Výzkumníkům z Marylandu, Massachusetts a Virginie se společným úsilím podařilo odhalit gen, který je odpovědný za nový růst a obnovu vlasových buněk. Vlasové buňky (také nazývané stereocilie) jsou umístěny v Cortiho orgánu na bazilární membráně hlemýždě (kochley) sluchového orgánu v kosti spánkové.
V kanálcích tohoto orgánu dochází k převodu zvukových vln na nervové vzruchy. Vzruchy vyprodukované vlasovými buňkami jsou neurony dopravovány do mozku. Taková je podstata našeho sluchu. Ztráta vlasových buněk je příčinou oslabení až ztráty sluchu ve stáří. Úbytek vlasových buněk nemá na svědomí jen pokročilý věk, ale také některá onemocnění, nebo podávání léků, a stále častěji se ukazuje být následkem vystavení akustického tlaku moderního způsobu života.
Když se narodíme máme přibližně 50 000 vlasových buněk. Tyto buňky neregenerují a s postupujícím stářím jich ubývá a asi třetiny z nás bude mít ve stáří sluch výrazně snížen.
K zajímavým výsledkům dospěl Zheng-Yi
Chen, lékař všeobecné nemocnice v Massachusetts, který provedl velké mapování, aby zjistil, jak je gen vyjádřen v průběhu embryonálního vývoje. Zjišťoval jaké jsou charakteristické „vzory“ pro rovnoměrný vývoj orgánů středního ucha. Výzkum odhalil existenci genu, který má na starosti tvorbu proteinu, jež je jakousi trvalou brzdou pro regeneraci vlasových buněk. Sledování na myších odhalilo, že tím genem by mohl být gen pro retinoblastom, který se jeví být zvláště aktivní během embryonálního vývoje.
V tutéž dobu co Chen prováděl své pokusy, jeho spoluautor Philip Hinds z Tufts-New England Medical Center vytvořil knokautovanou myš, které tento gen pro retinoblastom (Rb1) zcela vyřadil. Všimnul si, že tyto myši v klecích běhaly v kruzích. Pro specialisty na střední ucho to bylo jasné znamení, že mají nějaký problém v labyrintu středního ucha. Chen se pustil do studia vlasových buněk u těchto knokautovaných myší a ke svému údivu zjistil, že myši s vyřazeným genem Rb1 mají více vlasových buněk a že se jim tyto buňky také dál aktivně množí.
Po tomto zjištění se Corey pokusil dopátrat toho, zda bující buňky jsou skutečně funkčními buňkami vlasovými, a nebo zda se již jedná o buňky nádorově zvrhlé. Zjistil že množícími se buňkami jsou skutečně funkční vlasové buňky, protože když je vystavil mechanickým vibracím, produkovaly elektrické signály charakteristické pro normální vlasové buňky. Také jiné pokusy s barvivem potvrdily, že tyto buňky absorbují přes membránu shodný typ barviva jako buňky vlasové, zatímco jiné typy buněk tak nečiní.
Po těchto slibných pokusech zkusil Chen jak se budou chovat normální buňky odebrané ze středního ucha, kultivované v kultuře, poté když jim vyřadí gen Rb1 z činnosti. Stalo se co očekával – buňky se začaly množit (proliferovat).
Tento pokus dokázal, že sledovaný gen není jen nějakým prostředníkem, ale že má přímý vliv na řízení cyklu množení vlasových buněk. Že tento gen dovoluje již funkčním vlasovým buňkám se znovu začít dělit. Tento poznatek nám dává do rukou nástroj, který by měl časem najít uplatnění v klinice, protože regenerace vlasových buněk by pomohla těm pacientům, kteří o své vlasové buňky z nějaké příčiny přišli.
Kromě toho tento poznatek urychlí další výzkum vlasových buněk. Získávání buněk k pokusům z labyrintu ve skalní kosti bylo obtížné. Nyní si jich každý výzkumník bude moci k pokusům ve své laboratoři nakultivovat „co hrdlo ráčí“.
Když to shrneme, tak můžeme prohlásit, že poznatky jsou velmi povzbudivé. Přesto bychom neměli nabýt dojmu, že nám slábnoucí sluch začnou genetici léčit bezbolestně a ambulantně již zítra. Vědci sice dokáží vlasovým buňkám dát pokyn aby se množily, což buňky jak se ukázalo ochotně akceptují, ale problémem je v jejich počínání zastavit. Vyřazení genu Rb1 totiž odsuzuje tyto buňky k trvalému množení, byť jak se zdá ne rakovinnému.
Před výzkumníky je nyní úkol zjistit, jak vlasovým buňkám jejich množení zarazit, protože jinak by se mohlo stát, že případná léčba by mohla vést k tomu, že bychom se, tak jako pokusné myši, z přemíry vlasových buněk v uchu, mohli taky stále jen motat dokolečka. Cílem tedy je umět spustit buňkám dělení ale také je po určité době zatrhnout. Ten první krok byl již vyřešen, ten druhý zatím neumíme. Zdá se, že to bude jen otázka času, jde o to najít vhodné promotory, předřadit je před příslušný gen a s jejich pomocí pak podle našich pokynů proliferaci spouštět a zase ji na jiný signál zastavovat. Tak nějak obdobně, jako když vesmírná loď krátkými zážehy korekčních motorků upravuje dráhu svého letu.
Regulace funkce genů je ale již podstatně komplikovanější činnost, než zde presentované „humpolácké“ knokautování genu. Ovlivňování funkcí je směr velmi perspektivní a tak se právě na tuto oblast směruje celá řada pracovišť. Nabízejí se zde totiž netušené možnosti a to nejen v oblasti léčby, nýbrž i v jiných praktických oblastech, jakými je například šlechtění zvířat. O jednom nastartovaném programu v tomto směru jsme na Oslovi psali v článku Transgenní inženýrství.
Vedle bioniky s jejími kochleárními implantáty zde vzniká alternativní možnost léčby naší hluchoty, a jenom budoucnost ukáže, který z těchto přístupů bude úspěšnější.
Pramen: Howard Hughes Medical Institute
Diskuze:
