openscience

Η εποχή του Wolverine πλησιάζει! Επιστήμονες από το πανεπιστήμιο Duke δημιούργησαν έναν τεχνητό μυ που αυτοθεραπεύεται, τόσο σε καλλιέργεια κυττάρων όσο και όταν εμφυτεύεται σε ένα ζώο, και το καλύτερο...είναι πάνω από δέκα φορές ισχυρότερος από οποιονδήποτε μυ έχει αναπτυχθεί εργαστηριακά στο παρελθόν!

Οι επιστήμονες ανέκαθεν επιθυμούσαν να κατασκευάσουν λειτουργικούς ιστούς σκελετικών μυών, όχι μόνο επειδή μπορούν να παρέχουν ακριβή μοντέλα για την φυσιολογία των μυών, αλλά επίσης διότι έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία μυϊκών διαταραχών ή να επιδιορθώσουν ταχύτατα σοβαρές μυϊκές βλάβες ή απώλειες που θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα τραυματισμού. Παρότι έχουν αναπτυχθεί και στο παρελθόν, οι τεχνητοί σκελετικοί μύες δεν κατάφεραν ποτέ να διατηρήσουν τη δύναμη συστολής των φυσικών μυών που βρίσκονται μέσα στο σώμα. Ο μυς όμως που αναπτύχθηκε από τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου Duke, όχι μόνο είναι ανώτερος από άποψη δύναμης, αλλά επίσης ενσωματώθηκε γρήγορα όταν εμφυτεύθηκε σε ποντικούς και έδειξε αυτο-θεραπευτικές ικανότητες.

Η επιτυχία αυτής της μελέτης οφειλόταν σε δύο βασικά στοιχεία: από τη μία, σε ένα άμεσα διαθέσιμο σύνολο δορυφορικών κυττάρων και από την άλλη, στις καλώς ανεπτυγμένες συσταλτικές μυϊκές ίνες. Όταν λέμε δορυφορικά ή μυοδορυφορικά κύτταρα, εννοούμε τα βλαστοκύτταρα τα οποία βρίσκονται στον ώριμο μυ και μπορούν να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα των σκελετικών μυών, συμβάλλοντας έτσι στη μυϊκή αναγέννηση εάν οι μύες υποστούν βλάβη. Ωστόσο, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η απλή εμφύτευση αυτών των κυττάρων δεν ήταν αρκετή για να πάρουν τα αποτελέσματα που χρειάζονταν. Σε αυτό το σημείο έκανε την εμφάνισή του ο καλώς αναπτυγμένος μυς που δημιούργησαν. Αυτός παρείχε ένα περιβάλλον παραμονής για τα δορυφορικά κύτταρα έως ότου κληθούν να εκτελέσουν καθήκοντα επιδιόρθωσης.

Ο τεχνητός μυς τα πήγε καλά σε εργαστηριακές δοκιμές, επιδεικνύοντας καλή δύναμη συστολής, όταν του δόθηκαν ερεθίσματα με μικρούς ηλεκτρικούς παλμούς. Στη συνέχεια, εξετάστηκε η ικανότητα των δορυφορικών κυττάρων να ενεργοποιούνται και να αποκαθιστούν τη μυική βλάβη ως αντίδραση σε δηλητήριο φιδιού. Διαπιστώθηκε λοιπόν ότι αυτό μπορούσαν να το κάνουν με επιτυχία.

Η επιτυχία όμως δε σταματά εδώ. Το πραγματικά απίστευτο είναι ότι η ομάδα ανέπτυξε ένα σύστημα στο οποίο μπορούσαν να παρακολουθήσουν τι συνέβη στο μυ μετά την εμφύτευση. Όχι μόνο τοποθέτησαν τον συνθετικό μυ τους σε ποντίκια, αλλά το έκαναν χρησιμοποιώντας ένα γυάλινο θάλαμο, έτσι ώστε να μπορούν να παρακολουθούν την πρόοδο του μυός σε πραγματικό χρόνο, καθώς το ζώο κινούνταν. Ο Mark Juhas, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: "Μπορούσαμε να δούμε και να μετρήσουμε σε πραγματικό χρόνο πώς τα αιμοφόρα αγγεία εξελίσσονταν στις εμφυτευμένες μυϊκές ίνες, καθώς αυτές ωρίμαζαν για να εξισώσουν την ισχύ τους με εκείνη των φυσικών μυών."

Η ερευνητική ομάδα πλέον ξεκινά μελέτες με την ελπίδα να αποδείξει εάν αυτός ο τεχνητός μυς μπορεί να αιματωθεί με επιτυχία και να αποκαταστήσει μύες που έχουν υποστεί βλάβη.

Μια πραγματικά καινοτόμα εκστρατεία χρηματοδότησης που προωθείται στο Kickstarter, με αρχικό στόχο να μαζέψει 200.000 δολλάρια, έχει ήδη ξεπεράσει κάθε προσδοκία προσελκύοντας μέσα σε μια εβδομάδα 720.000 δολλάρια, με ακόμα 41 ημέρες διαθέσιμες για στήριξη από το κοινό. Το SCiO ('σκί-ο') είναι ένας σαρωτής χειρός, με μέγεθος ενός USB flash drive, ο οποίος μπορεί να μας πει αν το μήλο που ετοιμαζόμαστε να δαγκώσουμε είναι φρέσκο, τι περιέχεται στα χάπια που μας έγραψε ο γιατρός, πόσες θερμίδες περιέχονται στο γεύμα μας ή αν τα φυτά μας θέλουν πότισμα.

Σύμφωνα με τον Dror Sharon, διευθύνοντα σύμβουλο της Ισραηλινής εταιρίας Consumer Physics που σχεδίασε και παράγει το SCiO, «τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα μας δίνουν άμεσες απαντήσεις για το πού θα φάμε, ποια ταινία να δούμε και πώς να πάμε από το σημείο Α στο σημείο Β, αλλά όταν πρόκειται για τα αντικείμενα που χρησιμοποιούμε σε καθημερινή βάση, είμαστε στο σκοτάδι».

Το SCiO λειτουργεί οπτική τεχνολογία για να αναγνωρίσει το «δακτυλικό αποτύπωμα» της μοριακής σύνθεσης ενός αντικειμένου. Αν και παρόμοιοι μοριακοί σαρωτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαστήρια ανά την υφήλιο, είναι συνήθως ογκώδη μηχανήματα που δεν προορίζονται για το κοινό. Η Consumer Physics πήρε την ίδια τεχνολογία και σχεδίασε το SCiO ώστε, εξ αρχής, να παράγεται με χαμηλό κόστος και σε μεγάλες ποσότητες. Όταν η συσκευή ρίχνει ακτινοβολία (της οποίας το μήκος κύματος την κατατάσσει κοντά στην SCiO) σε ένα δείγμα, αλληλεπιδρά με τα μόριά του και τα θέτει σε ταλάντωση, της οποίας τα χαρακτηριστικά είναι αντιπροσωπευτικά για κάθε μόριο. Η απορρόφηση του φωτός από τα μόρια, η οποία ποικίλλει στο μήκος κύματος, δημιουργεί το «αποτύπωμα» που διακρίνει την κάθε χημική ένωση από μια άλλη και το οποίο συλλέγεται από τον φασματογράφο που βρίσκεται πάνω στη συσκευή. Το SCiO χρησιμοποιεί τεχνολογία Bluetooth ώστε να μεταδώσει την πληροφορία της σάρωσης στο νέφος, όπου και συγκρίνεται με μια βάση δεδομένων που έχει δημιουργηθεί από χρήστες της συσκευής, επιστρέφοντας τα αποτελέσματα της ανάλυσης στο έξυπνο κινητό του χρήστη μέσα σε δευτερόλεπτα.

Το όραμα της Consumer Physics μοιάζει με αυτό της Google: να χαρτογραφήσει τη χημική σύσταση του κόσμου γύρω μας, δημιουργώντας την πρώτη βάση δεδομένων σχετικά με τη σύσταση της ύλης και δίνοντας στο χρήστη τη δύναμη να την ανακαλύψει ο ίδιος. Οι υποστηρικτές της εκστρατείας στο Kickstarter θα έχουν τον αισθητήρα στα χέρια τους το ερχόμενο φθινόπωρο, ενώ υπάρχει η δυνατότητα σε όσους αναπτύσσουν εφαρμογές να χρησιμοποιήσουν τη συσκευή για να διευρύνουν τη βάση δεδομένων.