Dr. Joseph Woo suka fotosintesis. Dan untuk alasan yang baik: Tanaman tidak boleh menjadi comel seperti panda, tetapi terima kasih kepada alkimia kimia mereka bahawa kita semua di sini di Bumi masih hidup dan bernafas. Dari fitoplankton mikroskopik hingga menara merah, wira-wira ini membuat kita hidup dengan mengambil karbon dioksida dan sinar matahari, kemudian menghasilkan oksigen dan gula secara ajaib.
Kandungan Terkait
- The Cardiologist Ireland yang Invention Of The Saved LBJ
Tetapi ada sebab lain yang Dr. Woo suka fotosintesis. Apabila anda mempunyai serangan jantung, ada dua perkara yang perlu jantung anda segera memulakan pembaikan tisu yang rosak: oksigen dan gula. Sekarang Dr Woo, seorang profesor dan pakar bedah jantung di Universiti Stanford, berpendapat bahawa dia mendapati cara untuk menggunakan beberapa rakan fotografi yang paling kecil untuk membantu hati kita menyembuhkan diri mereka sendiri.
Dalam satu kajian yang diterbitkan minggu ini dalam Kemajuan Sains, Dr. Woo dan pasukannya menunjukkan bagaimana mereka berjaya menggantikan darah dengan cyanobacteria mikroskopik, organisma seperti tumbuhan yang juga menggunakan fotosintesis. Dengan menggabungkan proses ini untuk membantu menyembuhkan tisu jantung yang rosak, pasukan itu dapat melindungi tikus dari kegagalan jantung yang mematikan. Memperbaiki hati yang sakit, nampaknya semudah menyinari cahaya pada keadaan.
Serangan jantung menyerang 735, 000 orang Amerika setiap tahun, dan penyakit jantung adalah pembunuh nombor satu di seluruh dunia. Serangan jantung berlaku apabila sesuatu menghalang aliran darah ke jantung, memotong oksigen daripada mencapai otot penting ini. Bagi ahli kardiologi, cabaran untuk mencegah kegagalan jantung seterusnya adalah dengan cepat membekalkan tisu jantung yang rosak dengan oksigen dan nutrien. Tetapi "jika anda melihat alam semula jadi, fotosintesis menjawab soalan itu, " kata Dr. Jeffrey Cohen, seorang doktor pasca kedoktoran di Stanford Medicine dan penulis utama dalam kajian itu.
Sekiranya jantung yang rosak adalah fotosintetik, kata Dr. Cohen, ia tidak perlu bergantung kepada darah untuk membekalkan oksigen dan gula ke tisu. Apa yang diperlukan hanyalah matahari. "Anda akan membolehkan cahaya menjadi sumber bahan api, bukan darah, " kata Dr. Cohen. Malangnya, hati bukan tumbuhan. Jadi penyelidik mencuba perkara terbaik yang seterusnya: menyuntikkannya dengan bakteria seperti tumbuhan.
Dr. Woo dan pasukannya bermula dengan mencuba beberapa tumbuhan yang biasa: "Kami mendahului kale dan bayam, " katanya. Mereka cuba memisahkan kloroplas, organel fotosintesis dalam setiap sel tumbuhan, tetapi mendapati bahawa sekali terpencil, mereka dengan cepat menjadi tidak aktif. Apa yang diperlukan oleh penyelidik sebaliknya adalah mesin fotosintesis mandiri, yang boleh berfungsi sebagai rumah hijau kecil untuk jantung.
Masukkan cyanobacteria. Organisme kecil ini membuat hidup dengan mengambil karbon dioksida dan air dan meludah keluar oksigen. Di lautan, mereka berada di dasar rantaian makanan, menjadikan oksigen dan gula yang cepat dieksploitasi oleh organisme lapar lain. "Mereka berfungsi sebagai saluran hidup kepada segala yang lain, " kata Adam Martiny, seorang profesor ekologi dan biologi evolusi di University of California di Irvine yang mengkaji jenis cyanobacteria yang biasa disebut Synechococcus.
Dengan bantuan daripada ahli mikrobiologi Stanford, Dr. Woo dan pasukannya telah berkembang menjadi Synechococcus dalam makmal mereka dan menyuntik tisu jantung yang merosakkan tikus hidup. Kemudian, mereka menyalakan lampu. Selepas 20 minit, mereka menyaksikan peningkatan metabolisme di kawasan yang rosak. Prestasi jantung keseluruhan meningkat selepas kira-kira 45 minit. Bukti menunjukkan bahawa oksigen dan gula Synechococcus dicipta melalui fotosintesis meningkatkan pembaikan tisu.
Selepas menyuntik bakteria hidup ke dalam organ tubuh, anda mungkin menjangkakan jangkitan. Tetapi dengan menariknya, penyelidik tidak menemui sebarang tindak balas imun selepas seminggu pemantauan. "Pepijat tidak lagi ada lagi, ia hilang, " kata Dr. Woo. "Dan mungkin itu jenis bakteria terbaik" - seorang penolong yang ramah yang melekat di sekitar untuk melakukan kawalan kerosakan, kemudian hilang tanpa jejak.
Satu masalah yang berpotensi dengan membuat prosedur ini adalah rawatan yang sesuai adalah masa dan kerumitan, kata Dr Morteza Naghavi, Pengerusi Eksekutif Persatuan Pencegahan dan Pembasmian Serangan Jantung di Houston, Texas, yang tidak terlibat dengan kajian itu. Merawat serangan jantung adalah perlumbaan terhadap jam, dan oleh pesakit masa dipindahkan ke kemudahan khas yang dilengkapi untuk menyuntikkan cyanobacteria ke jantung, mungkin terlambat. "Ia memerlukan sejumlah besar pelaburan dan teknologi, " kata Dr. Naghavi.
Walau bagaimanapun, hakikat bahawa penyelidik masih melihat hati yang lebih sihat dalam tikus yang menjalani rawatan selepas sebulan boleh menjadi hasil yang menjanjikan. "Jika semuanya berjalan dengan cara penyelidik menginginkannya, ia akan menjadi terapi besar bagi mereka yang mengalami serangan jantung, " kata Dr. Naghavi. "Ia adalah idea liar" - tetapi ia mungkin berfungsi.
Dr Woo dan pasukannya mengandaikan bahawa Synechococcus menyeimbangkan persamaan kimia yang diserang oleh serangan jantung. Menggunakan cahaya sebagai bahan api untuk makanan boleh menjadi konsep baru untuk hati manusia, tetapi topi lama untuk cyanobacteria dalam habitat semula jadi mereka.
Walaupun Martiny, ahli mikrobiologi alam sekitar di Irvine, kagum dengan kecerdasan kardiologi , idea bagaimana cyanobacteria kritikal adalah untuk hidup bukanlah yang baru. Ahli mikrobologi alam sekitar mengkaji cyanobacteria seperti Synechococcus dengan tepat kerana mereka sangat mempengaruhi persekitaran global. "Ia sangat literal dalam kes ini, " katanya kajian itu, "tetapi ia juga agak literal di lautan, mengingati bahawa separuh oksigen yang kita nafas berasal dari fitoplankton."
"Sangat menarik bahawa mereka boleh menggunakan organisma kecil ini untuk membersihkan sisa dalam satu sistem, " tambahnya, merujuk kepada bagaimana cyanobacteria dalam kajian menyerap pembentukan karbon dioksida dan menggunakannya untuk photosynthesize, sama seperti sifatnya. "Mereka menyediakan oksigen di sana seperti yang mereka lakukan di lautan agar kita hidup."
Kajian baru-baru ini hanyalah bukti-konsep, tetapi saintis kini berada di jalan untuk mencuba teknik dalam subjek manusia. Seterusnya mereka akan mencubanya dalam model haiwan yang lebih dekat yang lebih dekat dengan manusia, dan mereka sedang berusaha untuk menyampaikan dan menerangi cahaya pada cyanobacteria tanpa pembedahan jantung terbuka. Mereka juga mengingati penyuntingan genetik Synechococcus untuk menjadikan makhluk hidup melepas lebih banyak gula.
Bagi ramai pakar kardiologi, akar masalahnya bukanlah untuk menguruskan serangan jantung selepas ia berlaku, tetapi untuk menghalangnya dari awal. "Mengubati pesakit selepas serangan jantung seperti cuba meletakkan kunci di kandang setelah kuda dicuri, " kata Dr. Naghavi, menunjukkan bahawa kebanyakan rawatan hanya menunda kegagalan jantung akhirnya. Tetapi memandangkan begitu banyak orang Amerika mengalami serangan jantung dan mungkin akan terus melakukannya - membangunkan rawatan inovatif untuk membantu mereka pulih masih bernilai usaha, kata Dr. Cohen.
Malah sesuatu yang tidak mungkin cuba menggantikan darah menggunakan cyanobacteria, katanya, dapat membantu menyelamatkan nyawa. Cabaran, seperti yang dia katakan, "bukan sesuatu yang saya ambil dengan ringan."
