Hybridní mikrotovárny využívají celé buňky jako organely

Čím více studujeme biologické buňky, tím více si můžeme dovolit je ovládat anebo vytvářet jejich umělé verze. Ochočené buňky nebo umělé buňky, to jsou dva možné přístupy k rozvoji biotechnologií. A oba dva jsou nepochybně slibné. Zároveň ale oba tyto přístupy mají svá omezení.

Výzkumný tým britské Imperial College London vymyslel způsob, jak využít ochočené a umělé buňky zároveň, a přitom získat výhody obou přístupů. Bylo to vlastně docela jednoduché. Vzali velké umělé buňky a do nich strčili ochočené přírodní buňky. Tímto způsobem vznikly hybridní mikrotovárny, které by jednou mohly vyrábět užitečné chemikálie a další produkty ve velkém.

Vědci již v dřívějších studiích občas balili proteiny i další biologicky aktivní látky do umělých „buněčných“ obalů. V takovém balení pak tyto látky lépe posloužily k léčbě závažných chorob, jako je rakovina nebo diabetes. Britský tým teď ale namísto biologických molekul zabalil do umělých obalů celé živé buňky.

Šéf výzkumu Oscar Ces tvrdí, že biologické buňky sice zvládají nesmírně komplexní úkoly, zároveň je ale obtížné je přinutit, aby důsledně a podle našich představ vykonávaly jednu konkrétní činnost. S umělými buňkami je to opačně. Na konkrétní aktivitu je naprogramujete vcelku snadno, ale složité komplexní činnosti jsou mimo jejich možnosti. Cesův tým proto spojil umělé a živé buňky dohromady a zajistil, aby pracovaly společně a plnily naše požadavky.

Jak toho badatelé dosáhli? Umělé a biologické buňky spojili pomocí mikrokapalinové technologie, která pracuje s přesnými pohyby nepatrných objemů kapalin velmi jemnými kanálky. V takovém zařízení Ces s kolegy smíchali kapalný roztok obsahující biologické buňky s lipidem. V důsledku toho vznikly jemné kapičky roztoku s buňkami, které obklopovala lipidová vrstva. Po dalších úpravách takto vzniklé kapičky nakonec uzavřeli umělou buněčnou membránou.

Výsledkem jejich snažení byly hybridní buňky. Pod umělým obalem tito hybridi ukrývali biologické buňky a s nimi ještě volné enzymy. Aby badatelé vyzkoušeli, zda jejich hybridní mikrotovárny fungují a zda jejich umělé a živé součásti spolupracují podle plánu, nechali je vyrábět fluorescentní chemickou látku. A pěkné světélkování jim pak prozradilo, že hybridní buňky skutečně pracují jako továrny.

Ces a spol. rovněž ověřili, jestli jsou hybridní buňky dostatečně odolné. Umístili je do roztoku s vysokým obsahem mědi a čekali, co se bude dít. Taková směs je pro biologické buňky obvykle spolehlivě smrtící. Jenomže vědci uviděli, že hybridní buňky v tomto vražedném prostředí stále optimisticky světélkují. To znamená, že je umělá buněčná membrána dokázala ochránit. Něco takového se bude v budoucnu velice hodit, až například lékaři vyšlou hybridní buňky do těla pacienta bojovat s nějakou příšernou nemocí. Imunitní systém si na nich vyláme zuby.

Podle představ Cesova týmu hybridní mikrotovárny ve skutečnosti nabízejí ještě mnohem širší využití. Kromě cílené přepravy sofistikovaných léčiv by mohly fungovat jako chytré senzory nebo třeba buněčné baterie poháněné fotosyntézou. Časem by z nich mohly být různě velké nanostrojky, které dovedou pozoruhodné věci.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

Původní zdroj:

Scientific Reports 8: 4564

Sekundární zdroj:

Imperial College London 14. 3. 2018