3 miesiące temu

Pajęcza sieć wyleczy uszkodzone tkanki?

Misternie utkana pajęcza sieć ma na celu złapać i uwięzić niczego niespodziewającą się ofiarę. Ludzie nie potrzebują łapać much na obiad, ale mogą wykorzystać nici do innych potrzeb. Okazuje się, że dzięki swoim właściwościom pajęczyna może posłużyć do regenerowania zniszczonych tkanek np. nerwowych.

Pająki na wagę złota

W oczach niejednej osoby pająki są jedynie nieprzyjemnymi i odpychającymi stworzeniami. Jednak pomimo kiepskiej reputacji stanowią źródło inspiracji w sztuce, kulturze, a ostatnio także i medycynie. Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu pracują nad wykorzystaniem wydzielin wytwarzanych przez pająki. Mowa oczywiście o włóknach, z których stawonogi tkają swoje pajęczyny.

Badacze skupili się na pochodzących z Tanzanii pająkach z rodzaju Nephila zwyczajowo nazywanych „tkaczami złotego jedwabiu „.  Ich charakterystyczne żółte nici są wytrzymalsze od nylonu i czterokrotnie bardziej elastyczne niż stal. Cechują się również odpornością na wysokie temperatury (do 250oC), nieprzemakalnością oraz działaniem antybakteryjnym.

Wydzielane przez Nephila nici znalazły szerokie zastosowanie w tradycyjnym włókiennictwie. Używa się ich do tkania jedwabnych ubrań, a nawet przędzenia żyłek wędkarskich. Naukowcy z Wiednia chcą jednak wykorzystać złote nici do czegoś więcej. Według nich pajęcze sieci mogą posłużyć jako rusztowanie do rozwoju zniszczonych wskutek wypadku lub operacji włókien nerwowych.

Na zdjęciu widoczny złoty kubrak. Jest zdobiony wyszytymi ornamentami.

Pochodzące z Madagaskaru ubranie uszyte ze złotych nici pająków Nephila. Źródło

Jedwabne rusztowanie

Odpowiednio wprowadzone do uszkodzonej tkanki nici miałyby posłużyć jako swoisty pomost łączący ze sobą rozdzielone komórki nerwowe. W ten sposób można łatwo ukierunkować ich wzrost i  w efekcie doprowadzić do ponownego złączenia się przerwanej struktury.

W rzeczywistości pomysł z użyciem rusztowania do regenerowania, a nawet „drukowania” całych tkanek i organów nie jest nowy. Jednak w tym celu nie stosowano nigdy pajęczych nici, lecz innych materiałów pochodzenia naturalnego jak kolagen oraz syntetycznych takich jak PCL. Niestety z koncepcją odtwarzania uszkodzonych tkanek na sztucznie stworzonym rusztowaniu wiąże się kilka problemów.

Po pierwsze, stelaż, na którym rozwijają się komórki, powinien po pewnym czasie zniknąć, przez co z góry odpada wiele sztucznych i łatwo dostępnych, ale jednocześnie nierozkładalnych materiałów.  Po drugie, do tej pory udało się połączyć ze sobą komórki jedynie na niewielkich odległościach sięgających od 1 do 4 cm, co związane jest z niskimi zdolnościami do regeneracji naszego ciała. Poza tym stosowany materiał musi mieć odpowiednie właściwości adhezyjne, tak aby rozwijające się komórki mogły z łatwością do niego przylegać.

Na zdjęciu widoczny pająk z rodzaju Nephila, przesiadujący na swojej pajęczynie. Nitki, z których zbudowana jest sieć mają żółty kolor. Pająk jest natomiast czarny z żółtymi elementami. Ogólnym wyglądem przypomina nieco naszego rodzimego pająka krzyżaka, z tą różnicą, że jest smuklejszy i mniej owłosiony.

Pająk „Tkacz złotego jebwabiu”. Źródło

Przeprowadzone przez Wiedeńskich naukowców badania na zwierzętach z użyciem nici wydzielanych przez Nephila wykazały jednak kilka zalet nowego rozwiązania. Przede wszystkim pajęcze włókna są naturalnego pochodzenia i po pewnym czasie ulegają rozłożeniu. Nie ma więc obaw, że wprowadzone do organizmu pacjenta wywołają reakcję odrzucenia.

Co więcej, badaczom udało się zregenerować nerwy do odległości 6 cm, co wbrew pozorom robi sporą różnicę w stosunku do osiąganych dotychczas 4 cm. Użyte nici zapewniły także doskonałą przyczepność dla rosnących komórek. Cała kuracja trwała 9 miesięcy, w tym czasie uszkodzone nerwy wróciły do pełnej sprawności, a jedwabne rusztowanie uległo rozłożeniu.

Pajęcza przyszłość

Problemem jest niestety ilość pajęczyny wymagana w kuracji. Do zregenerowania nerwu o długości 6 cm naukowcy zużyli kilkaset metrów pajęczej sieci. Jednocześnie trzeba zaznaczyć, że z hodowli 21 pająków udało im się uzyskać tygodniowo około 200 metrów.

Naukowcy chcą teraz rozpocząć badania z użyciem ludzkich komórek. Jeżeli zakończą się sukcesem, to metodę będzie można wprowadzić do powszechnej medycyny. Badacze mają nadzieję, że pajęcza sieć posłuży nie tylko do regeneracji uszkodzonych nerwów, ale także innych tkanek np. poparzonej skóry czy zerwanego więzadła stawu kolanowego. Zakładają też, że w przyszłości będziemy tworzyć na pajęczym rusztowaniu organy do przeszczepów, zwłaszcza w leczeniu chorób neurologicznych.

Medycyna ludowa od dawna wykorzystywała pajęczynę w charakterze bandaży. Nie jest to więc pierwszy raz, gdy ten niezwykły materiał stosowany jest w celach leczniczych. Któż by jednak przypuszczał, że tradycyjny chleb z pajęczyną to nie jedyny użytek, jaki medycyna będzie miała z pajęczej sieci.