Vyzerá to ako sci-fi, ale vedci v skutočnosti pestovali orgány z kmeňových buniek, orgány, ktoré boli úspešne transplantované do ľudí. Pred dvoma rokmi dostal človek novú priedušnicu, ktorá nahradila jeho poškodenú rakovinou - priedušnicu vyrobili švédski vedci, ktorí napustili syntetické lešenie vlastnými kmeňovými bunkami pacienta. Skôr v roku 2006 vedci vo Wake Forest použili kmeňové bunky na úspešnú implantáciu močového mechúra pestovaného v laboratóriu u mladých pacientov so spina bifida, vývojovou vrodenou chybou.
Teraz sa veda zameriava na ešte väčšie laboratórne pestované orgány: srdcia. Vedci ich v súčasnosti pestujú v laboratóriách pomocou skafoldov vyrobených z biomateriálu, ktoré vedú kmeňové bunky k tomu, aby sa stali kardiomyocytmi, kontrakčnými bunkami, ktoré sú základom srdcového svalu.
Takýto výskum kmeňových buniek u ľudí má množstvo etických problémov. Nová štúdia, ktorá bola zverejnená včera v časopise Journal of Clinical Investigation, však naznačuje, že iný typ buniek by mohol robiť túto úlohu, pokiaľ ide o umelé inžinierstvo nového tkaniva. Zahŕňa biologický proces, ktorý u cicavcov neexistuje: parenogenéza
Parenogenéza je forma asexuálnej reprodukcie, ktorá sa vyskytuje prirodzene u rastlín, hmyzu, rýb, obojživelníkov a plazov. Počas tohto procesu sa neoplodnené vajcia vyvíjajú, akoby boli oplodnené. Napríklad celý druh marmorkrebov, druh rakov, je samica a potomstvo, ktoré sa produkuje, bez akéhokoľvek príspevku od samca, je geneticky totožné s matkou.
V roku 2007 vedci vyvolali ľudské vaječné bunky chemickými látkami napodobňujúcimi oplodnenie, aby prešli týmto procesom. Výsledkom boli parenogenetické bunky, ktoré majú rovnaké vlastnosti ako embryá, s výnimkou toho, že nemôžu ďalej rásť. Bunky sú podobné pluripotentným kmeňové bunky získané z embryí, čo znamená, že majú schopnosť sa vyvinúť do rôznych typov buniek - vrátane srdcových buniek.
Nemeckí vedci v novej štúdii využili tieto znalosti na premenu telových buniek myší na parenogenetické kmeňové bunky, ktoré sa potom pestovali na zrelé funkčné kardiomyocyty. Vedci použili tieto bunky na vytvorenie myokardu - srdcového svalu - s rovnakou štruktúrou a funkciou ako normálny myokard. Sval sa potom naštepil na srdcia myší, ktoré prispeli pôvodnými vajíčkami na parenogenézu, kde fungoval rovnakým spôsobom ako existujúci sval.
U ľudí by takto budovanie srdcového svalu z kardiomyocytov pochádzajúcich z parthenogenetických kmeňových buniek mohlo prekonať niekoľko prekážok. Podľa novej štúdie, ktorá skúma dôsledky objavu nemeckého tímu. Infarkt môže zničiť až miliardu kardiomyocytov. Tieto bunky môžu byť prirodzene prerastené telom, ale nie rýchlo a nie vo významných množstvách , čo znamená, že oprava srdca pomocou tkanivového inžinierstva sa môže stať kľúčovou pre úplné uzdravenie.
Regenerácia prostredníctvom kmeňových buniek by tiež mohla znamenať rozdiel medzi životom a smrťou kandidátov na transplantáciu srdca. Okolo 3 000 ľudí v Spojených štátoch je v ktorýkoľvek deň na čakacej listine na nové srdce, každý rok je však k dispozícii iba 2 000 darcovských orgánov. Ale aj keď človek dostane nové srdce od darcu, neexistuje žiadna záruka, že telo prijme nový orgán. Imunitný systém človeka vníma nový orgán ako cudzí predmet, ktorý spúšťa reťaz udalostí, ktoré môžu poškodiť transplantovaný orgán. Aby sa predišlo odmietnutiu transplantátu, sú pacienti liečení imunosupresívami, ktoré môžu zvyšovať riziko rakoviny, a väčšina ostáva po zvyšok svojho života najmenej na jednom type liekov. Srdce prerastené z parthenogenetických kmeňových buniek však pravdepodobne eliminujú odmietnutie orgánov.
Parthenogenetické kmeňové bunky, ktoré sa dajú odvodiť z buniek, ktoré sa ľahko vyrábajú v krvi alebo koži, obsahujú genóm zdedený iba od jedného jedinca - v tejto štúdii myš, a v budúcnosti potenciálne, ľudský pacient. To znamená, že bunky budú pravdepodobne kompatibilnejšie s imunitným systémom pacienta - telo je menej pravdepodobné odmietajú orgány pestované z vlastných buniek.
U ľudí by tento proces mohol z embrya odstrániť embryonálne kmeňové bunky, pričom by s nimi súvisel s etickými otázkami.
