Neviditelný čert

Vědci tvrdí, že ve vesmíru pěstují organoidy, aby lépe porozuměli rakovině, neurologickým onemocněním a stárnutí a snad objevili způsoby jejich léčby. Od malých, bijících srdcí po „mini-mozky“ se takzvané organoidy obvykle pěstují z lidských kmenových buněk, které lze pomocí koktejlu růstových chemikálií přimět k samoorganizaci do 3D struktur připomínajících tkáně v lidském těle. Na rozdíl od tradičních zvířecích modelů, jako jsou myši nebo opice, umožňují organoidy vědcům přesněji reprodukovat jedinečné složitosti lidských orgánů.

Lucifer

Od roku 2019 se na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) pěstují miniaturní modely orgánů, včetně mozku, srdce a prsu. Tento výzkum však vyvolává otázku: Proč vědci vytvářejí miniaturní orgány ve vesmíru? Jedním z důvodů je, že drsné prostředí vesmíru může vědcům pomoci studovat stárnutí a související poruchy, které postihují lidi na Zemi.

Alysson Muotri, profesor pediatrie na Kalifornské univerzitě v San Diegu (UCSD), již několik let posílá lidské kmenové buňky na ISS s cílem vypěstovat mozkové organoidy, které modelují různé nemoci. Poruchy, jako je Alzheimerova choroba, se u člověka mohou vyvíjet desítky let, ale studie naznačují, že nízká gravitace ve vesmíru může urychlit stárnutí buněk. Studiem mozkových organoidů v mikrogravitaci by tedy vědci mohli přesně určit, jak dochází ke změnám souvisejícím s věkem, a pomoci vyvinout léčbu, která by jim zabránila.

Mnoho přístupů k modelování stárnutí mozku zahrnovalo stresování neuronů v laboratorních miskách, například přidáním určitých chemikálií. Tyto experimenty však nezachycují to, co se skutečně děje, když tělo stárne.  Výzkum organoidů byl inspirován studií NASA o dvojčatech, během níž astronaut Scott Kelly odletěl na rok do vesmíru, zatímco jeho identické dvojče Mark zůstal na Zemi. Když se Scott vrátil, vykazoval ve srovnání se svým bratrem známky zvýšeného kognitivního úpadku; například mu dělalo větší potíže učit se a zapamatovat si věci.

Proč se tyto účinky projevily, není známo. Jedna teorie říká, že by to mohlo být způsobeno tím, že mikrogravitace snižuje aktivitu enzymu zvaného telomeráza, který pomáhá zvrátit přirozený proces, při kterém se s věkem zkracují části DNA na koncích našich chromozomů, řekl. Tyto koncovky na koncích naší DNA se nazývají telomery, a protože jejich zkracování je spojeno se stárnutím, někteří vědci se domnívají, že prodloužení telomer by mohlo bojovat proti stárnutí a prodloužit lidský život.

Podle dosavadních poznatků organoidy, které se již vrátily na Zemi, vykazují známky zrychleného stárnutí. Mozkové organoidy vykazují příznaky neurologických onemocnění, jako je degenerace a buněčný stres, které se běžně vyskytují u několika onemocnění. To umožnilo výzkumníkům testovat nové kandidáty na léky pro tato onemocnění, přičemž první výsledky jsou slibné.

Studie NASA s dvojčaty inspirovala také další výzkumný tým UCSD k pěstování organoidů ve vesmíru – ale namísto miniaturních mozků se jedná o malé nádory. Tým vede Dr. Catriona Jamieson, profesorka medicíny. Po návratu na Zemi byly u Scotta Kellyho zjištěny známky zkrácených telomer, poškození DNA a signálních molekul v krvi, o kterých je známo, že aktivují určité geny, které umožňují růst a šíření rakoviny. To naznačuje, že stresové podmínky ve vesmíru by mohly nějakým způsobem stimulovat růst rakoviny, a proto by mohly být dobrým modelem pro studium vývoje této nemoci. Tým nejprve poslal do vesmíru krevní kmenové buňky a již po jednom měsíci vykazovaly buňky známky aktivace genetických mutací souvisejících s rakovinou. Tyto změny souvisely s abnormálním růstem a dělením buněk.

Vědci poté vyslali do vesmíru soukromou misí Axiom Mission 1 řadu modelů nádorových organoidů leukémie, rakoviny tlustého střeva a rakoviny prsu. Zjistili, že modely také „dramaticky“ rostly, zatímco byly na palubě. Buňky v organoidech také aktivovaly gen zvaný ADAR1, který kóduje enzym, o kterém se předpokládá, že umožňuje množení rakoviny. V samostatném experimentu tým dokázal, že dva léky, které inhibují ADAR1 – fedratinib a rebecsinib – mohou zpomalit růst miniaturních nádorů. Nyní, v rámci svého nejnovějšího startu na ISS v lednu 2024, tým testuje potenciál těchto léků v boji proti rakovině na dalších organoidech.

Jiní vědci využili další možnosti tohoto druhu mimozemského výzkumu. Mezi nimi je i Catherine Yeung, docentka na Farmaceutické fakultě Washingtonské univerzity, jejíž tým studuje, jak zrychlené stárnutí ve vesmíru ovlivňuje ledviny. Místo organoidů používá jiný model lidské tkáně známý jako zařízení „organ-on-a-chip“ (orgán na čipu). Tato technologie napodobuje lidské tkáně na zařízeních velikosti kreditní karty a je považována za doplněk organoidů.

Zdroj: Live Science, Could mini space-grown organs be our 'cancer moonshot'?

19.12.2025, 12:00:09   Publikoval Luciferkomentářů: 0