Nowa biohybrydowa ryba pływa, wykorzystując ludzkie komórki serca bijące w ogonie, jest w stanie pływać przez 100 dni.
Naukowcy z Harvardu i Emory University stworzyli biohybrydową rybę z ludzkich komórek mięśnia sercowego, która może samodzielnie pływać przez wiele miesięcy, gdy komórki „biją”. Projekt jest dziwacznym krokiem na drodze do ostatecznego wyhodowania nowych, funkcjonujących serc do przeszczepu.
To nie pierwszy robot, którego ten zespół stworzył z komórek serca. Kilka lat temu zrobili płaszczkę z komórek serca szczura, którą można sterować za pomocą impulsów światła. Ale w przypadku tego nowego zmodernizowali komórki mięśnia sercowego pochodzące z ludzkich komórek macierzystych i stworzyli rybiego robota, który potrafił samodzielnie pływać.
Sztuczka polega na tym, że ta biohybrydowa ryba ma warstwę komórek sercowych po obu stronach płetwy ogonowej, które kurczą się i rozciągają naprzemiennie. Za każdym razem, gdy mięsień się rozciąga lub kurczy, otwiera kanał białkowy, który jest wrażliwy na ruch, co uruchamia przeciwny ruch. Węzeł przypominający rozrusznik serca pomaga utrzymać odpowiednią częstotliwość i rytm, tworząc ciągły system zamkniętej pętli, który pozwala rybom pływać o własnych siłach przez ponad 100 dni.
„Dzięki wykorzystaniu sygnalizacji mechanoelektrycznej serca między dwiema warstwami mięśni odtworzyliśmy cykl, w którym każdy skurcz pojawia się automatycznie w odpowiedzi na rozciąganie po przeciwnej stronie” – powiedział Keel Yong Lee, współautor badania. „Wyniki podkreślają rolę mechanizmów sprzężenia zwrotnego w pompach mięśniowych, takich jak serce”.
Każdy ruch ogona biohybrydowej ryby pochodzi z dwóch warstw komórek serca, które biją naprzemiennie
Zespół twierdzi, że biohybrydowe ryby rzeczywiście poprawiły się w ciągu pierwszego miesiąca. Wraz z dojrzewaniem komórek kardiomiocytów wzrastała koordynacja mięśni, amplituda skurczów i prędkość pływania ryb. W końcu biohybryda była w stanie pływać tak szybko i skutecznie, jak żywe rybki.
Ale w tej pracy nie chodzi o budowanie lepszych robotów – chodzi o bardziej szczegółowe zrozumienie serca, aby pomóc w badaniu chorób, takich jak arytmia, a ostatecznie nawet w tworzeniu lepszych zamienników. Stworzenie rybiego robota może wydawać się okrężną drogą do badania serca, ale zespół twierdzi, że może dać im unikalny wgląd w to, jak dokładnie działa ten narząd.
„Naszym ostatecznym celem jest zbudowanie sztucznego serca, które zastąpi wadliwe serce u dziecka” – powiedział Kit Parker, starszy autor badania. „Większość prac związanych z budowaniem tkanki serca lub serc, w tym część prac, które wykonaliśmy, koncentruje się na odtworzeniu cech anatomicznych lub prostego bicia serca w zmodyfikowanych tkankach. Ale tutaj czerpiemy inspirację projektową z biofizyki serca, co jest trudniejsze. Teraz zamiast używać obrazowania serca jako planu, identyfikujemy kluczowe biofizyczne zasady, które sprawiają, że serce działa, używając ich jako kryteriów projektowych i replikując je, gdzie o wiele łatwiej jest sprawdzić, czy nam się udało.”
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science. Biohybrydowe ryby można zobaczyć w akcji na poniższym filmie.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Harvard | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.