Американские биотехнологи воссоздали сердце из обычного шпината. Учёные из Арканзаса и Висконсина установили, что свежий шпинат качает кровь не хуже, чем капилляры человека. По словам научных сотрудников, человеческие сосуды и питательная сеть растения имеют много общего и выполняют одни и те же функции. Об открытии пишет сайт журнала Biomaterials.
Зачем учёным свежий шпинат
Использование шпината в качестве сердца связано с медицинской необходимостью. Дело в том, что в последние годы врачи стали практиковать пересадку искусственных органов, напечатанных на 3D-принтере. В основном суррогатные органы хорошо приживались у реципиентов. Однако искусственные ткани плохо снабжались кровью из-за отсутствия мелких сосудов в них.
Поскольку воссоздать капиллярную сетку на 3D-принтере достаточно трудно, учёные решили использовать свежий шпинат. Исследователей привлекло то, что внеклеточный матрикс шпината содержит целлюлозу из коллагена и эластина. А оба этих компонента присутствуют в кровеносных сосудах человека. Иначе говоря, сосудистая сеть шпината и сосуды человеческого тела состоят практически из одних и тех же компонентов.
Для создания «шпинатного сердца» исследователи вводили в «сосуды» листа мыльный раствор, имитирующий кровь. Однако течение раствора в зелёном листе увидеть трудно. Поэтому учёные сделали эту часть растения прозрачной с помощью специального отбеливателя и гексана (производного бензина).
После того как учёные убедились, что раствор заполняет лист так же, как это делает кровь в капиллярах, была проверена эластичность и прочность сосудов шпината. Для этого в прозрачный лист вводили краситель, благодаря которому было заметно движение жидкости внутри растения. Кроме того, для тестирования сосудов шпината применялись светящиеся микрогранулы разного диаметра. С их помощью исследователи оценивали прочность растительных сосудов и сравнивали её с прочностью человеческих капилляров.
Как шпинат научился качать кровь
Убедившись, что прочность и эластичность сосудов шпината не уступает человеческим капиллярам, учёные подселили в лист стволовые клетки и кардиомиоциты (клетки мышечной ткани сердца). Причём нужно это было для того, чтобы заставить «шпинатное сердце» биться.
На удивление учёных, спустя 3 дня после трансплантации растительное сердце сделало несколько ритмичных сокращений. А через 10 дней после приживления увеличилась и их амплитуда. При этом пересаженные кардиомиоциты, также как и клетки живого миокарда, взаимодействовали с кальцием, необходимым для сердечных сокращений.
По словам создателей «шпинатного сердца», биоинженеры будущего смогут отказаться от дорогостоящих материалов при разработке искусственных органов. Специалисты надеются, что более доступные растительные импланты в скором времени заменят синтетические биоматериалы для трансплантации.