Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Szkolenia3

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Komórki serca napędzane światłem

Na pierwszy rzut oka to nowa zabawka biotechnologów. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda stworzyli ludzkie komórki serca, które kurczą się w rytmie narzuconym przez badaczy. Sterowanie nimi odbywa się przez promienie światła o specjalnie dobranej długości.

Pstryczek elektryczek

Jak uważa dr Oscar Abilez, główny autor tych badań, takie rozwiązanie pomoże w dokładniejszym poznaniu aktywności elektrycznej serca – kluczowej kwestii w rozumieniu mechanizmu zawałów. Ale, co ważniejsze, w przyszłości technika ta może zostać wykorzystana do opracowania nowej generacji rozruszników serca. Mniejszych i bezpieczniejszych – przekonują naukowcy.

Wyniki eksperymentów zespołu dr. Abileza publikuje najnowsze wydanie „Biophysical Journal". Według naukowców to pierwsze ludzkie komórki, których praca sterowana jest światłem. Nazywają tę nową technikę optogenetyką.

W laboratorium Uniwersytetu Stanforda dr Oscar Abilez prezentuje, w jaki sposób działają stworzone przez niego komórki. Pod mikroskopem znajduje się fragment tkanki – to kardiomiocyty – komórki mięśnia serca. Włącznik niebieskiego światła, o specjalnie dobranej długości fali, powoduje, że zaczynają się kurczyć. Dobierając tempo mrugnięć lampy, naukowiec może regulować prędkość skurczów. Za pomocą światła – na odległość – steruje pracą mięśni.

Optogenetyka pozwoli na łatwiejsze badanie pracy serca. Nie tylko można będzie komórki włączać światłem, ale również je wyłączać – tłumaczy dr Abilez. – Na przykład naukowcy starają się zbadać elektryczną aktywność komórek serca. Stymulacja wymaga sporej energii, a elektryczny impuls w porównaniu z nią jest dość słaby. To tak, jakby starać się usłyszeć szept w hali pełnej mówiących ludzi.

Jego zdaniem stymulowanie światłem komórki mięśnia serca umożliwia badanie m.in. arytmii. W przyszłości również chorób innych organów – cukrzycy, schizofrenii, porażeń.

Zmiana w DNA

Skonstruowanie takich komórek nie było łatwe. Wymagało wprowadzenia genu, który umożliwia produkcję białka wrażliwego na światło. Takim elementem jest ChR2 sterujące przepływem jonów w komórkach. Naukowcy musieli umieścić w komórkach odpowiedni fragment DNA kodujący ChR2. W rezultacie otrzymali mięśnie reagujące na oświetlanie ich światłem o odpowiednio dobranej długości.

Tu naukowcom pomógł dr Karl Deisseroth, który odegrał kluczową rolę w opracowaniu optogenetyki. Doktor Deisseroth jest psychiatrą, dlatego koncentrował się przede wszystkim na modyfikacji neuronów i obserwacji ich funkcjonowania w modelach takich chorób jak schizofrenia czy depresja. Pomógł kolegom z zespołu dr. Abileza wyhodować komórki mięśni, które oświetlone bladoniebieskim światłem podejmują pracę.

Gdy udało się przetestować je w probówce, naukowcy zwrócili się do dr Ellen Kuhl, która dysponowała komputerowym modelem ludzkiego ciała. I tu, na ekranie, badacze sprawdzali, co się stanie, gdy umieszczą takie sterowane światłem komórki w konkretnych miejscach serca.

– W prawdziwym sercu skurcz rozpoczyna się w pewnych komórkach i sygnał rozchodzi się po całym sercu – mówi dr Kuhl. – W tym modelu możemy pokazać nie tylko, że takie komórki będą działać i regulować pracę serca, ale również gdzie je najlepiej umieścić, żeby uzyskać optymalny efekt.

Rozrusznik

Naukowcy liczą również na praktyczną stronę tej techniki. – Możemy na przykład stworzyć kardiostymulator, który nie ma fizycznego kontaktu z sercem – mówi prof. Christopher Zarins, dyrektor laboratorium, w którym pracuje dr Abilez. – Zamiast wszczepiać urządzenie z elektrodami wetkniętymi w serce, możemy wstrzyknąć komórki sterowane światłem i stymulować ich pracę na odległość, urządzeniem umieszczonym nawet poza sercem. Oznacza to, że w przyszłości będziemy dysponować mniej inwazyjnymi i bardziej niezawodnymi kardiostymulatorami.

Źródło: www.rp.pl

Tagi: serce, rozrusznik, kardiologia, kardiochirurgia, zastawka, światło, lab, laboratorium
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Pierwszy na świecie cyfrowy terapeuta
17-01-2018

Pierwszy na świecie cyfrowy terapeuta

Cyfrowi terapeuci stworzeni dzięki unijnemu projektowi o nazwie SWORD oferują pacjentom interaktywną rehabilitację fizyczną w domowym zaciszu.

Informacje dnia: Nowe odkrycia dotyczące bakterii Gram-ujemnych Studenci AGH i UJ konstruują satelitę Znaczenia fononów w oddziaływaniach kwantowych Opracowano kalkulator ryzyka złamań w osteoporozie Pierwszy na świecie cyfrowy terapeuta Palisz? Uważaj na swój słuch Nowe odkrycia dotyczące bakterii Gram-ujemnych Studenci AGH i UJ konstruują satelitę Znaczenia fononów w oddziaływaniach kwantowych Opracowano kalkulator ryzyka złamań w osteoporozie Pierwszy na świecie cyfrowy terapeuta Palisz? Uważaj na swój słuch Nowe odkrycia dotyczące bakterii Gram-ujemnych Studenci AGH i UJ konstruują satelitę Znaczenia fononów w oddziaływaniach kwantowych Opracowano kalkulator ryzyka złamań w osteoporozie Pierwszy na świecie cyfrowy terapeuta Palisz? Uważaj na swój słuch

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców UAM CISNIENIE POZNAN Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab