Bioroboty z buniek mŕtvych organizmov posúvajú hranice života a smrti

Život a smrť sa tradične považujú za protiklady. No bioboty, nové mnohobunkové formy života vytvorené z buniek mŕtveho organizmu, zavádzajú akýsi „tretí stav“, ktorý leží za tradičnými hranicami života a smrti. Smrť sa zvyčajne považuje za nezvratné zastavenie fungovania organizmu ako celku. Praktiky, ako je darovanie orgánov, však zdôrazňujú, ako môžu orgány, tkanivá a bunky naďalej fungovať aj po zániku organizmu. Vyvoláva to otázku: Aké mechanizmy umožňujú určitým bunkám pokračovať v činnosti po smrti organizmu?

V nedávno publikovanom dokumente vedci opisujú, ako sa niektoré bunky, ak majú k dispozícii živiny, kyslík, bioelektrický prúd alebo biochemické podnety, dokážu po smrti premeniť na mnohobunkové organizmy s novými funkciami. Zatiaľ čo premena húseníc na motýle alebo evolúcia žubrienok na žaby môžu byť známe vývojové premeny, existuje len málo prípadov, keď sa organizmy menia spôsobom, ktorý nie je vopred určený. Nádory, organoidy a bunkové línie sa síce môžu donekonečna deliť v Petriho miske, no nepovažujú sa za súčasť tretieho stavu, pretože sa u nich nevyvíjajú nové funkcie.

Vedci však zistili, že kožné bunky extrahované z embryí uhynutých žiab sa dokázali prispôsobiť novým podmienkam Petriho misky v laboratóriu a spontánne sa reorganizovali na mnohobunkové organizmy nazývané xenoboty. Tieto organizmy vykazovali správanie, ktoré ďaleko presahuje ich pôvodné biologické úlohy. Konkrétne tieto xenoboty používajú svoje riasinky – malé štruktúry podobné vlasom – na navigáciu a pohyb vo svojom okolí, zatiaľ čo v živom žabom embryu sa riasinky zvyčajne používajú na pohyb hlienu.

Xenoboty sú takisto schopné vykonávať kinematickú sebareplikáciu, čo znamená, že môžu fyzicky replikovať svoju štruktúru a funkciu bez toho, aby rástli. Tým sa líšia od bežnejších replikačných procesov, ktoré zahŕňajú rast v tele alebo na tele organizmu. Výskumníci tiež zistili, že osamotené ľudské pľúcne bunky sa dokážu samy zostaviť do miniatúrnych mnohobunkových organizmov, ktoré sa môžu pohybovať.

Tieto antroboty sa dokážu nielen orientovať vo svojom okolí, ale aj opravovať seba aj poškodené neurónové bunky umiestnené v blízkosti. Tieto zistenia dokazujú prirodzenú plastickosť bunkových systémov a spochybňujú predstavu, že bunky a organizmy sa môžu vyvíjať len vopred určenými spôsobmi.

^{Gumuskaya et al. 2023/Advanced Science, CC BY-SA}

Tretí stav naznačuje, že smrť organizmu môže zohrávať významnú úlohu v tom, ako sa život v priebehu času mení. To, či určité bunky a tkanivá môžu prežiť a fungovať po smrti organizmu, ovplyvňuje niekoľko faktorov, medzi ktoré patria podmienky prostredia, metabolická aktivita a techniky konzervovania.

Rôzne typy buniek majú rôzny čas prežitia po smrti. Biele krvinky u ľudí odumierajú 60 až 86 hodín po smrti, zatiaľ čo myši môžu obnoviť bunky kostrového svalstva po 14 dňoch. Fibroblastové bunky oviec a kôz sa dajú kultivovať až mesiac. Metabolická aktivita a prísun energie výrazne ovplyvňujú prežitie buniek. Techniky konzervácie, ako je kryokonzervácia, môžu zachovať funkcie tkaniva.

Tretí stav ponúka nielen nové pohľady na adaptabilitu buniek, ale aj vyhliadky na nové spôsoby liečby. Napríklad antroboty pochádzajúce zo živého tkaniva jednotlivca by mohli doručiť lieky v jeho tele bez spustenia nežiaducej imunitnej reakcie. Upravené antroboty vstreknuté do tela by mohli potenciálne rozpustiť arteriálny povlak u pacientov s aterosklerózou a odstrániť prebytočný hlien u pacientov s cystickou fibrózou.

Dôležité je, že tieto mnohobunkové organizmy majú obmedzenú životnosť, prirodzene sa degradujú po štyroch až šiestich týždňoch. To zabraňuje rastu potenciálne invazívnych buniek. Schopnosť buniek fungovať po smrti je stále nejasná, pričom hypotéza naznačuje, že úlohu zohrávajú špecializované kanály a pumpy, zabudované do vonkajších membrán buniek, ktoré slúžia ako zložité elektrické obvody. Niektoré bunky sa môžu postmortem transformovať vďaka aktivovaným génom. Lepšie pochopenie fungovania antrobotov je prísľubom pre pokrok v personalizovanej a preventívnej medicíne.

Zdroj: theconversation.com.

^{Zdroj Foto: freepik.com.}