otázkou zaoberá z dobrého dôvodu: Poranenia a choroby kĺbového chrupavkového tkaniva často spôsobujú silné bolesti, zatiaľ čo šanca na vyliečenie reumatizmu a osteoartrózy konvenčnými metódami je obvykle iba malá. Ak naopak necháte chrupavkové tkanivo rásť v laboratóriu a potom ho transplantujete, šanca je lepšia. Presne to je dôvod, prečo sa Mark Rosowski a ďalší vedci z nemeckého výskumného centra pre reumatizmus v priestoroch kliniky univerzity Charité v centre Berlína snažia pestovať také „umelé“ chrupavky.
Ako východiskový materiál používajú bunky ľudskej chrupavky. Tieto bunky, ktoré bunkoví biológovia nazývajú chondrocyty, rýchlo menia v laboratóriu svoj vzhľad a menia sa na akési prekurzorové bunky. Tie sa môžu v organizme zmeniť na chondrocyty, ale tiež na svalové alebo tukové bunky a na šľachy. V laboratóriu však táto premena na bunky chrupavky nie je celkom úspešná. „Iba keď majú bunky správne trojrozmerné prostredie, môžu prerásť do chrupavkového tkaniva,“ vysvetľuje Mark Rosowski. Ale práve toto priestorové prostredie nemajú v kultivačných bankách, v ktorých bunky bežne rastú v laboratóriu. Bunky klesajú cez výživnú tekutinu na dno fľaše, kde tvoria vrstvu, ktorá je hrubá iba ako jedna bunka. Takáto „jednovrstva“ má iba dva priestorové rozmery, pretože jej chýba výška - tkanivo chrupavky takto ťažko rastie.
Biológovia poznajú „triky“, ktoré by mohli pomôcť predchodcom buniek pri výskokoch: Môžu bunky tvarovať do podoby mini guľôčky alebo vložiť toľko buniek do kultivačnej fľaše, že na spodok je položených niekoľko vrstiev buniek. Týmto spôsobom vynútia trojrozmernú štruktúru, ale proporcie sú ťažko prirodzené. Výsledok je oveľa lepší, ak bunky môžu nájsť svoju prirodzenú štruktúru pre seba. Aby to urobil, Mark Rosowski vloží progenitorové bunky do malej kapsuly vyrobenej z cukrových polymérov, ktorá má priemer len asi pol centimetra. Bunky akoby samy osebe začali priliehať k sebe a vytvárať trojrozmernú štruktúru. „V tejto štruktúre si progenitorové bunky zjavne navzájom poskytujú signály, ktoré sú potrebné na premenu na normálne chondrocyty,“ vysvetľuje Mark Rosowski. Vo vnútri kapsuly rastie druh chrupavky, ktorú lekári používajú na hojenie malých prasklín a poškodení. Vysoké náklady na takúto terapiu si však zatiaľ môžu dovoliť iba vrcholoví športovci a veľmi bohatí ľudia.
Okrem toho táto transplantácia ťažko pomáha v prípade veľkých škôd, ako sú napríklad artróza starších ľudí alebo reumatizmus. „V prípade športových úrazov pravdepodobne zostávajúce zdravé tkanivo chrupavky poskytuje informácie pre správny rast transplantovaných chondrocytov,“ vysvetľuje Rosowski. Toto zdravé tkanivo chýba, ak dôjde k jeho veľkému poškodeniu. V laboratóriu však chondrocyty vyrastajú iba do tkaniva, ktoré je oveľa voľnejšie ako prirodzene chrupavka v tele. V samotnom organizme dáva celý rad signálov chondrocytom dôležité informácie, pomocou ktorých sa vytvára správne tkanivo. Niektoré z týchto nosných látok sú známe, ale nevieme, v akej koncentrácii a v akom čase musia konať, aby umožnili rast pevnej chrupavky. Ak Mark Rosowski vloží do kapsúl s chondrocytmi zmes takýchto signálnych látok, jeho prvý výsledok je: „Rast a správanie buniek sa menia.“ Bude to nejaký čas trvať, kým on a jeho kolegovia spoznajú najlepšie zloženie zmesi signálnych látok, a výskumník stlmil príliš vysoké očakávania.
kn
3916 znakov
Pre ďalšie informácie kontaktujte: Dipl.-Biochem. Mark Rosowski, TU Berlin, Institute for Biotechnology, Department of Medical Biotechnology, Tel.: 030/89002262 or 030/314-72573, E-Mail: [email protected].
Ilustrácie na požiadanie.
Poznámka: Tento príspevok je „Témou týždňa - EIN-Blick für Journalisten“ na spravodajskom portáli TUB. Okrem článku tu nájdete odborný servis a ďalšie odkazy: www.pressestelle.tu-berlin.de/newsportal
Ďalšie informácie:
Vlastnosti tejto tlačovej správy:
Biológia, výživa/zdravie/starostlivosť, informačné technológie, medicína, ekonomika
nadregionálny
Výsledky výskumu, výskumné projekty
Nemecky