Víte, že srdce bylo vaším první fungujícím orgánem? Začalo tlouct a pumpovat krev, když jste byli teprve třítýdenní embryo. V tu chvíli ještě nebylo vyvinuté měli jen jednu dutinu, ne čtyři jako dospělé srdce.

Obdobné srdce o velikosti sezamového semínka, které má jednu komoru a které které pulzuje, tedy tluče, stvořili biologové z Rakouské akademie věd ve Vídni.

Je to zatím nejpokročilejší organoid, orgán kultivovaný ve zkumavce - v tomto případě kardoid. Co je na něm úžasné – do své podoby se složil sám od sebe.

Roste bez lešení

V uplynulých letech nastal pokrok v kultivaci umělých orgánů. Výzkum je sice daleko od toho, aby umožnil vytvářet transplantáty, ale přiblížil se k tomu významným způsobem.

Dosavadní umělé orgány měly velký problém – pokud vědci vzali kmenové buňky a nechaly je volně růst do podoby orgánu, výsledkem byl slepenec buněk, nepoužitelný orgán. Buňky se mezi sebou nedokázaly při růstu „dohodnout“, výsledkem byl chaotický růst.

Organoidy také nevytvářely cévní systém. Nedostávalo se jim proto živin a odumíraly zevnitř.

V posledních letech se pomocí biotisku podařilo z kolagenu vytvořit neživé mezibuněčné „lešení“, které živé buňky následně vyplnily. Tato metoda umožnila vytvářet zmenšeniny orgánů, ale… V přírodě se však buňky bez uměle vytvořeného lešení obejdou, vytvoří si ho při svém dělení samy. A právě k tomu je rakouští vědci dokázali přimět.

„Není to tak, že jsme použili něco jiného než ostatní vědci, využili jsme jen všechny známé signály,“ řekl ke studii publikované v magazínu Cell biolog Sasha Mendjan z Rakouské akademie věd.

Když si buňky povídají

Jak toho výzkumníci dosáhli? Zlepšili v kultivačním roztoku podmínky pro buněčnou signalizaci, tedy chemickou řeč, kterou buňky mezi sebou komunikují.

Buněčná signalizace je složitý mechanismus, ukázalo se však, že podporou určitých signalizačních molekul si srdeční buňky dokážou vzájemně říct o tom, jak koordinovaně postavit srdce.

Zmíněný kardioid tak ukázal cestu k tomu, jak bychom jednou mohli vytvářet umělé orgány bez vytištěného buněčného lešení. Výzkumníci ale budou muset odhalit ještě víc o tajích buněčné řeči.

Vědci z Vídně doufají, že kardioidy by v dohledné době mohly sloužit k bezpečnému testování srdečních léčiv. Momentálně jen jeden lék z pěti tisícovek testovaných projde kolečkem preklinických testů. Mnohé léky se ukážou být neúčinné, jiné zase mají vážné vedlejší účinky.

Testy na zvířatech přitom můžou odhalit jen část problémů – a zkouškám na lidech předchází sáhodlouhý ověřovací proces.

Kardioidy by mohly testy urychlit dlouho před tím, než technologie dostoupí do té fáze, kdy budeme moct pěstovat orgány na míru.