Hybridní mikrotovárna. Kredit: Imperial College London.

Čím více studujeme biologické buňky, tím více se dozvídáme o tom, jak bychom je mohli ovlivňovat. A také o tom, jak postavit jejich syntetické verze. Oba dva tyto přístupy jsou nesmírně slibné a mohou přinést neuvěřitelné věci. Mají ale také svá omezení. Proto se vědci britské Imperial College London rozhodli důmyslně propojit největší přednosti biologických a umělých buněk dohromady. Vytvořili mikroskopické chemické továrny, které tvoří spojené živé a neživé buňky. Přesněji řečeno živé buňky uvnitř neživých. Jednou by takové hybridní mikrotovárny mohly fungovat v rozmanitých odvětvích průmyslu.

Oscar Ces. Kredit: Imperial College London.

Odborníci již dříve vytvořili umělé buněčné manufaktury pro použití v léčbě komplikovaných onemocnění typu rakovina nebo diabetes, když vložili vybrané proteiny do umělých buněčných obalů. Britský tým ale použil celé biologické buňky, které vložil do umělých buněk.

Šéf výzkumu Oscar Ces tvrdí, že biologické buňky sice snadno zvládají extrémně komplexní věci, zároveň je ale bývá těžké regulovat, pokud od nich chceme jednu konkrétní funkci. Syntetické buňky zase mohou být relativně snadno naprogramovány k jediné funkci, ale nezvládají, alespoň prozatím, komplexní úkoly. Hybridní buňky Cesova týmu řeší slabá místa těchto dvou přístupů a mohou fungovat jako mikroskopické továrny podle našich požadavků.

Struktura hybridní buňky. Kredit: Elani et a. (2018), Scientific Reports.

Jak spojit živé buňky s umělými? Ces a spol. to udělali s pomocí mikrokapalinové technologie. Roztok s biologickými buňkami smísili s lipidy, takže se vytvořily kapky roztoku s buňkami, obklopené lipidovou vrstvou. Pod dalších manipulacích s těmito kapkami získali buňky obklopené syntetickou buněčnou stěnou. Funkčnost takto vytvořených hybridních buněk ověřili pomocí experimentu s fluorescencí. Veselé světélkování jim potvrdilo, že živé buňky uvnitř umělých buněk fungují jako celek.

Cesův tým rovněž vyzkoušel, jak jsou jejich hybridní buňky odolné. Umístili je do koncentrovaného roztoku mědi a sledovali, co se bude dít. Takový roztok obvykle zabije všechny biologické buňky, které se do něj dostanou. Jenže hybridní buňky to ustály, protože jejich živý vnitřek chránila vnější syntetická buňka. To by se mohlo velice hodit například pro ochranu terapeutických buněk proti zbraním imunitního systému.

Badatelé jsou přesvědčeni, že jejich technologie hybridních buněk nabízí spoustu zajímavých aplikací. Mohly by se stát základem pro vývoj nových léčebných postupů, nových typů senzorů nebo třeba buněčných baterií, které budou využívat mechanismy fotosyntézy k produkci velkého množství energie. Hybridní buňky mohou být malé nebo naopak velké a mohou obsahovat různé molekulární strojky a organely. S dalším výzkumem se navíc mohou takové hybridní buňky postupně vylepšovat, až se svými výkony a strukturou budou blížit kompletně živým buňkám.

Literatura
Imperial College London 14. 3. 2018, Scientific Reports 8: 4564.