Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda  dr Oscar Abileza, stworzyli ludzkie komórki serca, które kurczą się w rytmie narzuconym przez badaczy. Sterowanie nimi odbywa się przez promienie światła o specjalnie dobranej długości.

Są to pierwsze ludzkie komórki, których praca sterowana jest światłem. Technikę te nazywamy- optogenetyką. Rozwiązanie to pomoże w dokładniejszym poznaniu aktywności elektrycznej serca. Stymulowane światłem komórki serca umożliwiają badanie m.in. arytmii mięśnia serowego, mogą odgrywać znaczącą rolę w patogenezie zawału mięśnia sercowego a w przyszłości również innych chorób: cukrzyca, schizofrenia, porażenia o różnym podłożu.

Kardiomiocyty, komórki mięśnia serca, znajdujące się pod mikroskopem po włączeniu niebieskiego światła, o specjalnie dobranej długości fali, zaczynają się kurczyć. Dobierając tempo mrugnięć lampy reguluje się prędkość skurczów. Optogenetyka pozwoli na łatwiejsze badanie pracy serca. Nie tylko można będzie komórki włączać światłem, ale również je wyłączać. W tym modelu możemy pokazać nie tylko, że takie komórki będą działać i regulować pracę serca, ale również gdzie je najlepiej umieścić, żeby uzyskać optymalny efekt.

Modyfikacje w DNA

Stworzenie takich komórek wymagało wprowadzenia genu, który umożliwia produkcję białka wrażliwego na światło. Tym elementem jest ChR2 sterujące przepływem jonów w komórkach. Naukowcy musieli umieścić w komórkach odpowiedni fragment DNA kodujący ChR2. W rezultacie otrzymali mięśnie reagujące na oświetlanie ich światłem o odpowiednio dobranej długości.

Naukowcy liczą również na praktyczną stronę tej techniki, możemy na przykład stworzyć kardiostymulator. Zamiast wszczepiać urządzenie z elektrodami wetkniętymi w serce, możemy wstrzyknąć komórki sterowane światłem i stymulować ich pracę na odległość, urządzeniem umieszczonym nawet poza sercem. Oznacza to, że w przyszłości będziemy dysponować mniej inwazyjnymi i bardziej niezawodnymi kardiostymulatorami.

Źródło:  „Biophysical Journal"

Oprac. : Magdalena Jóźwicka