Dr. Joseph Woo obožuje fotosintezo. In z dobrim razlogom: Rastline morda niso tako simpatične kot pande, toda po zaslugi njihove kemijske alkemije smo vsi tukaj na Zemlji živi in dihamo. Od mikroskopskega fitoplanktona do visokega rdečega lesa nas ta superjunaki ohranjajo pri življenju, tako da zaužijejo ogljikov dioksid in sončno svetlobo, nato pa čudežno proizvajajo kisik in sladkor.
Sorodne vsebine
- Irski kardiolog, katerega izum je rešil LBJ
Toda še en razlog je, da dr. Woo obožuje fotosintezo. Ko imate srčni infarkt, vaše srce takoj potrebuje, da začne popravljati poškodovano tkivo: kisik in sladkor. Zdaj dr. Woo, profesor in srčni kirurg na univerzi Stanford, meni, da je našel način, kako uporabiti nekaj najtanjših prijateljev s fotosintezo, da se naša srca ozdravijo.
V študiji, objavljeni ta teden v Science Advances, sta dr. Woo in njegova ekipa pokazala, kako uspešno nadomeščajo kri z mikroskopskimi cianobakterijami, rastlinam podobnim organizmom, ki uporabljajo tudi fotosintezo. S sodelovanjem v postopku za zdravljenje poškodovanega srčnega tkiva je ekipa uspela zaščititi podgane pred smrtonosnim srčnim popuščanjem. Zdi se, da je odpravljanje bolečega srca lahko tako preprosto, kot da bi prižgal situacijo.
Srčni infarkti vsako leto udarijo 735.000 Američanov, srčna bolezen pa je morilec številka ena na svetu. Srčni infarkt se zgodi, ko nekaj prepreči pretok krvi v srce in tako odreže kisik, da doseže to ključno mišico. Za kardiologe je izziv za preprečevanje naknadnega srčnega popuščanja hitro oskrbo poškodovanih srčnih tkiv s kisikom in hranili. Toda "če pogledate naravo, fotosinteza odgovarja na to vprašanje, " pravi dr. Jeffrey Cohen, podoktorski sodelavec Stanford medicine in vodilni avtor študije.
Če je poškodovano srce fotosintezno, pravi dr. Cohen, se mu ne bi bilo treba zanašati na kri, da bi kisik in sladkor dovajali v tkiva. Vse, kar bi potrebovalo, je sonce. "Vi bi omogočili, da svetloba namesto krvi postane vaš vir goriva, " pravi dr. Cohen. Žal, srce ni rastlina. Tako so raziskovalci preizkusili naslednjo najboljšo stvar: injiciranje z rastlinami podobnimi bakterijami.
Dr. Woo in njegova ekipa so začeli s poskusi nekaterih znanih, dejanskih rastlin: "Zmeljemo ohrovt in špinačo, " pravi. Poskušali so ločiti kloroplaste, fotosintetske organele znotraj vsake rastlinske celice, vendar so ugotovili, da ko so enkrat izolirane, hitro postanejo neaktivne. Namesto tega so raziskovalci potrebovali samostojne fotosintetske stroje, ki bi lahko delovali kot miniaturni rastlinjaki za srce.
Vnesite cianobakterije. Ti drobni organizmi se preživljajo z zajemanjem ogljikovega dioksida in vode ter izpljuvanjem kisika. V oceanu so na dnu prehranjevalne verige, zaradi česar kisik in sladkor hitro izkoristijo drugi lačni organizmi. "Služijo kot življenjska pot vsem drugim, " pravi Adam Martiny, profesor ekologije in evolucijske biologije na kalifornijski univerzi v Irvine, ki preučuje skupno vrsto cianobakterij, imenovano Synechococcus.
S pomočjo mikrobiologov Stanforda sta dr. Woo in njegova ekipa v svojem laboratoriju gojila sev Synechococcus in mu injicirala v okvarjeno srčno tkivo žive podgane. Nato so prižgali luči. Po 20 minutah so opazili povečan metabolizem na poškodovanih območjih. Skupno delovanje srca se je izboljšalo po približno 45 minutah. Dokazi kažejo, da je sintehokok kisika in sladkorja, ustvarjen s fotosintezo, izboljšal obnovo tkiva.
Po vbrizganju živih bakterij v telesni organ lahko pričakujete okužbo. Zanimivo pa je, da raziskovalci po tednu spremljanja niso našli imunskega odziva. "Hroščev preprosto ni več, izginejo, " pravi dr. Woo. "In morda je to najboljša vrsta bakterij." - prijazen pomočnik, ki se drži okoli za nadzor škode, nato pa izgine brez sledu.
Morteza Naghavi, izvršna predsednica Društva za preprečevanje srčnega napada in izkoreninjenje v Houstonu v Teksasu, ki ni bil vključen v študijo, je eden od potencialnih težav, da bi ta postopek izvedel kot zdravljenje. Zdravljenje srčnih napadov je tekma proti uri, in ko bodo bolniki premeščeni v posebno ustanovo, opremljeno za injiciranje cianobakterij v srce, bo morda že prepozno. "Zahteva ogromno naložb in tehnologije, " pravi dr. Naghavi.
Dejstvo, da so raziskovalci še vedno videli bolj zdravo srce pri podganah, ki so se po enem mesecu podvrgle zdravljenju, je lahko obetaven rezultat. "Če bo šlo vse tako, kot si raziskovalci želijo, bi bila to velika terapija za ljudi, ki so imeli [srčni napad], " pravi dr. Naghavi. "To je divja ideja" - ampak lahko deluje.
Dr. Woo in njegova ekipa trdijo, da Synechococcus uravnoteži kemijsko enačbo, ki jo povzroči srčni infarkt. Uporaba svetlobe kot goriva za hrano je morda nov človeški srček, vendar je stari klobuk za cianobakterije v njihovih naravnih habitatih.
Medtem ko je Martiny, okoljski mikrobiolog iz Irvine, navdušil nad iznajdljivostjo kardiologov , ideja o tem, kako kritične so cianobakterije za življenje, ni nova. Okoljski mikrobiologi proučujejo cianobakterije, kot je Synechococcus, prav zato, ker tako močno vplivajo na globalno okolje. "V tem primeru je zelo dobesedno, " pravi v študiji, "vendar je tudi v oceanu precej dobesedno, če upoštevamo, da polovica kisika, ki ga vdihavamo, izvira iz fitoplanktona."
"Fascinantno je bilo, da bi lahko tako majhen organizem uporabili za čiščenje odpadkov v sistemu, " dodaja in navaja, kako cianobakterije v študiji absorbirajo kopičenje ogljikovega dioksida in ga uporabljajo za fotosintezo, tako kot v naravi. "Tam kisik zagotavljajo tako, kot to počnejo v oceanu za nas."
Nedavna študija je zgolj dokaz koncepta, vendar so znanstveniki zdaj na poti k preizkusu tehnike pri človeških predmetih. Nato jih bodo preizkusili v večjih živalskih modelih, ki so bližje človeku, in delajo na načine, kako osvoboditi cianobakterije brez odprte operacije srca. Razmišljajo celo o genetskem urejanju sinkohokaka, da bi povzročitelji sprostili več sladkorja.
Pri mnogih kardiologih vzrok problema ni v obvladovanju srčnih napadov, ko se pojavijo, temveč v preprečevanju le-teh. "Zdravljenje bolnikov po srčnem infarktu, kot je poskus, da bi po ukradbi konj spravili ključavnico v skedenj, " pravi dr. Naghavi in poudarja, da večina zdravljenj le upočasni morebitno srčno popuščanje. Toda glede na to, da toliko Američanov trpi srčni infarkt - in verjetno bodo to še naprej storili - je razvoj inovativnih načinov zdravljenja, ki jim pomagajo, da si opomorejo, še vedno vreden truda, pravi dr.
Tudi nekaj tako malo verjetno, kot da bi poskusil nadomestiti kri z uporabo cianobakterij, bi lahko pomagal rešiti življenje. Kot pravi, izziv "ni nekaj, kar jemljem rahlo."
