Napodobenina života
Akváriem plave umělá medúza ze silikonu a buněk potkaního srdce

Vypadá to jako medúza, pohybuje se to jako medúza, ale je to potkan. Tedy přesněji řečeno napodobenina medúzy, jejíž ramena se pohybují díky kontrakcím svalových buněk z potkaního srdce. Vypadá zatraceně živě, ale živá v pravém slova smyslu není.

Bioinženýři z Harvardu a Caltechu nevytvořili napodobeninu medúzy z pouhého rozmaru. Dlouhodobě studují způsob, jakým svalové buňky lidského srdce pracují při pumpování krve. Umělá medúza jim slouží jako zjednodušený model, na němž si mohou ověřit, zda správně porozuměli synchronizačnímu mechanismu, který pohyb srdečního svalu koordinuje. Kdyby někde udělali chybu, medúza by neplavala buď vůbec, nebo by se bezmocně plácala na místě. V dalším kroku by rádi potkaní buňky nahradili buňkami z lidského srdce.

Vědci se inspirovali mladou medúzou druhu Aurelia aurita. Má jen několik milimetrů v průměru a pohyb jejích osmi ramen zajišťuje jediná vrstva svalových buněk. Z prstence, který obepíná vlastní tělo, vybíhá osm paprsků. Buňkami se šíří elektrický signál od středu k okrajům, centrální "metronom" přitom hlídá, aby se všechna ramena pohybovala synchronně.

Předtím, než vědci přistoupili k samotné tvorbě medúzoida, jak svému "dítku" říkají, nejprve zmapovali přesnou polohu všech svalových buněk v těle živé medúzy. Potom připravili silikonovou podložku, na níž pomocí bílkovin "nakreslili" dráhy, po nichž se měly svalové buňky rozrůst, aby výsledné uspořádání napodobovalo svalovou tkáň skutečné medúzy.

Medúzoida potom umístili do akvária s mořskou vodou mezi dvě elektrody. Do obvodu pouštěli v pravidelných intervalech elektrický proud tak, aby napětí oscilovalo mezi 0 a 5 V. Elektrická stimulace přiměla svalové buňky ke kontrakci a medúzoid přitáhnul chapadla k sobě. Jakmile impuls proběhl, pružný silikon se postaral o návrat do původního tvaru. To se opakovalo v sekundových intervalech. Výsledek? Umělá medúza plavala vpřed způsobem, který se nijak nelišil od pohybu skutečné medúzy. Po nějaké době se buňky správný rytmus naučily a začaly se stahovat samy od sebe ještě před elektrickým impulsem.

"Z morfologického hlediska jsme vytvořili medúzu. Z funkčního hlediska jsme vytvořili medúzu. Z genetického hlediska je to ale potkan," cituje web časopisu Nature biofyzika Kita Parkera z Harvardu, který se na výzkumu podílel.

Vědci o svém počinu informují v časopise Nature Biotechnology. Doufají, že jejich výzkum pomůže při vývoji nových metod regenerace svalové tkáně a při testování léků používaných na podporu srdeční činnosti.