Κανείς δεν είχε κατορθώσει μέχρι πρότινος να κατασκευάσει μυελό των οστών. Χάρη στις προσπάθειες, όμως, του Δρ. Νικολάς Κοτόβ από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν στο Αν ¶ρμπορ και των συνεργατών του, ο τεχνητός μυελός των οστών είναι πραγματικότητα ανοίγοντας νέα παράθυρα για την ιατρική.
Ο μαλακός μυελός με τη χαλαρή συνοχή που περικλείεται στα οστά μπορεί να μη θυμίζει ιστό υψηλής συνεκτικότητας αλλά απΆ ό,τι φαίνεται είναι, αναφέρει σε άρθρο του ο Economist. Με μια πρώτη ματιά η διαπίστωση αυτή προκαλεί έκπληξη, παρότι δεν έχει επιπτώσεις στα μοσχεύματα. Ούτως ή άλλως, εάν τα κύτταρα του μυελού των οστών μεταφερθούν γρήγορα από ένα οστό σε ένα άλλο, το μόσχευμα θα γίνει αποδεκτό. Έχει, όμως, επιπτώσεις στην έρευνα. Ο μυελός των ιστών παίζει καθοριστικό ρόλο στο ανοσοποιητικό σύστημα καθώς και στην αναζωογόνηση του οργανισμού. Από τα βλαστοκύτταρα που δημιουργούνται στο μυελό των οστών αναπτύσσονται διάφορα αιμοσφαίρια που καταπολεμούν τις λοιμώξεις και συμβάλλουν στην αποκατάσταση κατεστραμμένων οργάνων. Ωστόσο, πολλά φάρμακα για την καταπολέμηση των ιών και του καρκίνου είναι τοξικά για τον μυελό των οστών. Αυτό σημαίνει ότι οι ασθενείς που λαμβάνουν ανάλογη θεραπευτική αγωγή είναι ευάλωτοι στις ασθένειες και την πρόωρη γήρανση. Τα πειράματα που έχουν διεξαχθεί σε ποντίκια προς διερεύνηση αυτής της τοξικότητας έχουν αποδειχθεί ανεπαρκή. Ο Νικολάς Κοτόβ και οι συνεργάτες τους έχουν προσπαθήσει για το λόγο αυτό να δημιουργήσουν ανθρώπινο μυελό των οστών με τεχνητά μέσα.
Στο ξεκίνημα της έρευνας, ο Δρ. Κοτόβ και η ομάδα του γνώριζε ότι τα βλαστοκύτταρα από τα οποία προέρχεται ο μυελός των οστών αναπτύσσονται σε συγκεκριμένους πόρους εντός των οστών. Οι πόροι αυτοί περιβάλλονται από κύτταρα συνδετικού ιστού, κύτταρα οστών και λιποκύτταρα, τα οποία όλα μαζί συμβάλλον στη θρέψη των βλαστοκυττάρων. Οι ερευνητές γνώριζαν, επίσης, ότι τα κύτταρα που περιβάλλονται από αυτές τις ουσίες ανταλλάσσουν χημικά «σήματα» μεταξύ τους καθώς και με τα βλαστοκύτταρα με τα οποία έρχονται σε επαφή. Από αυτό προκύπτει ότι η τύχη ενός βλαστοκυττάρου εξαρτάται και από τα στοιχεία που το περιβάλλουν στις τρεις διαστάσεις και όχι στις δύο διαστάσεις του πυθμένα ενός τρυβλίου Petri —το σκεύος που χρησιμοποιείται συνήθως για την ανάπτυξη κυτταρικών καλλιεργειών. Εάν επαληθευτεί αυτή η υπόθεση, θα δοθεί μια εξήγηση για την αποτυχία της ανάπτυξης μυελού των οστών σε τρυβλίο Petri.
Για να ελέγχουν την ιδέα τους, ο Δρ. Κοτόβ και η ομάδα του επιχείρησαν να αναπαράγουν το εσωτερικό ενός οστού με τη βοήθεια ενός υλικού γνωστού ως «υδρομέλι» (hydromel), του οποίου η σύνθεση μοιάζει με αυτή των μαλακών φακών επαφής. Για την παρασκευή υποκατάστατου οστού, το υγρό υδρομέλι μπολιάζεται σε μεγάλη πυκνότητα μικροσκοπικών σφαιριδίων πολυστυρολίου (με διάμετρο 50 έως 300 εκατομμυριοστόμετρων). Μόλις το υδρομέλι στερεοποιηθεί, τα σφαιρίδια ρευστοποιούνται με τη βοήθεια ενός διαλύματος που ονομάζεται τετραϋδροφουράνιο και αφήνουν πίσω τους μια πορώδη μήτρα. Οι πόροι αυτής της μήτρας έχουν ίση διάμετρο με τους πόρους των κανονικών οστών.
Για να μοιάζει ακόμη περισσότερο σε φυσικό οστό, η ομάδα επάλειψε τις εσωτερικές επιφάνειες των πόρων με ένα υλικό παρόμοιο με μαργαριταρόριζα . Τα κύτταρα του μυελού των οστών αποφεύγουν να εφάπτονται με υλικά χαλαρής συνοχής όπως το υδρομέλι, αλλά το καινούργιο υλικό που ανέπτυξε η ομάδα έχει αρκετά συνεκτική σύνθεση για να θυμίζει οστό. Έτσι, τα κύτταρα του μυελού των οστών εξαπατώνται και εγκαθίστανται στο τεχνητό οστό.
Αφού ολοκλήρωσαν την κατασκευή της μήτρας, οι ερευνητές προχώρησαν στο τελικό στάδιο εισάγοντας στους πόρους μυελό των οστών που αποσπάστηκε από δωρητές. Συγκεκριμένα, σύμφωνα με την έκθεσή τους στο Biomaterials, τα μεταμοσχευμένα κύτταρα συμπεριφέρνονται σαν να βρίσκονται σε πραγματικό ιστό του μυελού των οστών, αναπτύσσονται και διαιρούνται φυσιολογικά. Για να ελέγξουν ακόμη περισσότερο το τεχνητό μυελό των οστών που δημιούργησαν, οι επιστήμονες εισήγαγαν ιούς της γρίπης. Διαπίστωσαν, λοιπόν, ότι αναπτύχθηκαν αντισώματα για την καταπολέμηση των ιών ακριβώς όπως θα συνέβαινε και στον πραγματικό μυελό των οστών.
Τα φάρμακα κατά των ιών και του καρκίνου που καταστρέφουν το μυελό των οστών δεν έχουν δοκιμαστεί ακόμη στην τεχνητή έκδοση του μυελού των οστών, αλλά αυτό δεν θα αργήσει να γίνει. Το καινούργιο όπλο του Δρ. Κοτόβ θα δώσει στους ερευνητές τη δυνατότητα να μελετήσουν αναλυτικότερα την αντίδραση του μυελού των οστών σε παθογόνα όπως η γρίπη. Πρόκειται για μια πρωτοφανή, πλην όμως πολύτιμη, εφαρμογή της μηχανικής των οστών, καταλήγει ο Economist.
