Možgani iz silicija in prašičja srca

V tokratnem Znanstvenem britoffu se navdušujemo nad napredki v medicini in nevroznanosti.

Možgane lahko odslej preučujemo z računalniško simulacijo. V okviru projekta Blue Brain Project so znanstveniki s švicarskega Inštituta za politehniko v Lozani ustvarili prvo računalniško simulacijo dela podganjih možganov. Projekt je sicer del milijardo dolarjev vrednega Human Brain Projecta, katerega namen je izdelati popolno simulacijo človeških možganov.

Doktor Markram in 81 sodelavcev so najprej na podlagi dejanskih možganov rekonstruirali celično in sinaptično anatomijo ter fiziologijo možganov. Pri izdelavi simulacije niso posnemali delovanja vsake celice iz dejanskih možganov, pač pa so iz delovanja manjšega števila celic in njihov povezav sklepali na delovanje večjega omrežja. Z eksperimenti, ki so jih izvedli na superračunalniku, so ponovili odkritja na pravih možganih in opravili nekaj eksperimentov, ki do sedaj brez simulacije niso bili izvedljivi.

Simulirali so zgolj 30.000 možganskih celic, zato je pot do rekonstrukcije človeških možganov s 85 milijardami nevronov še dolga. Kljub temu so začetki obetavni, saj eksperimenti v simulaciji, ko je enkrat narejena, zahtevajo manj časa in denarja pa tudi manj žrtvovanih živali.

Skupina genetikov iz Severne Karoline je razvila hiter način, kako odkriti, kateri patogen nas je okužil. Za razliko od dosedanjih testov, ki odkrivajo za kateri mikroorganizem gre, so se osredotočili na imunski odziv telesa na okužbo. Ta se na določen patogen prilagodi tako, da pošlje v napad podvrsto belih krvničk, ki bodo najuspešneje opravile nalogo odstranjevanja tujka iz telesa. Tako se lahko s preučevanjem izražanja genov belih krvničk točno odkrije, za katero podvrsto gre, medtem ko se na podlagi poznavanja vrste krvničk, prisotnih v imunskem odzivu, sklepa, za katero okužbo gre.

Nova metoda identifikacije tujkov v telesu je veliko bolj zanesljiva od sedaj uporabljenih hitrih metod in ne daje lažno pozitivnih izidov. Z njo bodo osebni zdravniki lahko zanesljivo izvedeli, s kakšno vrsto okužbe imajo opravka, in predpisali ustrezno zdravilo ali poseg. Na ta način bi se v prihodnje lahko izognili nepotrebnemu jemanju antibiotikov, ki nam jih zdravniki predpišejo že za vsak kašelj. Njihova pretirana uporaba namreč pripomore k razvoju odpornosti mikrobov na same antibiotike.

Velik korak v medicini se obeta tudi na področju presajanja organov. Znanstveniki s Harvarda so oznanili, da so z novo metodo genske transformacije na prašičjih zarodkih izničili delovanje 80 prašičjih genov – kar je desetkrat več kot do zdaj pri katerikoli drugi živali. Gre med drugim za gene površinskih molekul, ki se nahajajo na prašičjih celicah in ki jih naše telo prepozna kot tuje. Teoretično brez teh molekul naš imunski sistem prašičjih organov ne bi več prepoznal kot tuje, torej nečloveške. Tako bi lahko transplantirali prašičje srce in druge organe v človeka, kar bi praktično izničilo trenutno pomanjkanje organov za transplantacijo.

Transformirani prašiči so zaenkrat še enocelični embriji, ki pa jih bodo v kratkem vstavili v maternice odraslih svinj. Ko se bodo skotili in odrasli, bodo lahko znanstveniki preizkusili, ali jim je uspelo zadosti spremeniti prašiče za izvedbo uspešne transplantacije. Do kirurškega prenosa organov iz prašiča v človeka lahko sicer traja še nekaj časa. A kljub temu bodo rezultati pomembna izhodiščna točka za nadaljnje poskuse pridobivanja nadomestnih organov iz živali.  

Transplantacijo prašičjega srca čakata Arne in Andraž.