Atklājumi.lv

Izveidots mākslīgais orgāns, kas spēj ražot antivielas ārpus ķermeņa

Kornela universitātes (ASV) pētnieki izveidojuši funkcionālu mākslīgo limfoīdo orgānu (imūnorgānu), kas spēj ražot antivielas ārpus ķermeņa. Orgāna darbību iespējams pilnībā kontrolēt laboratorijas apstākļos. 

Inženieru jaunajam izgudrojumam ir liels nākotnes potenciāls medicīnas zinātnē, sākot ar tā izmantošanu ļaundabīgo audzēju un infekciju slimību pētījumos, beidzot ar pielietojumu imūnterapijās. Raksts par jauno atklājumu publicēts žurnālā „Biomaterials”. 

Mākslīgais orgāns ir pieskaitāms sekundārajiem imūnsistēmas orgāniem, gluži kā limfmezgli vai liesa. Tas ir izgatavots no mīksta, želatīna bāzes biomateriāla – hidrogēla. Izturības uzlabošanas nolūkos inženieri materiālu ir papildinājuši ar silikāta nanodaļiņām, kas ļauj pasargāt orgāna struktūru no kušanas tam darbojoties dabīgiem cilvēka fizioloģiskajiem procesiem atbilstošajā, apmēram 37 grādu pēc Celsija augstajā temperatūrā. Mākslīgajā imūnorgānā imitēta limfoīdo audu anatomiskā mikrovide.

Gluži kā īsts orgāns, mākslīgi radītais orgāns, spēj pārveidot B šūnas jeb B limfocītus. B šūnas spēj atpazīt „svešās” šūnas un svešķermeņus (piemēram, baktērijas). Saskaroties ar organismā nonākušo svešo vielu, B šūnas sāk ražot antivielas, kas pēc tam pielīp pie „iebrucēja” un to nonāvē. Sintētiskais orgāns ir spējīgs pārvērst B šūnas par vairošanās centriem – B šūnu kopām, kas aktivizējas, kad ar T šūnu starpniecību tiek saņemta ziņa par svešķermeņa vai „svešo” šūnu klātbūtni. Vairošanās centru eksistence imūnorgānos liecina par infekciju ķermenī, jo veselos imūnorgānos tie nav sastopami.

Pētījuma ietvaros inženieri demonstrēja, ka viņi spēj kontrolēt orgāna imūnreakciju, kā arī to, cik ātri B šūnas vairojas, cik ātri tās aktivizējas un pēc vajadzības maina savus antivielu veidus. Pētnieki apgalvo, ka viņu jaunizgudrotais 3D orgāns ievērojami pārspēj 2D kultūras, jo tas spēj aktivizēt B šūnas līdz pat 100 reizēm straujāk.

Zinātnieki cer, ka jaunais izgudrojums dos iespēju padziļināt mūsu zināšanas par būtiskajām, taču maz izprastajām B šūnu funkcijām, kuras parasti tiek pētītas tikai, izmantojot dzīvnieku šūnas. Kā piemēru šeit var minēt leikozi jeb asins vēzi. Neskatoties uz daudzajiem pētījumiem, zinātniekiem joprojām līdz galam nav izdevies izprast procesu, kurā B šūnas pārvēršas par vairošanās centriem. Taču ir zināms, ka tieši tās ķermeņa darbības kļūdas, kas ir saistītas ar šo ģenētiskās pārgrupēšanas procesu, var kļūt par asins vēža izraisītāju. Tātad, ja zinātniekiem izdotos labāk saprast B šūnu pārgrupēšanās procesu, tas ievērojami palielinātu iespēju atrast visefektīvāko līdzekli leikozes ārstēšanai.

Pētnieki uzskata, ka mākslīgajam imūnorgānam piemīt arī liels nākotnes potenciāls smagu saslimšanu (piemēram, HIV vai Ebolas vīrusa) izpētē un jaunu medikamentu izstrādē. Tāpat tas var izrādīties noderīgs toksisko ķīmisko vielu un infekciju veicinošo un orgānu darbību traucējošo vides faktoru pētījumos.
„Ilgtermiņā mēs paredzam, ka spēja kontrolēt imūnreakciju ātrumu ex vivo jeb ārpus organisma sniegs mums iespēju laboratorijās atdarināt visdažādākos imunoloģiskos notikumus ar atšķirīgiem parametriem. Šādi eksperimenti ļautu labāk saprastu B šūnu attīstību un limfomu jeb limfatikās sistēmas audzēju veidošanos, kā arī palīdzētu jaunu medikamentu izveidē un testēšanā,” norādījis mākslīgā orgāna galvenais autors Ankurs Sings (Ankur Singh) no Kornela universitātes.

Attēls: Peles limfmezgls ar vairošanās centriem. Limfmezgla kolagēna kapsula (zils) ietver vairošanās centrus ar folikulārām dendrītšūnām (sarkans), antigēna specifiskajām T šūnām (zaļš) un B šūnām (ciāns). Avots: AAAS publicitātes attēls.

Avots:

news.cornell.edu

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.