Umělý střevo má omezit pokusy na zvířatech

V laboratoři jsou buňky připravovány. (HSKL/Lukas Mohr)

Nezbytný pro vědce je dobře vybavený čistý prostor na místě Zweibrücken. (HSKL/Rainer Lilischkis)

Živočišné pokusy jsou často nepostradatelné, pokud jde o lékařský výzkum. Pokud by se nyní podařilo vypěstovat funkční orgány v laboratoři, mohlo by se výrazně snížit nebo dokonce úplně eliminovat testování na živých organismech. Tento přístup sleduje projekt „Tissue Engineering von Geweben in komplexen Hydrogelen mittels dreidimensionaler elektrischer und magnetischer Stimulation“ na Hochschule Kaiserslautern. Výzkumníci na něj získali grant ve výši jednoho milionu eur od Nadace Carl-Zeiss.

Technologie inženýrství tkání (tvorba nebo kultivace tkání) plně funkčních složitých tkání a orgánů je výzvou regenerativní medicíny. S pomocí 3D tiskových technologií je již možné generovat struktury, které alespoň morfologicky připomínají orgány. Dnes již lze kombinovat buňky a biomateriály a vrstvit je při tisku, aby vznikly biomedicínské díly se stejnými vlastnostmi jako přirozená tkáň. Nicméně tiskový proces vystavuje buňky enormnímu stresu, mnoho z nich při něm nepřežije. „V našem projektu sledujeme šetrnější přístup, který umožní cíleně ovlivňovat růst buněk pod vlivem magnetických a elektrických polí,“ informuje prof. Monika Saumer z pobočky Hochschule Kaiserslautern ve Zweibrückenu, která je spolu s celkem devíti pracovními skupinami zapojena do tohoto interdisciplinárního projektu. Výzkumníci vyvinou mikro-elektro-mechanický systém (MEMS), v němž bude kombinací mikro- a nanokomponentů generováno složité trojrozměrné stejnosměrné a střídavé pole různé intenzity, jež bude působit na buňky.

„Vložíme hydrogel, gel podobný želatinu, s živými buňkami do kontejneru. Elektrická a magnetická pole, která používáme k řízení růstu buněk, se v přírodě také vyskytují. Naším cílem je, aby nervové a svalové buňky, případně jejich předchůdci, byly histologicky správně orientovány a spojily se do funkční tkáňové jednotky,“ říká prof. Saumer. „Z literatury a vlastních prací známe velikostní rozsahy elektrických a magnetických polí, které mají vliv na růst buněk. Nyní musíme najít ideální kombinaci síly signálu a frekvence.“ Na konci by měl vzniknout funkční kus střeva. Tato střevní tkáň by mohla být použita pro testování léků nebo pro výzkum účinků živin. Živočišné pokusy by tak byly sníženy nebo dokonce zcela eliminovány. „Možná budeme za pět let schopni provádět první testy léků,“ poznamenává prof. Saumer. Již nyní se na projektu podílejí dvě firmy z farmaceutického sektoru. Také dlouhodobě je možné využití střev jako náhradní tkáně pro nemocný nebo chybějící úsek střeva u člověka, dodává Saumer.

Projekt na Hochschule Kaiserslautern začíná 1. dubna, celkem bude zaměstnáno pět nových pracovníků. Kromě grantu od Nadace Carl-Zeiss podpoří Hochschule Kaiserslautern projekt částkou 150 000 eur. Doba financování je tři roky.

O Nadaci Carl-Zeiss

Nadace Carl-Zeiss si klade za cíl vytvářet prostor pro vědecké průlomy. Jako partner excelentního vědeckého výzkumu podporuje jak základní výzkum, tak aplikovaný výzkum a vzdělávání v technických a přírodovědných oborech (matematika, informatika, přírodní vědy a technika). Založena byla v roce 1889 fyzikem a matematikem Ernstem Abbe, je nejstarší soukromou nadací na podporu vědy v Německu. Je výlučným vlastníkem společností Carl Zeiss AG a SCHOTT AG. Její projekty jsou financovány z dividendových výnosů těchto dvou nadacových společností.