Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Přijde převrat v medicíně? Vědci nečekaným způsobem omladili buňky

  11:16
Necelá půlhodina v lehce kyselém roztoku má stačit k tomu, aby myší buňky téměř zázračně omládly. Objev japonských vědců otevírá nové možnosti v biotechnologiích, včetně výroby náhradních orgánů z pacientovy tkáně či výrazně zjednodušeného a dokonalejšího klonování. Na metodě pro lidské buňky už se pracuje.

Záběr z procedury vytvoření embryonálních kmenových buněk. Nově objevené STAP buňky by měly umožnit práci bez jehel. | foto: Shoukhrat Mitalipov et al. Profimedia.cz

Upozornění: Objev tzv. STAP buněk se nakonec nepotvrdil. Původní práce byla stažena, jeden ze spoluautorů dokonce spáchal sebevraždu.

Zdá se to být jednoduché jako facka, uchýlil se k ryze českému přirovnání biolog Josef Fulka nad výsledky, které ve čtvrtek 29. ledna zveřejnili vědci z japonského ústavu RIKEN (placený přístup odsud a odsud). "Ale převratné věci bývají jednoduché," dodává vědec z Výzkumného ústavu živočišné výroby.

Malý slovníček

Kmenová buňka: Ty buňky, která má schopnost se dělit a měnit na jiný buněčný typ. Může tedy nahradit poškozené buňky nebo sloužit jako základ nových tkání. V lidském těle je celá řada typů kmenových buněk, každý se může měnit obvykle jen na určitou skupinu buněk, třeba svalových atp.

Embryonální kmenová buňka: Jde o tzv. „pluripotentní“ kmenovou buňku. Pluripotentní je z latiny odvozený výraz složený ze slov plurimus, které znamená "nejvíce", a potens čili mohoucí nebo schopný (příklad použití tohoto kořenu snad uvádět nemusíme). "Nejvíce mohoucí" buňky se mohou vyvinout v jakýkoliv buněčný typ přítomný v dospělém těle.

iPS buňka (tzv. Indukovaná pluripotentní kmenová buňka): Typ buněk, který se také dokáže změnit v libovolnou tkáň v těle. Vznik této buňky byl ale vyvolán (indukován) zvenčí.

STAP buňky: nově popsaný druh buněk vzniklý po máchání v kyselé lázni. Jsou také pluripotentní a mohou se měnit v různé typy buněk. Zdá se, že umí dokonce i věci, které neumí embryonální kmenové buňky.

Českého odborníka na klonování překvapil a potěšil popis prostého způsobu, jak "vymazat" program dospělých buněk našeho těla a vytvořit z nich tvárnou biologickou hmotu podobnou buňkám embrya. Postup je zatím doložený pouze u myší, ale už tak slibuje zásadním způsobem rozšířit i ulehčit řadu postupů a vést k vytvoření nových. A pokud bude fungovat i u člověka, což je podle biologů velmi pravděpodobné, přinese změnu zcela zásadní. Například by měl významně ulehčit vývoj technologie "výroby náhradních dílů" na míru určitému pacientovi.

Představme si to tak, že pacient by přišel do nemocnice. Lékaři mu odeberou dostatek vhodných buněk (třeba kousek kůže). Ty pak ponoří do roztoku a po několika dnech budou mít k dispozici "omládlé" pacientovy buňky, které pak nasadí do další speciálně připravené lázně s obsahem určitých biologických látek. Podle jejich složení z nich mohou vypěstovat třeba kožní štěp či jen vytvořit injekci s buňkami, které po vstříknutí do postiženého orgánu pomohou pacienta uzdravit (vypěstovat celý orgán v laboratoři se zdá být zatím opravdu příliš složité a nedaří se to).

Půl století starý sen

Vytváření nových tkání z těla a pro potřeby konkrétních pacientů není nová myšlenka, začala se nesměle rýsovat zhruba před 50 lety. Do té doby měla většina biologů za to, že buňky se během života pohybují po jednosměrné ulici. Měly kráčet směrem od "mladých" embryonálních buněk k jednomu z mnoha typů "dospělých" buněk (svalových, nervových atd.) a nikdy ne opačně.

Nositelé Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu v roce 2012. Vlevo Šinja Jamanaka, vpravo John Gurdon.

Toto biologické dogma ovšem postupně bořily nové poznatky. V roce 1962 John Gurdon pokusem s přenosem jednoho buněčného jádra do neoplozeného vejce dokázal, že buňky během vývoje evidentně "nezapomínají" a nesou v sobě všechny potřebné informace k tomu, aby znovu omládly. Důsledkem jeho objevu bylo nakonec naklonování ovce Dolly, který proběhl také přenosem jádra, a také dnešní velké klonovací "továrny" v Asii.

V roce 2006 se ukázalo, že vrátit buňky do mládí je ještě jednodušší, stačí k tomu směs správných biologických látek. Jen pomocí několika určitých biologických látek lze dospělé buňky přinutit, aby zapomněly na svou funkci a změnily se na buňky velmi podobné těm, které existují v embryu. Na buňky, které jsou schopny změnit se v libovolnou tkáň, pokud dostanou z okolí správný signál. Výsledné buňky nejsou úplně stejné jako buňky embryonální, ale mají k nim velmi blízko. Objev "přeprogramování" dospělých buněk učinil Japonec Šinja Jamanaka, který za něj (společně s Gurdonem) dostal v roce 2012 Nobelovu cenu.

Jak prosté

Nová práce japonských vědců však dovádí jednoduchost celého procesu na úplně novou úroveň. Podle jejich práce stačí jen krátká koupel (25 minut) v nepříliš kyselém roztoku (pH 5,7, čaj má pH cca 5,5). Změny v buňkách jsou pak zcela zásadní. Některé geny se uspí, další se naopak proberou, až se celková genová aktivita nápadně přiblížila úrovni "věčně mladých" buněk embrya, které dokážou vytvořit jakýkoliv typ tkáně podle toho, jaký dostanou biochemický pokyn (tzv. pluripotence).

Japonští vědci nový typ buněk nazvali STAP buňky (anglická zkratka "stimulus-triggered acquisition of pluripotency", čili buňky se stimulem získanou pluripotencí). STAP buňky jsou pak po vystavení dalším růstovým látkám více než pluripotentní (odborný výraz je totipotentní). Lze z nich vypěstovat také buňky placenty. Ty z žádného typu embryonálních buněk vypěstovat nelze.

Zdá se tedy, že krátká kyselá lázeň vymaže všechny "ochrany" buňky a udělá z ní dokonale čistou tabuli, na kterou je opravdu možné zapsat cokoliv. Jak a proč se tak přesně děje, to vědci zatím přesně nevědí.

Důležité je, že se to děje rychle, s dostatečně vysokou účinnosti, a potenciálně tedy levně i v klinické praxi. "Další ohromná výhodou je, že takto jednoduchý postupu lze těžko zakázat či regulovat," říká Josef Fulka. To znamená, že jeho případný přenos do praxe by mohl být rychlý a pacientům by mohl pomáhat poměrně brzy. 

Ale nebude to jistě hned. V první řadě je zapotřebí dokázat, že "omladit" tímto způsobem nejde jen myší buňky (vlastně mladé myší buňky, protože vědci používali buňky odebrané myším starým jen několik dnů).

Myší embryo vytvořené z buněk "vystresovaných" k omládnutí kyselou koupelí

Určitě to nepůjde zcela bez problémů. Stejně jako u kmenových buněk i jejich "příbuzných" iPS buněk hrozí například, že použití případných "náhradních dílů" z těchto buněk může být spojeno s příliš vysokým rizikem rakoviny (nebo jiných komplikací, ale riziko zhoubného bujení se zdá být nejvážnějším problémem).

Nemusí jít o otázky neřešitelné. Vždyť v Japonsku už například probíhají klinické zkoušky preparátů z iPS buněk u lidských pacientů, takže je jasné, že riziko by nemělo být alespoň v některých případech tak veliké. Samozřejmě, výsledky mohou být nepříznivé. Ale to vše teprve přijde na pořad dne, nyní vědci teprve vstřebávají překvapení z prvních zpráv.

Z koupele do opozice

K objevu došlo v laboratořích japonského ústavu RIKEN a na svědomí ho má Haruko Obokataová. Její inspirací byla mrkev. Některé rostliny totiž vytvářejí kmenové buňky v odpovědi na velmi jednoduché stresové stimuly, například po naříznutí. Pak se jejich dospělé buňky vrátí do stavu buněk kmenových a mohou účinněji opravit škody na rostlině.

Haruko Obokataová pro časopis Nature řekla, že při koupání (kupodivu ne při krájení mrkve) ji napadlo zjistit, zda něco podobného dokážou i savčí buňky. Dnes už ví, že správná odpověď byla právě koupel, ale na to přišla až za dlouho. Předtím vyzkoušela vše možné, od "pasírování" buněk pipetami, omezení přístupu živin, změny teplot apod. Je v podstatě zázrak, že někdo její práci nezastavil jako mrhání časem.

Když přišla na správnou odpověď, narazila na jinou překážku: objev vypadal až podezřele krásně. "Nechápala jsem, proč mi nikdo nevěří," řekla reportérovi časopisu Nature. Ale vytrvala, sbírala další a další údaje a měření, aby bylo jasné, co přesně se v její laboratoři děje. V přesvědčování kolegů a redaktorů vědeckých časopisů uspěla až nyní, pět let po prvním pokusu.

Zveřejněním ovšem nic nekončí, naopak. V laboratoři autorů už probíhají zkoušky na lidských buňkách (a zřejmě se brzy rozběhnou i jinde). Úspěch rozhodně není jistý, ale je pravděpodobný. Prakticky jisté ovšem je, že výsledky znovu povzbudí zájem o pluripotentní buňky a jejich možné aplikace. Nemusí to být rovnou léčebné prostředky pro člověka, ale třeba i vývoj nových a lepších zvířecích kmenů, které poslouží jako modely pro vývoj léků na lidské nemoci. Poskytují unikátní výzkumné nástroje, které by měly přispět například k urychlení a usnadnění vývoje nových léků.

Otázkou je, zda jsme na to připraveni. Biotechnologie se vyvíjejí tak bouřlivě, že třeba v oboru genetických modifikací už dnes legislativa výrazně zaostává za technologií. Bude to u výzkumu, ze kterého mohou vzniknout "náhradní díly" pro lidské pacienty, stejné?

Klonování jednoduše

Na první pohled nejsou STAP buňky eticky kontroverzní. Ale možná ne na dlouho. Časopis NewScientist přišel s informací, že STAP buňky měly umožnit první "dokonalé" klonování.

Když se dnes klonují organismy, jsou k tomu zapotřebí buňky dvě. Z první je třeba pouze jádro (to obsahuje nejdůležitější část DNA). Druhá buňka (neoplozené vajíčko) je pak naopak jádra zbavena, přesto je nezbytná. I bez jádra totiž obsahuje složitou mašinérii, která poslouží k přeprogramování vloženého jádra do té podoby, jakou mělo v embryu.

Klonování je tedy v podstatě přenos jádra jedné buňky do neoplodněného vajíčka. Nejde tedy o dokonalou kopii původního "dárce", protože i připravené vajíčko obsahuje nějakou genetickou informaci (například DNA v mitochondriích).

Podle jednoho z členů týmu se ovšem se STAP buňkami podařilo něco více: vytvořit v laboratoři shluk několika buněk, který se pak po přenosu do těla myši spontánně vyvinuly ve zdravé embryo.

To by vedlo ke zcela zásadnímu zjednodušení klonování a možnému zlevnění a rozšíření této metody a šlo by o první dokonalý klon v dějinách vědy.

Haruko Obokataová ovšem tuto informaci popřela: k žádné takové události a ke klonování touto metodou podle ní nedošlo. V rozhovoru s novináři řekla, že by její spolupracovníky tato otázka zajímala, a tak se možná brzy dočkáme odpovědi na otázku, zda myší STAP buňky dokonalé klonování umožňují, či nikoliv. Pokud ano, a zatím se to nezdá vyloučené, můžeme čekat kolem této otázky velmi živou debatu. Zvláště pokud se podaří tento typ buněk vytvořit i z lidské tkáně.

  • Nejčtenější

Za celosvětový kolaps IT systémů může nečekaně absurdní chyba

Nepovedená aktualizace bezpečnostního softwaru společnosti Crowdstrike způsobila pád počítačů a serverů s operačním systémem Windows do „modré obrazovky smrti“. Ani po restartu se nespustí. Některé...

19. července 2024  11:01,  aktualizováno  18:52

Padouši dostali další balík ukradených hesel. Není tam náhodou i to vaše?

Aktualizovaná databáze deseti miliard ukradených hesel koluje po internetu a je k dispozici kyberpadouchům. Ověřte, zda tam není i vaše heslo. V textu vás naučíme používat jedinečná a silná hesla,...

15. července 2024

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

KOMENTÁŘ: Požárů fotovoltaik může přibývat. Rizikoví jsou patlal a kutil

Požár nebo výbuch je asi to poslední, co by si majitel rodinného domu přál. V příštích letech jich může přibývat v souvislosti s tím, jak budou stárnout některé nepovedené fotovoltaické instalace ze...

15. července 2024

Vyzkoušeli jsme 3D tiskárnu pro děti. Je to hračka, která tiskne hračky

Pod značkou Kidoodle míří na trh 3D tiskárna určená přímo pro děti. Spoustu hotových modelů připravených k tisku k ní výrobce přibalil, tisknout však můžete i vlastní výtvory. Má své mouchy, ale...

19. července 2024

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Jak dlouho budou naše stopy na Měsíci ještě patrné? 55 let od Apolla 11

O tom, jak důležitý okamžik nastal v oblasti vesmírného výzkumu před 55 lety, když člověk poprvé přistál na Měsíci, máme možnost se opakovaně přesvědčovat i v současnosti, kdy se ukazuje, že i s...

20. července 2024

Mistr vedlejších rolí Krška hrál geniálně alkoholiky a muže zlomených osudů

Herec Vladimír Krška, který se narodil před 100 lety, byl téměř čtyři desítky let členem souboru pražského Divadla na Vinohradech. Na jeho scéně vytvořil na osmdesát rolí.

22. července 2024

Barbone. To jsou extrémně výkonné počítače pro gamery i revoluční PC s nano nástřikem

Advertorial

Stolní počítače si na trhu udržely své místo i přes masivní nástup levných notebooků. Mezi přední značky stolních počítačů na českém trhu patří značka Barbone od společnosti T.S.BOHEMIA, která letos...

22. července 2024

Sloužil bez ní 41 let. Poznámkový blok ve Windows se dočkal významné funkce

Premium

Je léta spojený s operačním systémem Windows. A možná jste si toho zatím nevšimli, ale Poznámkový blok nyní dostal další velkou aktualizaci včetně funkce, kterou dosud nedisponoval. Pojďme se na...

22. července 2024

CIA dostala varování, že Sověti misi překazí. Zákulisí prvního letu na Měsíc

Ve dnech 55. výročí prvního přistání člověka na Měsíci listujeme vzpomínkami a texty publicisty Karla Pacnera, které v minulosti o misi Apollo 11 pro Technet psal. Ve druhé části se zaměříme na...

21. července 2024

Sex je jako chipsy. Chcete ho, dáte si ho a akorát vás bolí břicho
Sex je jako chipsy. Chcete ho, dáte si ho a akorát vás bolí břicho

Alespoň to říká Marek Cinko, sochař, který prošel různými profesemi. Byl počítačovým grafikem, prodavačem, tesařem a tantra masérem. Právě při...

Za celosvětový kolaps IT systémů může nečekaně absurdní chyba

Nepovedená aktualizace bezpečnostního softwaru společnosti Crowdstrike způsobila pád počítačů a serverů s operačním...

IT problémy způsobily kolaps bank i letišť. V Evropě i jinde ve světě

Řadu zemí v pátek zasáhly problémy s počítačovými systémy. Letiště kvůli výpadku čelila potížím s odbavováním letů,...

Restauratéři chtějí zakázat vstup Biance Censori, vadí jim její odhalování

Přítelkyně rappera Kanyeho Westa (47) Bianca Censori (29) je známá svým stylem „oblečená neoblečená“ a snaží se šokovat...

Piju každý den. Dřív nebo později se upiju k smrti, líčí bývalý fotbalista Fenin

Fotbalista Martin Fenin (37) neprožívá nejlepší období. Nejen, že mu nevyšlo manželství s policistkou Beatou, se kterou...

John Deere už nechce být woke. Podlehl tlaku konzervativců a řadí zpátečku

Přední americký výrobce zemědělských strojů John Deere se rozhodl ustoupit od svých iniciativ v oblasti podpory...