Acționând ca niște copaci în miniatură care absorb lumina soarelui și eliberează oxigen, bacteriile fotosintetice injectate în inimă pot ușura daunele cauzate de atacurile de cord, sugerează un nou studiu pe șobolani.
Când cercetătorii au injectat bacteriile în inimile șobolanilor, microbii au restabilit oxigenul în țesutul inimii după ce aprovizionarea cu sânge a fost întreruptă ca într-un atac de cord, raportează cercetătorii de la Universitatea Stanford pe 14 iunie. Progresele științei.
„Este cu adevărat ieșit din cutie”, spune Himadri Pakrasi, un biolog de sisteme la Universitatea Washington din St. Louis, care nu a fost implicat în cercetare. „Mi se citește ca o ficțiune științifico-fantastică, dar este fantastic dacă funcționează.”
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Organismul, numit Synechococcus elongatusa fost folosit recent pentru a produce biocombustibili, dar aceasta poate fi prima dată când cianobacteriile au fost folosite într-un cadru medical, spune el.
Alți cercetători au reacționat cu entuziasm la studiu. „Este scandalos, dar scandalos într-un sens bun”, spune Susan Golden, care studiază cianobacteriile la Universitatea din California, San Diego. Omul de știință cardiovascular Matthias Nahrendorf de la Massachusetts General Hospital din Boston spune: „Îmi place ideea. Este cu adevărat proaspăt.”
Aducerea oxigenului în țesuturile înfometate este ceea ce a avut în vedere chirurgul cardiovascular de la Stanford, Joseph Woo, când el și colegii au visat planul de a introduce bacterii care colectează lumină în inimă. În cazul unui atac de cord, arterele înfundate sau cheaguri de sânge întrerup fluxul sanguin către organ. Fără oxigenul furnizat de sânge, celulele inimii mor.
Abonați-vă la Știri științifice
Primiți jurnalism științific excelent, de la cea mai de încredere sursă, livrat la ușa dumneavoastră.
Woo dorea o modalitate prin care inima să-și producă propriul oxigen sau să acceseze o altă sursă până când medicii ar putea deschide vasele blocate și restabili fluxul sanguin. Plantele produc oxigen din dioxid de carbon și din lumina soarelui, așa că Woo s-a întrebat: „De ce să nu aduci copacul la inimă?”
El și colegii au început prin a măcina kale și spanacul pentru a recolta cloroplastele, organelele din celulele vegetale care realizează fotosinteza. Dar cloroplastele nu au supraviețuit în afara celulelor. Atunci au aflat cercetătorii S. elongatusun organism fotosintetic pe care Golden și alți cercetători l-au folosit de multă vreme pentru a studia ritmurile circadiene.
Asta a fost în întuneric: când cercetătorii au expus inima la lumină, șobolanii care au primit bacteriile aveau niveluri de oxigen de 25 de ori mai mari decât au avut după atac de cord. La patru săptămâni după tratament, acești șobolani au avut mai puține leziuni cardiace decât rozătoarele netratate, ceea ce indică beneficii pe termen lung. De fapt, inimile șobolanilor tratați cu fotosinteză băteau puternic: fluxul de sânge din inimă a fost cu 30% mai mare la șobolanii tratați cu cianobacterie și lumină decât cei tratați cu bacterii în întuneric. Acest flux sanguin suplimentar ar putea face diferența între viață și moarte pentru unii pacienți, spune Woo. Rezultatele indică faptul că bacteriile au nevoie de lumină pentru a furniza celulelor inimii suficient oxigen pentru a preveni deteriorarea. Acest lucru prezintă o dificultate dacă cianobacteriile vor fi vreodată folosite la oameni: introducerea luminii în inimă este un obstacol major.
„Va fi aproape imposibil să deschideți cufărul la lumină”, spune Nahrendorf. „O zi pe plajă nu va fi de folos.” Woo spune că cercetătorii lucrează cu inginerii de la Stanford pentru a realiza dispozitive care pot străluci lumina prin oase și piele pentru a ajunge la inimă și la alte țesuturi profunde.
Injectarea bacteriilor în inimă este, de asemenea, o propunere riscantă. „Ceea ce faci este să infectezi un țesut, iar asta rareori este un lucru bun”, spune Nahrendorf. Dar cianobacteriile au fost eliminate din corpurile șobolanilor în 24 de ore și nu au provocat sistemul imunitar să atace inima, au descoperit cercetătorii. Alte cianobacterii produc toxine, spune Golden. „Dar acest organism este benign”, spune ea.
Cianobacteriile ar putea, de asemenea, să furnizeze oxigen țesuturilor în alte boli, cum ar fi leziuni cerebrale, accidente vasculare cerebrale sau răni care nu se vindecă la persoanele cu diabet, spune Arnar Geirsson, un om de știință cardiovascular la Universitatea Yale. Bacteriile fotosintetice ar putea ajuta, de asemenea, la conservarea organelor pentru transplant.
„Sunt destul de impresionat”, spune Geirsson. „Este un mod cu adevărat unic de a furniza oxigen.”
Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 23 iulie 2017, pentru a corecta comparația dintre șobolanii tratați inițial cu cianobacterii versus soluție salină.