8. listopadu 2012 8:00 Lidovky.cz > Relax > Věda

Vědci umí vypěstovat lidské buňky. Další krok k léčbě neplodnosti

Vyšetření ultrazvukem - ilustrační foto. | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Vyšetření ultrazvukem - ilustrační foto. | foto: Shutterstock

Japonští vědci vypěstovali v laboratoři myší vajíčka. Svítá šance na léčbu neplodnosti i na záchranu ohrožených druhů živočichů.

Embryonální kmenové buňky lze použít jako univerzální surovinu pro vypěstování jakéhokoli ze zhruba 230 typů buněk dospělého lidského těla. Ve vhodných podmínkách je vědci dokážou proměnit na například na buňky srdečního svalu, slinivky nebo neurony mozku.

Proto do nich lékaři vkládají obrovské naděje při léčbě chorob i zranění. Zatím ale vědci všechny typy buněk lidského těla z embryonálních kmenových buněk vypěstovat neumějí a jejich využití k léčbě se teprve začíná testovat.

ČTĚTE TAKÉ:

Embryonální kmenové buňky vznikají ze zárodků ve velmi časném stádiu vývoje a to je v případě lidských embryí předmětem bouřlivých diskusí. Proto se vědci snaží nahradit embryonální kmenové buňky méně kontroverzní „surovinou“. Jako alternativa se nabízejí tzv. indukované pluripotentní kmenové buňky. Ty lze vytvářet z buněk odebraných z dospělého organismu po cílené aktivaci vybraných bílkovin. Za jejich objev byla v pondělí udělena Nobelova cena za medicínu.

Tvorba indukovaných kmenových buněk je sice eticky bezkonfliktní, ale jejich potenciální využití komplikují jiné nectnosti. Mívají např. sklon k nádorovému bujení. Moderní biomedicínský výzkum tak řeší hned dvě klíčové otázky: Co všechno dokážeme z kmenových buněk vypěstovat? A nakolik se vyrovnají indukované kmenové buňky těm z embryí?

Těžká cesta ke spermiím

Už v roce 2003 dokázali němečtí biologové z myších embryonálních kmenových buněk vypěstovat v laboratoři velké buňky, které nesly řadu rysů společných s vajíčkem. Bylo jasné, že kmenové buňky mohou posloužit i k tvorbě pohlavních buněk. Zároveň se však ukázalo, jak obtížná bude realizace těchto ambiciózních vizí. Teprve v loňském roce uspěl tým japonských biologů, zkoumající tvorbu spermií u myší.

Další krok k léčbě neplodnosti


Pod vedením Mitinoriho Saitoua z university v Kjótu nejprve „postrčili“ oba typy myších kmenových buněk - embryonální i indukované - kvývoji ve spermii. V laboratorních podmínkách zvládli jen počáteční fáze vývoje, kdy buňky ani vzdáleně nepřipomínají spermii s bičíkem. Takto získaný „buněčný polotovar“ vnesli do varlat mladičkých myšáků, kteří vlastní spermie neprodukovali. Za deset týdnů už se ve varlatech objevily spermie schopné oplození. Saitou a jeho tým použili tyto spermie k oplození vajíček a získali zcela zdravé myšky. 

Výsledky experimentu publikované v prestižnímvědeckém časopise Cell vzbudily velkou pozornost. Všem bylo jasné, že laboratorní tvorba vajíčka představuje podstatně větší sousto. Nejnovější práce týmu Mitinoriho Saitoua, zveřejněná v předním vědeckém časopise Science, však oznamuje světu, že Japonci zvládli i tento zapeklitý úkol.
 Japonští biologové použili jako výchozí surovinu opět jak myší embryonální, tak indukované kmenové buňky. Vystavili je účinku vybraných bílkovin a buňky na tento impuls zahájily vývoj v pohlavní buňky. V laboratoři vědci opět uskutečnili jen počáteční fáze tohoto vývoje. Pro další proměnu potřebovaly buňky vydatnější podporu, než jakou nabízí laboratorní podmínky. Tu jim Saitou a spol. zajistili smícháníms buňkami odebranými z vaječníků novorozených myší. Vznikla tak jednoduchá náhražka vaječníku, kterou vědci vnesli do těla myší samice.

Zárodečné buňky pokračovaly zdárně ve vývoji a nakonec daly vzniknout plnohodnotným vajíčkům. Když je Saitouův tým oplodnil ve zkumavce a vzniklá embrya přenesl do těla náhradních matek, narodily se zcela zdravé myšky. Svůj perfektní zdravotní stav prokázaly i tím, že se samy staly rodiči početného potomstva.

Příslib pro léčbu neplodnosti

Saitou už pracuje na tvorbě lidských vajíček. Sám ale přiznává, že to je komplikované, protože nároky lidských buněk se od myších významně liší. Nebude proto stačit pouhé „okopírování“ postupu, jenž vedl k úspěchu u myší. Nabízí se však celá řada důvodů, proč postupy pro produkci lidských spermií i vajíček vyvíjet.

Proces vzniku lidských pohlavních buněk zůstává v mnoha ohledech zahalen tajemstvím, a proto jsou pro nás záhadou i některé příčiny neplodnosti. Možnost nahlédnout do dějů, jež formují vznik lidských pohlavních buněk, tak slibuje pokrok v léčbě i prevenci závažných poruch plodnosti.

Před praktickým využitím spermií a vajíček vypěstovaných z kmenových buněk v medicíně musí mít lékaři jistotu, že vzniklé pohlavní buňky jsou naprosto plnohodnotné a dětem, které z nich budou počaty, nehrozí tělesné nebo duševní postižení. Splnění tohoto požadavku nebude jednoduché. Ale pokud se to podaří, svitne šance na početí potomka například lidem, kteří se jako děti museli podrobit léčbě nádorového onemocnění a chemoterapie s ozařováním jim jejich pohlavní buňky nenávratně zničily.

Pomoc ohroženým druhům

Pokud by vědci zvládli stejný postup i u jiných živočichů, než je myš, znamenalo by to přínos pro záchranu vymírajících druhů. V současné době se vědci snaží od kriticky ohrožených druhů získat tělní buňky, které jsou pak zmraženy speciálním postupem a uskladněny v tekutém dusíku. Po rozmražení se tyto buňky v laboratorních podmínkách dále množí. Zatím by bylo možné z nich získat ohroženého živočicha jen klonováním.

V budoucnu by mohli biologové například kožní buňky kriticky ohroženého nosorožce jávského nejprve proměnit na indukované pluripotentní kmenové buňky a z těch pak vypěstovat spermie nebo vajíčka. Oplozením ve zkumavce by pak vzniklo nosorožčí embryo, které by donosila náhradní matka. Buňky kůže lze odebrat značné části populace ohroženého druhu. Díky tomu lze uchovat jedinečné kombinace genů jednotlivých zvířat, jež mohou už zítra padnout za oběť pytlákům, chorobám nebo jiným nepříznivým vlivům.

Jaroslav Petr, autor je profesorem České zemědělské univerzity

Najdete na Lidovky.cz