W naszych ciałach kryje się organ, który ma powierzchnię boiska do piłki nożnej, a mimo to mało kto się nim interesuje. Zespół polskich naukowców chce to zmienić
Pominięcie to wydaje się dziwne, biorąc pod uwagę, że ów organ waży około jednego kilograma. Na standardy naszego ciała to sporo – wątroba u dorosłego mężczyzny waży 1,5 kg. Tajemniczy organ nazywa się śródbłonkiem i stanowi wewnętrzną warstwę komórek wyściełającą naczynia krwionośne. Jeśli w filmie „Życie”, w którym każdy z nas jest bohaterem, serce i reszta organów odgrywają role aktorów i reżysera, to śródbłonek jest scenarzystą: mało kto o nim pamięta, ale jego wpływ na kształt produkcji jest olbrzymi.
Trzymając się filmowej analogii: zespół polskich badaczy chce, aby lekarze robili wywiady nie tylko z gwiazdami, lecz także z ludźmi odpowiedzialnymi za fabułę. – Diagnostyka śródbłonka do tej pory była uciążliwa. Nasze rozwiązanie jest proste: oparte na dostępnym sprzęcie i przebadanych związkach – zapewnia prof. Stefan Chłopicki z Uniwersytetu Jagiellońskiego (UJ). Innymi słowy: wdrożenie tej metody to nie nakręcenie wielkiego eposu SF, raczej prosta telenowela o szpitalu w Leśnej Górze.
Scenarzysta – dyrygent
Tym bardziej że śródbłonek to doskonały rozmówca. – Reguluje procesy krzepnięcia, odpowiedź zapalną, działalność układu odpornościowego, ma kolosalny wpływ na utrzymanie prawidłowej czynności narządów człowieka. Nie ma chyba choroby, która jakoś by go nie dotykała – wyjaśnia prof. Chłopicki. John Vane, laureat Nagrody Nobla z medycyny z 1982 r., nazwał śródbłonek nawet „dyrygentem układu krążenia”.
Do diagnostyki potrzebne są jednak w miarę proste i sprawdzone metody, a tych w przypadku śródbłonka dotychczas brakowało. Na przeszkodzie stała m.in. nietypowa natura narządu: chociaż ma powierzchnię boiska, to grubość zaledwie jednej warstwy komórek. Rozwiązanie okazało się nietypowe: trzeba było wykorzystać dziurki czy też „oczka” w ścianach tego narządu. – Precyzyjniej mówiąc, chodzi o zmiany przepuszczalności śródbłonka, które towarzyszą jego dysfunkcji i są wczesnym elementem zmian chorobowych – tłumaczy prof. Chłopicki. – Na człowieka można spojrzeć jak na konstrukcję, która składa się z przedziałów wodnych poprzegradzanych różnymi barierami. Każda z barier ma określoną przepuszczalność, dzięki którym możliwa jest wymiana cząsteczek między poszczególnymi działami – wyjaśnia prof. Marek Langner z Politechniki Wrocławskiej, współzałożyciel firmy Lipid Systems. Śródbłonek też jest taką barierą między światłem naczyń krwionośnych a resztą organizmu.
Podkręć kontrast
Przepuszczalność zależy od średnicy „oczek” w barierach: jeżeli się zwiększy, przecisną się większe cząsteczki. Nie inaczej jest w przypadku śródbłonka: normalnie jego „oczka” są niewielkie, zbyt małe, żeby np. przedostał się przez nie np. zły cholesterol (LDL). U niektórych pacjentów mają one jednak większą średnicę i przepuszczają LDL, co jest pierwszym etapem zmian miażdżycowych. Co więcej, taki stan może też prowadzić do rozwoju innych chorób.
Mechanizm ten postanowili wykorzystać naukowcy. Do diagnostyki potrzebowali związku, którego obecność w danej części ciała można zobrazować – doskonale nadaje się do tego kontrast wykorzystywany podczas badań rezonansem magnetycznym. Cząstki kontrastu nie przenikną tak łatwo do zdrowego śródbłonka: tutaj chodzi o to, żeby przeciskały się tylko przez powiększone oczka chorego narządu.
Naukowcy opakowali więc jeden z już obecnych na rynku kontrastów w specjalne cząstki zwane liposomami, będące kuzynami tłuszczów (ta sama klasa związków stanowi „opakowania” dla szczepionek genetycznych przeciw koronawirusowi produkowanych przez firmy Pfizer i Moderna), nadając mu w ten sposób wielkość podobną do LDL. – Dzięki temu jesteśmy w stanie wykryć dysfunkcję śródbłonka – tłumaczy dr Anna Bar z UJ. W efekcie lekarze odpowiednio wcześnie dysponowaliby informacją, czy śródbłonek jest zdrowy, czy też zachodzi ryzyko wystąpienia zmian miażdżycowych.
– Dokładamy element do już istniejącej infrastruktury medycznej. Placówki mają urządzenia do rezonansu magnetycznego. Kontrast, który nazywa się gadolinium, jest już wykorzystywany. My mamy patent na jego „opakowanie” i zakład, gdzie możemy go wytwarzać. Teraz wszystko, co musimy zrobić, to wykonać badania kliniczne i gotowe – podsumowuje prof. Langner. Wtedy śródbłonek też będzie miał szansę stać się medycznym celebrytą. ©℗
Eureka! DGP
Trwa ósma edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 18 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na specjalnej gali 23 czerwca, zaś podsumowanie tegorocznego cyklu ukaże się 25 czerwca w Magazynie DGP. Główną nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora
