Ještě nedávno byli biologové přesvědčeni, že vývoj buněk v těle a jejich specializace probíhá jednosměrně. "Představa, že by buňka v těle dokázala 'vycouvat' ze specializovaného stavu do stavu, kdy stojí na pomyslném začátku vývoje a otevírají se jí cesty ke všem typům buněk těla, se zdála nepravděpodobná", říká biolog Jaroslav Petr z Výzkumného ústavu živočišné výroby.
Jako první naznačili "obousměrnost" vývoje buněk vědci, kteří se zabývali klonováním. Ale teprve před pár lety ukázal japonský biolog Shinya Yamanaka , že donutit buňky k "couvání" je celkem jednoduché a stačí k tomu uvést do pohybu pouhé čtyři geny. V loňském roce za to Yamanaka spolu s Johnem Gurdonem dostali Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.
Proč, to je jasné. Je velmi pravděpodobné, že tímto způsobem bude možné vytvořit libovolné orgány a části těla pro náhradu poškozených, nebo špatně fungujících orgánů, třeba slinivky u cukrovkáře. Následná transplantace by pak měla být jednoduchá, protože orgány mohou být přímo z buněk nemocného, a tělo je jednoduše přijme za vlastní.
Velké překvapení
Od objevu "couvání" s touto technologií pracuje celá řada laboratoří po celém světě. Takzvané iPS buňky (česky indukované pluripotentní buňky) ovšem vznikaly a vznikají na laboratorním skle v kulturách, kde je vědci mohou přesně sledovat a určovat podmínky jejich vzniku. V druhém zářijovém čísle časopisu Nature pak tuto hranici dále posunul tým španělského biologa Manuela Serrana. Jejich práce (dostupná odsud) ukázala, že tento proces lze navodit v těle živého zvířete.
Vědci zatím podobné pokusy dělali nesměle, řeklo by se na půl. Už před pěti lety jiná skupina například ukázala, že v organismu myši lze navodit "přeskok" buněk z jedné buněčné "role" do druhé. Povedlo se například u myší s cukrovkou proměnit buňky slinivky na buňky produkující inzulín, a otevřít tak cestu k léčbě této choroby (studie zde).
Serrano a jeho kolegové ovšem zašli dále. Neudělali jen přeskok od jedné hotové buňky ke druhé, ale vrátili najednou velké množství buněk až téměř do stavu, ve kterém jsou v embryu. Pokusili se tedy v přímo v těle myší vytvořit spoustu materiálu "na opravu". Provedli to tak, že pozměnili genetickou informací myší. Dodali jim geny vyrábějící látky, které v laboratoři používají k návratu buněk do mládí. Geny byly neaktivní, ale měly připraven chemický "spínač", který vědci stiskli, když zvířata dosáhla dospělosti.
V těle myší pak vědci skutečně objevili nové kmenové buňky vzniklé z původně dospělých buněk. To samo o sobě bylo příjemné překvapení, přiznávají autoři práce, kteří mnoho nečekali. Podmínky v těle zvířete jsou úplně jiné než v laboratoři, a výsledek byl tedy nejistý. Pokus tedy do značné míry motivovala jednoduše zvědavost, jestli a proč je něco takového možné.
Výsledek předčil očekávání. Na různých místech v těle myší vznikly shluky buněk (tzv. teratomy), ve kterých se našly i kmenové buňky. Když je pak vědci izolovali, zjistili, že jsou jiné, než čekali: odpovídají ranější než buňky vytvořené s pomocí stejných látek v laboratoři. Ze zatím neznámého důvodu proběhl celý děj "návratu buněk do mládí" v těle myší jinak, a v podstatě lépe než in vitro.
Budeme jako čolci?
Serrano a jeho kolegové se domnívají, že výzkum otevírá cestu k regeneraci lidského těla, jakou obdivujeme například u čolka nebo mloka, kterým doroste zničené oko nebo ztracená končetina. "Serranovou technikou by mohlo být možné vytvořit v těle zásobu buněk, jež poslouží jako univerzální surovina pro vznik jakýchkoli buněk, tkání či orgánů," říká biolog Jaroslav Petr.
Pokud se tedy vědci naučí řídit následné specializační procesy těchto buněk, je zde naděje, že budou moci pacientovi nechat narůst nové orgány místo těch, které těžce poškodily choroby, zranění, nebo stáří. Zatím však vědci umí vytvořit jen možný materiál na opravy, o nastartování samotného procesu opravy zatím nemůže být ani řeči.
Ne všichni odborníci s vizí vytvářeních iPS buněk přímo v těle pacienta souhlasí. Někteří (třeba Paul Koepfler na svém blogu) si nedokážou představit, že by se další vývoj ubíral tímto směrem. Už proto, že myši v pokusu to neměly vůbec jednoduché. Serrano a spol. museli vložené geny aktivovat jen velmi opatrně, protože jinak zvířata umírala a v těle se jim vytvářelo množství nádorů.
Shluky kmenových buněk se tedy sice mohou stát místem, kde dochází k obnově těla, ale stejně dobře také místem, kde vzniká choroba, která pacientovi naopak život zkrátí. I Serranova práce je dokladem, že v tuto chvíli to závisí do značné míry na náhodě a na nějaké klinické použití je velmi, ale skutečně velmi brzy.
Nastartování správného vývoje indukovaných kmenových buněk jednoduše není na takové úrovni, aby lékaři dokázali spolehlivě říci, co vlastně pacientům kúra přinese. Ale publikací v oboru indukovaných buněk přibývá rychle a pokrok je jistý, takže budoucnost je slibná. Ovšem dá na sebe ještě nějakou dobu čekat.
