Zvětšit obrázek

Danio. Obratlovčí octomilka na pět.

Když se zatoužíme porovnat se s našimi příbuznými, řekněme v rámci obratlovců, musíme se připravit na to, že v leckterém ohledu dopadneme docela smutně. Máme sice přerostlý a těžký mozek a rafinovaně odlišná pohlaví díky ekologické specializaci, přesto ale máme ve svém genomu spousty zoufalých nevýhod. Mezi ty nejvážnější patří vedle potupné náchylnosti k rakovinám či příliš ostře nabroušeného imunitního systému také naprostá neschopnost nechat si dorůst ztracenou končetinu nebo třeba vnitřní orgán. Kromě prostého a rozhodně ne dokonalého záplatování ran a zlomenin se prakticky nezmůžeme už na vůbec nic.

Zvětšit obrázek

Danio svítící. Genoví mágové si rádi hrají.

Naštěstí jsou mezi obratlovci šikulové, co leccos dokážou a v nahrazování ztracených tkání a orgánů jsou mnohem profesionálnější, než my. Jejich důkladným výzkumem se snad s trochou štěstí dozvíme, jak to přesně dělají a časem se třeba dokážeme vylepšit, abychom to uměli taky. Tým molekulárních biologů z Department of Cell Biology na Duke University Medical Center v americkém Durhamu vedený Kennethem Possem zaměřil pozornost na akvarijní rybičky dania pruhovaná (Danio rerio, anglicky pěkně a výstižně zebrafish). Dania jsou modelky, něco jako octomilky obratlovců, o nichž se toho ví už hodně moc, proto mají nejvyšší šanci, že si je nějací vědci vyberou do nového experimentu.

Poss si je s kolegy vybral také proto, že si dokážou regenerovat poškozenou srdeční tkáň. Až do nynějška přitom panovala obecná představa, že se jim začnou dělit přímo buňky srdečního svalu v bezprostředním okolí místa poškození. V rámci svého projektu Possovi lidé poranili srdeční sval vybraným daniím poté je důkladně sledovali.Badatelé nakonec překvapivě zjistili, že regenerace rybího srdce probíhá úplně jinak, spíš ve stylu regenerace poraněného mloka, jemuž něco utrhlo končetinu.

Zvětšit obrázek

Model regenerace srdce dania. Do dvou měsíců je vše při starém.

U takového mloka na místo poranění přijede spousta nediferencovaných kmenových buněk a natěsnají se tam do pořádného shluku, čili regeneračního pupenu, blastémy. Pak se změní v buňky srdečního svalu a srdce se tak elegantně zregeneruje. Jak se zdá, klíčový signál k regeneraci srdce kmenovým buňkám posílají buňky epikardia, čili membrány, jenž srdce obklopuje ze všech stran.

Třetí den po poranění srdce začaly buňky epikardia zvolna zacelovat ránu, což se jim nakonec povedlo za 14 dnů. Zároveň se ve třetí až čtvrtý den začaly předělávat buňky regeneračního pupenu. Ukázalo se, že v epikardovém obalu srdce dochází k významné expresi jistých genů, které jsou jinak aktivní pouze během embryonálního vývoje oběhové soustavy. Buňky epikardu pokrývaly ránu a regenerační pupen, postupně vytvářely nové cévy a po celou dobu pro regenerující srdce dělaly útulné prostředí. Badatelé postupně odhalili, že signalizaci mezi epikardem a regeneračním pupenem provádí především fibroblastové růstové faktory, které jsou za normálních okolností používány při zacelování povrchových zranění a během embryonálního vývoje.

Zablokování těchto proteinů u danií stoplo probíhající regeneraci srdce brzy po startu. Nově vytvořené cévy špatně prorůstaly do regenerovaných buněk a to nakonec celý proces regenerace zastavilo.

Srdce dania. Regeneruje jako divé.

Regenerace živočichů je stále ještě docela záhadná. Jsou známy případy, kde je určité zvíře schopné regenerace a jeho blízký příbuzný ne. To naznačuje, že spíše schopnost regenerace sdílel společný předek všech obratlovců a že ji někteří z jeho potomků ztratili, než že by schopnost regenerace vznikala mnohokrát nezávisle.

 

Srdce lidské. Třeba jednou bude slušně regenerovat.

Pokud jde o srdce, vědci mají za to, že by schopnost regenerace poškození srdeční tkáně mohli mít v genomu všichni obratlovci.
Jen je v některých vývojových liniích vypnutá. Možná úplně náhodou, takových případů je v evoluci spousta. Existuje slušná šance, že takový mechanismus ve svých genech vlastníme i my a že ho třeba bude možné genetickým čarováním vyspravit a zase zapnout. V savčích srdcích je totiž spousta typů buněk, které by mohly regenerovat, ale z nějakého zatím záhadného důvodu regenerují jen velice málo nebo na to kašlou úplně.

Danio nám při tomhle bádání poslouží jako model, na němž si dotyčný systém osaháme a pochopíme ho. Může se stát, že výzkum regenerace srdce akvarijních rybiček nakonec umožní rafinovaně opravovat lidské srdeční svaly zničené nemocí nebo infarktem. Kdyby to ještě nestačilo, dania dokáží poměrně slušně regenerovat i kůži, ploutve a mozek

Pramen: Cell 127: 607-619.