3D tištěné vaječníky daly vznik zdravým potomkům  
Na poli léčby neplodnosti v poslední době zaznamenaly hodně úspěchů transplantace. Implantovaly se už vaječníky i děloha, ale neobešlo se to bez ochotných dárkyň, případně čekání na vhodnou mrtvolu. Perspektivnějším se nyní jeví přístup, kdy chyby matky přírody napravujeme pěstováním kompatibilních tkání a orgánů. Je k tomu potřeba jen vhodně „znásilnit“ buňky, často i samotných pacientek.
Monica M. Laronda, první autorka studie a šéfka laboratoře vyvíjející ovariální tkáň. (Northwestern University ,Department of Pediatrics)
Monica M. Laronda, první autorka studie a šéfka laboratoře vyvíjející ovariální tkáň. (Northwestern University ,Department of Pediatrics)

O 3D tiskárnách jsme psali ve spojení s tiskem náhradních dílů, pistolí  i celých  raketových motorů. Nová technika se ale dere i do zdravotnictví. Nahrazuje silikonové  prsní implantáty tiskem klícek formovaných do tvarů, které zrovna „frčí“. Těm, co při nehodách přišli o čelist, připravují tiskárny lešení pro růst nové, správně formované kosti. Koketuje se s tiskem a pěstováním zubů a dost neúspěšně i s tiskem propojovacích prvků osazených neurony k nápravě přerušené míchy. Větší úspěchy zatím slaví „tisk na míru“ pěstovaných cév, močových trubic a průdušnic. Tisknou se i funkční plátky jaterní tkáně, na níž se testuje účinnost a škodlivost nových léků. Rozbíhají se pokusy s tiskem i nervových sítí s jistou mírou funkčnosti. Parta devíti výzkumníků z Chicaga k tomu nyní přidala tisk umělých vaječníků.

 

Umělý vaječník, který dal vznik zdravým potomkům a kterým lze u myší nahradit nefunkční vaječník. (Kredit: Northwestern University)
Umělý vaječník, který dal vznik zdravým potomkům a kterým lze u myší nahradit nefunkční vaječník. (Kredit: Northwestern University)

Základem úspěchu umělého vaječníku je hydrogel

V podstatě se jedná o mikroporézní lešení z vrstev na sebe kladených proužků. Tisk tak trochu připomíná vytlačování materiálu z tavné pistole. Jednotlivé „linky“ lze na sebe klást pod různým úhlem a tím měnit výslednou pórovitost materiálu. Jak se ukázalo, právě tento detail rozhoduje o budoucí funkčnosti folikulů umělého vaječníku.

Vědci zkoušeli vrstvy hydrogelového lešení na sebe klást pod různými úhly. Lešení vrstvené pod úhly 30 ° a 60 ° poskytovalo dutiny, které obklopovaly folikuly z více stran, zatímco tisk pod úhlem 90 ° dával vznik skeletům s hodně „otevřenou“ pórovitostí, která omezovala interakci folikulů. Vyšlo najevo, že čím větší interakce tisk buňkám s okolím poskytl, tím lépe přežívaly. Vlastně to je logické. I přirozené vaječníky jsou vysoce vaskularizovanou tkání (protkanou cévami), takže i lešení, které co nejvíce napodobuje takovou strukturu, musí být vhodnější. Implantace vytištěných a folikuly zaočkovaných vaječníků u chirurgicky sterilizovaných myšek byla úspěšná. Myškám se po páření narodila mláďata a myší matky s vaječníkovým implantátem v těle je také bez problémů odkojily.


Na Oslovi jsme již psali o in vitro fertilizaci mnohokrát. Pro neplodné jsou sice řešením, ale vždy se jedná jen o dočasnou záležitost. Zatímco implantace tištěných vaječníků je něco jako trvalá záměna nefungujícího orgánu. Toto řešení i dětem stiženým  metastázujícími onemocněními nabízí (po zažehnání rakoviny) naději na „nové fungující vaječníky“. Ty jim budou produkovat tolik potřebné hormony a případně později zajistí i plodnost. Otvírá se tady nové pole oboru, který začíná být znám jako onkofertilita.


„Tkáň“ umělého vaječníku pohledem mikroskopu. (Kredit:  M.Laronda, Northwestern University)
„Tkáň“ umělého vaječníku pohledem mikroskopu. (Kredit: M.Laronda, Northwestern University)

Čertovo kopýtko je v detailu

Ne, že by se zatím nikdo o nahrazení vaječníků pomocí želatiny a její směsi s methakrylátem nepokoušel. Existuje několik zpráv o narození myší po takovém zákroku. Zatím se ale vždy jednalo buďto o vkládání izolovaných folikulů nebo celých kousků ovariální tkáně.  Krevní plazma (jakási krevní sraženina), případně fibrin s želatinou se používaly jen jako obal (k zapouzdření).  Pochopitelně, že zákrok také vždy doprovázel nezbytný přídavek lektvarů, jakými jsou růstový faktor a vaskulární endotelový růstový faktor.


Co je na hydrogelu jiné?

Všechno je tak trochu jiné. Svou porézností usnadňuje zásobení živinami a folikulárními hormony difúzí. Když je správně umělý vaječník vytištěn, umožní jak přísun dostatku živin v něm zakomponovaným buňkám, tak rychlé prorůstání cév a obnovu „normálního“ stavu v implantovaném umělém orgánu (myšky byly  k samcům dávány již čtvrtý den po implantaci vytištěného vaječníku). Touto technikou lze vyrábět i velké implantáty s velkým počtem buněk, což při plánované aplikaci na lidech bude hrát ještě významnější roli, než u myší. Nehledě na fakt, že odzkoušená technologie toho hodně automatizuje a standardizuje. Při předpokládaném rozsahu léčebných zákroků i to bude velké plus. Lidově řečeno umělé vaječníky lze sekat jak Baťa cvičky a jejich výrobu zlevnit.

Co se skrývá za pojmem částečně zesítěný gel?
Jde o 3D tisk inkoustem, jehož základem je protein odvozený od kolagenu. Ten vytvoří extracelulární matrix, která obsahuje adhezní místa pro buňky a zároveň poskytuje takzvanou remodelaci – vytvoření struktury, která je měkká tak akorát  a současně dostatečně odolná, aby se s ní dalo manipulovat. V podstatě jde o obdobu toho, co nám hospodyňky servírují jako sulc. 

Ne každá „vazba“ (způsob tisku) dá vznik takovému „lešení“, které buňkám vyhovuje. (Kredit: M.Laronda,  Northwestern University)
Ne každá „vazba“ (způsob tisku) dá vznik takovému „lešení“, které buňkám vyhovuje. (Kredit: M.Laronda, Northwestern University)

Pokud byste hodlali sami začít v tomto směru experimentovat, vězte, že to co, potravináři nazývají želatinou a Evropská unie kamufluje pod zkratkami  E407 a E410, jsou karagenan a karubin.  Ty nejsou tou správnou želatinou, nejsou  živočišného původu. Více šancí budete mít, když použijete stejnou věc, se kterou pracovali v Chicagu a čemu se v našich končinách dříve říkalo klih. Připravuje se vyvařením šlach, kůží, kostí a dalších jatečních odpadů. Když se dostatečně dlouho vaří, tak v nich obsažený kolagen se rozpadne na glutin a to, co je ta látka, která je v náplni do tiskárny to nejdůležitější a co výslednému umělému ovariu propůjčí rosolovitou strukturu. Pokud se z takového materiálu vytvoří ta správná kostra  s otvory umožňujícími volný průtok živin, začnou se v takovém lešení buňky cítit „jako doma“ a vytvoří funkční celek - plnohodnotný náhradní orgán.

 

Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz
Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz

 

Podrobnosti typu, při jaké teplotě tisknout, aby tryska o průměru sto mikronů neucpávala, jak moc je při tom potřeba tlačit a jak se had, který z toho leze chladí, aby se jednotlivá patra tisku neslila dohromady, to vše mohou sdělit na Northwestern University. Hodně se toho ale dá vyčíst také z článku v Nature Communication. Třeba jak to udělat, aby výsledný gel byl tak trochu jako v té pohádce o chytré Horákyni.  Aby byl „samá díra“, ale aby ty díry nebyly dírami, spíše jen štěrbinami. A aby vzniklé póry měly buňkám vyhovující distribuci.

Jak takový umělý funkční vaječník po několika dnech vypadá, jak už se na něm má tvořit bazální membrána a jak rostoucí folikuly má obklopit armáda podpůrných buněk, se lze podívat například zde. Za pohled stojí i snímky dokládající sekreci estradiolu - doklad spokojenosti buněk v umělém vaječníku (zde).  Pro někoho může být zajímavý i Imunofluorescenčním mikroskopem zprostředkovaná podívaná na již „socializovaný“ vaječník, na němž  osm týdnů po implantaci je již patrné prorůstání cévního řečiště (zde) a počínající základ vyvíjejícího se žlutého tělíska (zde). 

Závěr

I když je článek o myších, není daleko doba, kdy i u lidí bude stačit vzít díry, vhodně je obalit hydrogelem a umělý ovulující vaječník neplodným párům bude hotov dopomáhat kýženým potomkům.  Ano, potomkům, protože nejde o jednorázovku, kdy se pacientkám vkládalo do dělohy embryo a kdy každý takový pokus byl spojen s nutností znovu platit.

 

Literatura

A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporous scaffolds restores ovarian function in sterilized mice, Nature Communications (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/NCOMMS15261

Datum: 17.05.2017
Tisk článku

Transplantace srdce - Málek Ivan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 149 Kč
cena: 149 Kč
Transplantace srdce
Málek Ivan
Související články:

Oplodnění in vitro zvyšuje riziko vrozených vad     Autor: Josef Pazdera (17.02.2007)
Sháníme dělohu pro naše dítě. Zn.: cena dohodou     Autor: Josef Pazdera (06.10.2014)
Nejprve pomačkat a až pak embryo přenášet do matky     Autor: Josef Pazdera (29.02.2016)
I s mizernou spermií lze zahrát dobré divadlo     Autor: Jan Nevoral (24.04.2016)
Lesk a bída asistované reprodukce: jsme na začátku konce?     Autor: Jan Nevoral (25.10.2016)
Asistovaná reprodukce ve světle epigenetiky     Autor: Jan Nevoral (18.02.2017)



Diskuze:

Účinnější řešení

Jan Novák9,2017-05-19 04:50:37

Účinnější řešení by pravděpodobně bylo oddělit lidi od zvířat tím že jim bude poskytnuta úleva od rozmnožovacího pudu který je tlačí k tomu mít dítě za každou cenu.

Odpovědět

3D

Florian Stanislav,2017-05-18 10:01:33

Vaječníky máme 3D, kdy budou 3D spermie a 3D vztyčovadla?

Odpovědět


Re: 3D

Petr Kr,2017-05-18 13:24:32

Spermie jsou většinou jednobuněčné. Alespoň ty moje. To jest, na "lešení" bych je nezavěšoval. 3D vztyčovadla se již podařilo vyrobit před řadou let a není ani potřeba tisku. I když, někomu ten Péčkový tisk asi pomáhá. Ale už dlouho existuje také Péčkový filmařský průmysl, takže statický (nehybný) vytištěný orgán je překonaný. Chce to více číst.

Odpovědět


Re: Re: 3D

Florian Stanislav,2017-05-18 22:41:20

No jo. Ženská vajíčka jsou také jednobuněčná ( největší buňka v lidském těle). Měl jsem na mysli rekonstrukci mužství např. po úrazu nebo operaci kvůli rakovině. Tam asi pohyblivá videa a více čtení nepomůžou.

Odpovědět

?

Jiří Novák,2017-05-18 09:39:13

Sirotčince zejí beznadějně prázdnotou, že je třeba řešit neplodnost takto?

Odpovědět


Re: ?

Jiří Novák,2017-05-18 10:13:12

Tak třeba ti pacienti chtějí mít vlastní dítě a ne adoptované.

Odpovědět


Re: ?

Josef Šoltes,2017-05-19 14:34:46

V podstatě ano. Na osvojení je dneska čekají doba asi 10–15 let.

Odpovědět

Pěkně

Alexandr Kostka,2017-05-17 18:40:56

Jako věděcký výzkum zajímavé, ovšem jako výsledek? Tato planeta fakt nepotřebuje řešit Neplodnost. Tato planeta zoufale potřebuje řešit přemnožené lidstvo, které jí úmyslně likviduje.

Odpovědět


Re: Pěkně

Vojtěch Kocián,2017-05-17 20:19:18

A máte nějaký nápad na řešení? Pokud možno ne konečné.
Léčba neplodnosti metodami popsanými v článku bude mít na množství obyvatel na planetě vliv asi jako plivanec na výšku hladiny rybníka.

Odpovědět


Re: Pěkně

Petr Kr,2017-05-18 07:14:29

Pane Sašo v kostce: Tato planeta to na počtu obyvatel nepozná, stejně jako to nepozná, když se snížil počet usmrcených po dopravních nehodách nebo počet přeživších po transplantacích.

Odpovědět


Re: Pěkně

David Literák,2017-05-18 09:14:49

To se mýlíte pane Kostko, je potřeba si uvědomit, jací lidé se množí a jací mají díky civilizačním chorobám problém ... člověk bílý začíná být ohroženým druhem

Odpovědět


Re: Re: Pěkně

Alexandr Kostka,2017-05-19 10:17:03

Aby ne, když lékařsky šíří geneticky danou neplodnost. Díky "léčbě neplodnosti" už dnes strašná spousta párů nemůže mít dítě. A to je teprve první "léčená" generace. Za další 2 už benude mezi "léčenou" populací jediný normálně plodný pár, všechny budou závislé na "léčbě". Plodní zůstanou výhradně "neléčení", černí, hnědí a žlutí. Počítal bych, že následnou válku o to kdo bude šéf vyhrajou žlutí (protože v podstatě vyhráli už teď, svou pracovitostí a schopností pracovat v týmu), ale nás už to nebude muset zajímat.

Odpovědět


Mýtus o přelidnění

Mintaka Earthian,2017-05-19 01:07:11

Počet obézních lidí dávno překročil počet hladovějících. Mýtus o populační explozi byl mnohokrát vyvrácen http://www.osel.cz/6864-populacni-bomba-byla-zneskodnena.html a pořád se ten blud drží, jako špína za nehty.

Spíš než s přelidněním máme problém s distribucí a efektivitou.

Odpovědět


Re: Mýtus o přelidnění

Antonín Lejsek,2017-05-19 04:15:07

Lidstvo je přemnožené už dnes. Potřebujeme víc zdrojů, než Země dlouhodobě může poskytnout. Při současném množství lidí není šance udržet rozumnou rovnováhu. To, že lidé neumírají hladem, bych nebral jako nějaké velké vítězství, ale spíš základ. Jsme padesát let po přistání na Měsíci. A i tenhle základ způsobuje progresivní devastaci prostředí a není dlouhodobě udržitelný.

Odpovědět


Re: Mýtus o přelidnění

Jan Novák9,2017-05-19 04:27:55

Problém je spíše v nedostatku inteligence, z čehož plyne špatná distribuce a neefektivita. Jinak s redistribucí to zkusila naposled Venezuela, a podívejte se jak to dopadlo (musíte se podívat na skutečné stránky Venezuelanů, ČR media o tom moc nemluví)

https://iq-research.info/en/page/average-iq-by-country

Člověk s IQ pod 85 je v Evropě nezaměstnatelný a pravděpodobně na invalidním důchodu.
Průměr celé Afriky a Středního východu je 85 a míň. Např. v Německu získalo zaměstnání jen 2% imigrantů.

Znáte nějaký problém lidstva který by se nevyřešil "sám od sebe" snížením populace?

Globální oteplování > méně lidí vyprodukuje méně CO2

Znečištění totéž

Kvalitní potraviny a pitná voda - méně lidí méně sežere (kdo by to byl řekl) a bylo by možné se obejít bez intenzivního hnojení.

Příroda > Jak ukázala havárie v Černobylu, ani nukleární katastrofa není zdaleka tak ničivá pro přírodu jako lidské osídlení.

Energie > na světě není dost jakékoli energie pro 8 miliard lidí aby všichni mohli žít na úrovni ČR, včetně fosilních paliv. Nejde jen o osobní spotřebu, ale taky o stavby, silnice, infrastrukturu, průmysl, zemědělství...

Jeden by mohl říci že řešení problémů lidstva je jenom symtomatické, slutečný problém je existující přelidnění které se neřeší.

Odpovědět


Re: Re: Mýtus o přelidnění

Alexandr Kostka,2017-05-19 10:27:25

V Německu získalo práci 2% migrantů, tj všichni kteří chtěli pracovat. Zbytek už ze své rodné země vyrážel za účelem pobírat sociální a jiné dávky.
PS: pamatujete, jak se chovali skuteční váleční uprchlíci třeba z Jugoslávie? Jejich první slova byla: nechte mě si najít práci. Nic jiného nevyžadovali, natož aby si něco vynucovali, natož aby zahazovali dary, vypalovali ubytovny, znásilňovali atd.

Odpovědět


Re: Pěkně

Jiří Pospíšil,2017-05-22 02:54:07

Když ona plodnost je děsně diferencovaná. Lidstvo jako celek se přemnožuje, u nás je porodnost nízká. A nám by se spíše hodily děti narozené v našich rodinách, než mladí nevzdělaní muži emigranti s jinými životními způsoby, názory a vzorci, než na jaké jsme zvyklí.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace