Jak więc ta nowa komórka tak długo umykała naukowcom i lekarzom? W pewnym sensie tak się nie stało. Plicous i jego student przeszukali wieki prac naukowych w poszukiwaniu utraconych śladów chrząstki tłuszczowej. Wskazówkę znalazł w niemieckiej książce Franza Leydiga z 1854 roku, współczesnego Karolowi Darwinowi. „Wszystko, co mógł umieścić pod mikroskopem, zrobił to” – mówi Plicous. Książka Leydiga opisuje komórki tłuszczopodobne w próbce chrząstki pobranej z ucha szczura. Jednak XIX-wieczny sprzęt nie mógł pójść dalej niż te obserwacje i Plicous, zdając sobie sprawę, że dokładniejszy spis tkanki kostnej mógłby być cenny dla medycyny, postanowił rozwiązać tę sprawę.
Jego zespół rozpoczął badania od przyjrzenia się chrząstce znajdującej się pomiędzy cienkimi warstwami skóry w uchu myszy. Zielony barwnik, który preferencyjnie plami cząsteczki tłuszczu, odsłania sieć gąbczastych plamek. Wyizolowali te obciążone lipidami komórki i przeanalizowali ich zawartość. Wszystkie twoje komórki mają tę samą bibliotekę genów, ale te geny nie zawsze są aktywne. Jakie geny wyrażały te komórki? Jakie białka krążą wewnątrz? Dane te wykazały, że lipochondrocyty pod względem molekularnym bardzo różnią się od komórek tłuszczowych.
Następnie zapytał, jak zachowują się lipochondrocyty. Komórki tłuszczowe pełnią w organizmie niezwykłą funkcję: magazynują energię. Kiedy organizm gromadzi energię, zwiększają się komórkowe zapasy lipidów; Kiedy organizm spala tłuszcz, komórki się kurczą. Okazuje się, że lipochondrocyty nic takiego nie robią. Naukowcy zbadali uszy szczurów, którym podawano dietę wysokotłuszczową i niskokaloryczną. Pomimo szybkiego przyrostu lub utraty masy ciała nie zaobserwowano zmian w liczbie lipochondrocytów w uszach.
„To od razu zasugerowało, że muszą pełnić zupełnie inną rolę, która nie ma nic wspólnego z metabolizmem” – mówi Plicous. „To musi mieć charakter strukturalny”.
Lipochondrocyty przypominają balony wypełnione olejem roślinnym. Są miękkie i amorficzne, ale nadal są odporne na ściskanie. W znaczący sposób wpływa na właściwości strukturalne chrząstki. Z danych uzyskanych od gryzoni wynika, że wytrzymałość na rozciąganie, elastyczność i sztywność chrząstki wzrosła od 77 do 360 procent, porównując tkankę chrzęstną z lipochondrocytami i bez nich, co sugeruje, że te komórki czynią chrząstkę bardziej elastyczną.
Wydaje się, że dary strukturalne przynoszą korzyści wszystkim gatunkom. Na przykład w uchu zewnętrznym nietoperza długojęzycznego chrząstka tłuszczowa stanowi podstawę szeregu marszczeń, które według naukowców pomagają im dostroić się do precyzyjnych długości fal dźwięku.
Zespół odkrył także lipochondrocyty w chrząstce ludzkiego płodu. Lee twierdzi, że to odkrycie w końcu wyjaśnia coś, co powszechnie zauważają chirurdzy rekonstrukcyjni: „Zawsze występuje niewielki poślizg w chrząstce” – mówi, zwłaszcza u małych dzieci. „Możesz to poczuć, możesz to zobaczyć. To bardzo jasne.”
Nowe odkrycia sugerują, że lipochondrocyty dostosowują biomechanikę niektórych elementów chrząstki. Sztywne rusztowanie z białek chrząstki bez lipidów jest trwalsze i służy do budowy obciążających stawów szyi, pleców i tak, zgadłeś – żeber, tradycyjnych źródeł chrząstki na implanty. „Ale jeśli chodzi o bardziej złożone rzeczy, które muszą być naprawdę giętkie, sprężyste i elastyczne – ucho, czubek nosa, krtań” – mówi Plikus, to właśnie tutaj błyszczy lipochrząstka.
Jeśli chodzi o procedury polegające na modyfikowaniu tych części ciała, Plicous przewiduje, że pewnego dnia hoduje organoidy chrząstki tłuszczowej w naczyniu i drukuje je w 3D w dowolnym pożądanym kształcie. Li zaleca jednak ostrożność: „Pomimo 30–40 lat badań nie jesteśmy zbyt dobrzy w wytwarzaniu złożonych tkanek” – mówi.
Choć do takiej operacji jeszcze daleko, badania pokazują, że możliwe jest wyhodowanie lipochondrocytów z embrionalnych komórek macierzystych i bezpieczne wyizolowanie ich do przeszczepu. Lee przewiduje, że organy regulacyjne nie wyrażą zgody na wykorzystywanie komórek płodowych do hodowli tkanki w przypadku choroby niezagrażającej życiu, ale twierdzi, że jeśli naukowcom uda się wyhodować tkankę do przeszczepienia z dorosłych komórek pochodzących od pacjenta, będzie ona bardziej optymistyczna. (Plicus twierdzi, że złożył nowy wniosek patentowy dotyczący wykorzystania komórek macierzystych z tkanki dorosłej.)
Lipochondrocyty poszerzają naszą wiedzę na temat tego, jak chrząstka powinna wyglądać i jak powinna wyglądać – i dlaczego. „Kiedy próbujemy stworzyć, powiedzmy, nos, czasami możemy użyć (komórek wypełnionych lipidami) jako odrobiny wyściółki”. Lee mówi. Chrząstka tłuszczowa może pewnego dnia wypełnić tę pustkę jako nadająca się do hodowli tkanka wszczepialna – lub może stać się inspiracją dla lepszych materiałów biomimikujących. „Może być jedno i drugie” – mówi. „Myślenie o tym jest ekscytujące. „Może to jest jedyna rzecz, której nam brakuje.”
