Akademici vyvinuli postup, jak polymerovat proteiny uvnitř vytvořených mikrobů. Ti pak díky tomu začali produkovat svalový protein titin, který je jednou ze tří hlavních složek svalové tkáně a také největším známým proteinem v přírodě. Má vysokou molekulovou hmotnost, což zvyšuje jeho viskozitu a mechanickou odolnost. Vyvinutý materiál je tak extrémně pevný, tvrdý, tlumivý a má schopnost rozptýlit mechanickou energii na teplo.

Vytvoření svalových vláken, jež jsou žádaným materiálem například v robotice, bez toho, aby byla extrahována ze zvířat, je velkým pokrokem. Vědci se v tomto případě spolehli na bakterie, které si sami upravili tak, aby dokázaly spojit menší části proteinu do polymerů s velmi vysokou molekulární hmotností, a následně je pomocí procesu mokrého spřádání spletli do vláken o tloušťce desetiny lidského vlasu.

Vedle oblečení, ochranných oděvů nebo neprůstřelných vest může být tento materiál díky tomu, že je složen z téměř identických proteinů, jaké jsou ve svalové tkáni, použit také v biomedicíně. Mohl by tedy být kompatibilní i s lidským tělem a vhodný k šití nebo tkáňovému inženýrství.

Mikrobiální syntéza má podle vědců široký potenciál. „Můžeme vzít proteiny z různých přírodních kontextů, vložit je do této polymerační platformy a vytvořit větší a delší proteiny pro různé materiálové užití s větší udržitelností,“ popisuje budoucnost metody jeden z autorů studie, Cameron Sargent z Oddělení biologických a biomedických věd Washingtonské univerzity v St. Luis.

Zdroj: Washingtonská univerzita v St. Luis

Základem výzkumu je takzvaný fibroblastový růstový faktor – bílkovina, kterou vědci využívají například pro práci s kmenovými buňkami, protože stimuluje jejich množení. Odborníci předpokládají, že by mohl pomoci lepšímu hojení těžce se hojících ran, například popálenin nebo u diabetiků.

Odborníkům z Masarykovy univerzity se v minulých letech podařilo některé důležité vlastnosti faktoru objevit a vnesením mutací takzvaně stabilizovat, aby byl lépe využitelný pro biomedicínské aplikace. „Z Evropské unie jsme dostali finance na to, abychom nalezli nosič, na který se bude dát růstový faktor nanášet. Součástí projektu je také fáze preklinického testování, v němž se ověřuje bezpečnost a účinnost produktu,“ vysvětlila ředitelka Enantis Veronika Štěpánková.

Na možné využití růstového faktoru původně upozornili odborníci z Biologického ústavu Lékařské fakulty. Začali spolupracovat s kolegy z Přírodovědecké fakulty, kteří se pokusili tuto látku stabilizovat tak, aby byla funkční i při teplotách okolo 37 stupňů Celsia, které jsou klíčové pro biologické aplikace. Zkoumání možností toho, kde by se dal růstový faktor využít, pak převzala spin-off firma Enantis.

Individuální přístup a léčba na míru, sen každého pacienta, se v brzké budoucnosti stane skutečností. Alespoň co se týká některých nemocí. Nově otevřené výzkumné centrum Olomoucká genetika (OLGEN) se zaměřuje na biomedicínský výzkum. Jeho hlavním cílem je individualizovat pacientům na míru diagnostický a léčebný proces. Projekt je navíc v České republice ojedinělý i z hlediska netradiční spolupráce. Podílí se na něm totiž komerční sektor a dvě vysoké školy: Univerzita Palackého v Olomouci a Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava.

Centrum, jehož špičkové vybavení dosáhlo částky 90 milionů korun, se specializuje na imunitní systém a imunogenetiku u onemocnění pohybového aparátu, plicních chorob nebo hematologických zhoubných nádorů. Jedná se v podstatě o mezioborovou spolupráci více než 30 odborníků – lékařů, biologů a informatiků. Právě spolupráce s informatiky je přitom pro celý projekt klíčová, například analýzy DNA by totiž nebyly bez jejich zásadní podpory možné. Role informatiků je natolik důležitá, že děkan ostravské fakulty dokonce zvažuje otevření nového doktorského programu – bioinformatiky.

Na prvních tématech začali odborníci z OLGENu pracovat v předstihu již před více než rokem. V brzké době se tak očekává pokrok týkající se osteoartózy.

Veronika Steidlová Kordasová