Schéma lidského embrya po uhnízdění ve sliznici dělohy. Dno amniového váčku (A) slouží jako základ ektodermu (epidermis, nervová soustava), zatímco ze stropu žloutkového váčku (Ž) se vyvíjí entoderm (trávicí a dýchací systém). Ještě než žloutkový váček zmizí v zapomnění, indukuje na svém povrchu extaembryonální mezenchym k tvorbě krevních ostrůvků a primitivního krevního oběhu. Autor: prof. Jaroslav Slípka.

Krátce si představme žloutkový váček, bez toho bychom mohli jeho atlas jen těžko docenit! Dobře, leckomu přichází na mysl spíše žloutek slepičího vejce, ale to určitě není neodpustitelná nepřesnost. Vždyť žloutek ptačích nebo plazích vajec (popř. vajec ptakořitných savců) vykazuje několik podob se žloutkovým váčkem živorodých savců: je relativně veliký a nápadný, naplněný stavebními látkami důležitými pro embryonální vývoj. Funkční žloutkový váček se tak vyskytuje u savců včetně člověka, ale jen dočasně a v poměrně krátké době embryonálního vývoje, která není ani tak časná (abychom jí nazývali pre-implantačním vývojem), ale ani ne tak pozdní (abychom jí označili za období fetální, tedy období plodu). U člověka lze toto období datovat mezi 4. a 8. týdnem a říkáme mu embryogeneze, anebo příhodněji organogeneze. Ano, jsou zde položeny základy orgánů, které často indukuje právě žloutkový váček. Nicméně, tento vývoj je podmíněn uhnízděním embrya a vytvořením placenty, od které se odvíjí evoluční úspěch živorodých savců; proto bude o placentě ještě řeč.

Během embryo (organo-)geneze se progresivně diferencují tkáně a zakládají se orgány; dlužno dodat, že řada orgánů vzniká v téhle vřavě jako pozůstatek fylogeneze s velmi krátkou expirační dobou. Jako příklad poslouží Meckelova chrupavka – je vcelku velká a dominuje jako chrupavčitý skelet v celé délce prvního faryngového oblouku, přesto po ní u savců zůstávají jen dvě středoušní kůstky, kladívko a kovadlinka, poté, co odřídí morfogenezi dolní čelisti. Dalším zářným příkladem je právě žloutkový váček. Vzniká s první diferenciací embryonálních buněk během druhého týdne vývoje. Po dutině blastocysty (zvané blastocel) je to další dutý „orgán“, který se dále diferencuje a sám slouží jako induktor pro další struktury. A tak sev pojivu na jeho povrchu velmi brzy objeví krevní ostrůvky.

Lidské embryo na konci fáze embryogeneze se svojí vnější podobou blíží naší představě o lidském vzhledu naplňuje naše představy. Opravdu, v 8. týdnu embryonálního vývoje jsou založeny orgánové soustavy a embryo vstupuje do fáze růstu. S respektem k tomuto milníku přestáváme od 9. týdne od oplození mluvit o embryu a začínáme ho označovat jako plod (fetus). Autor: prof. Zbyněk Tonar.

S trochou nadsázky můžeme říci, že je to začátek jeho konce, protože primitivní krevní oběh jde ruku v ruce s vývojem placenty – to je silný konkurent žloutkového váčku! Vždyť placenta napojená na organizmus matky poskytuje luxusní příjem živin a odvod metabolitů, aniž by se embryo muselo spolehnout na zásobu v žloutkovém váčku či odpadní pytlík v podobě jeho výchlipky (allantois). Také doba gravidity může být příjemně dlouhá, aniž by byla limitovaná skladovacími kapacitami obou váčků.

Placenta přináší natolik silné výhody, že u jí vybavených taxonů nemá žloutkový váček velké šance. Vskutku, u člověka se žloutkový váček relativně zmenšuje (tedy neroste na rozdíl od embrya) a dostává se brzy do extraembryonálního prostoru. Opravdu 8. týdenní embryo a následně plod zůstává ve spojení se žloutkovým váčkem už jen tenkým kanálkem zvaným ductus omphaloentericus, který probíhá pupečníkem.

Po tom všem by bylo velmi nevděčné myslet si, že žloutkový váček je jen výstřední strukturou bez většího významu. Jak bylo naznačeno, povrch žloutkového váčku je místo, kde se prvně zakládají cévy a krevní elementy (považte, přelom 2. a 3. týdne!). Kmenové buňky původem z extraembryonálního mezenchymu (zvané hemangioblasty) jsou základem pro stěnu cév (endotel) stejně jako pro progenitory krevních buněk (erytroblasty). Není divu, že tyhle kmenové buňky nedají spát hematologům a hemato-onkologům, kteří se trápí s transplantacemi kostní dřeně a soustavně koketují s léčbou kmenovými buňkami. Které buňky by nás ale měly zajímat? Hemangioblasty indukované rozmanitými růstovými faktory žloutkového váčku se rychle diferencují a míra jejich kmenovosti u většiny těchto buněk rychle klesá. A tady přichází do světla reflektorů atlas buněk žloutkového váčku!

Titěrná práce atlasu pochází z biologických laboratoří Sangerova institutu v Cambridge, která vychází ze systematické práce na 10 lidských zárodcích v různé fázi embryogeneze. Musíme si přiznat, že v 21. století je studium lidského post-implantačního embrya téměř nemožné při respektování přísných etických pravidel zacházení s byť potracenými embryi.

Na straně druhé máme k dispozici high-tech metody umožňující přečíst transkripty a proteiny jedné jediné buňky a tak maximálně využít tato lidská embrya dostupná jen v minimálním množství. A právě v kombinaci extrémně vzácného biologického materiálu a bravurně zvládnuté techniky single-cell analýzy spočívá unikum práce, publikované více než 50 spoluautory.

Pracoviště a kontakt na autory.

Přiznejme si, že v hledání a popisu buněk žloutkového váčku nám modelové organizmy moc nepomohou – octomilka nebo háďátko je zcela mimo hru, myší žloutkové váčky jsou v indukci krvetvorby línější a spoléhají se více na játra, embrya prasat nebo skotu jsou trochu těžkopádná vzhledem k anatomickým rozdílům plodových obalů (některá z nich poněkud staromódně využívají allantois!) a tak zbývají primáti, se kterými lavírujeme na podobně úzké kladině etiky jako u člověka. Pokud se kdy uchýlíme k použití modelových organizmů, tak až se znalostí všech rozdílů a podobností, tedy paradoxně až po prostudování lidského embrya.

Jakkoliv bude další studium žloutkového váčku komplikované, motivace chybět nebude. Nalézt kmenové buňky, které budou natolik kmenové a současně univerzální pro použití v buněčné terapii onkologických problémů, by pro medicínu znamenal obrovský skok (že by právě někde kolem žloutkového váčku dřímala další Nobelova cena za pokrok ve výzkumu kmenových buněk?). Identifikovat růstové faktory, které definují tu či onu kmenovou buňku by taktéž nebylo od věci. Až poté se bude možné pustit do kvalifikované produkce buněk pro případnou léčbu. Atlas tak představuje počin, bez kterého se nelze pohnout dále! Patrně stojíme na prahu nové kapitoly buněčné terapie, s atlasem v ruce, naštěstí...