התרופה המדהימה לבעיות לב: מדוזה מתאי חולדות ומסיליקון

הפיתרון לבעיות לב טמון במדוזות? מדענים הודיעו כי הרכיבו מסיבי פולימר ולבבות עכברושים מדוזה מלאכותית, שתוכל יום אחד להציל מטופלים חולי לב. התגלית מציינת התקדמות נכבדת בתחום הביו-מימטיקה, ענף המנסה לחקור את אופן פעילותו של הטבע על מנת לחקותו (סינתטית) לצורך פתרון בעיה אנושית. כלומר, לייצר את הטבע באופן מלאכותי במעבדה.

העניין במדוזות טמון ביכולת השחייה המיוחדת שלהן, המתאפשרת בזכות שרירים הפותחים גוף דמוי פעמון ואז מכווצים אותו, פולטים מים ודוחפים את היצור הלאה. עיצוב המשאבה הזה לוּטש במשך למעלה מ-500 מיליוני שנים של אבולוציה לכדי פשטות ויעילות אנרגטית מקסימלית. כתוצאה, הוא מציע תובנות מפתות למדענים המקווים לייצר משאבות לב קטנות ואמינות בעתיד.

"ב-2007 הבנתי פתאום שכנראה שנכשלנו בהבנת החוקים הבסיסיים של המשאבות השריריות", אומר קווין קיט פרקר, פרופסור לביו-הנדסה בביה"ס של הארווארד להנדסה ומדע שימושי. "התחלתי להתבונן באורגניזמים ימיים ששואבים על מנת לשרוד. ואז ראיתי את המדוזה באקווריום של ניו-אינגלנד, ומיד היכו אותי גם הדימיון וגם ההבדלים שבין איך שהמדוזה ולב האדם מפעילים את המשאבה".

המחקר התפרסם בתחילת השבוע בכתב העת "נייצ'ר ביוטכנולוג'י". יציר המעבדה, שנקרא "מדוזואיד" (באנגלית המילה מדוזה מתייחסת ליצור המיתולוגי, אישה-מפלצת ששערה נחשים, ולא ליצור הימי שקיבל את שמו הלטיני מן המפלצת בעצמו), גוף היצור הוא פולימר סיליקון דק במיוחד, עם עוד 8 'זנבות' דמויי גפיים. הזרועות הללו מצופות בחלבון בדפוסים המזכירים את ארכיטקטורת השרירים של מדוזה אמיתית. תפקיד החלבון – לשמש כעין 'דרגש תזונתי' לצימוח והגדלת אצוות תאים הצומחים משרירי הלבבות של עכברושים.

בהיותו מוכן לפעולה, הוצג המדוזואיד בתא מעבדה שמכיל נוזל מוליך חשמלית. המדענים חוללו מתח מזערי, בין 1 ל-5 וולט, אל תוך הנוזל וגרמו לתאי השריר של המדוזואיד להתכווץ ולהירפות קצובות. כשעשו כן, הזרועות נפתחו ונסגרו כמו אצבעות ארגוף ודחפו את המדוזואיד ברחבי התא.

ההפתעה היא בין היתר במספר הרכיבים המצומצם הנדרש – גוף סיליקון ותאי לב  – להפקה עצמאית של התנהגות שחייה והאכלה סבוכה למדיי, כפי שהיא באה לידי ביטוי ביצורים ימיים, מסביר פרופסור נוסף שלקח חלק במחקר מטעם המכון הקליפורני לטכנולוגיה. הוא מסביר גם כי עם כל הקרבה שהצליחו להשיג לתופעה הטבעית, "אנו סודקים דברים בהן נוכל לשפר את הביצועים עוד מעבר לאלה הטבעיים. תהליך האבולוציה עלול לפספס גם פתרונות מצוינים לפעמים".