Regenerační schopnosti některých živočichů nenechávají lékaře a biology spát. Jistě máme ze školy v paměti příslovečnou obnovu tkání u láčkovce nezmara nebo červů. Cesta k zásadní obnově tkání a celých orgánů není uzavřena ani obratlovcům, např. mlokům. O tom, že tyto mechanismy mohou dřímat i v dalších organismech, svědčí výsledky nynějších pokusů kalifornských vědců, kterým se podařilo regenerovat křídlo kuřete. Přesněji křídlo embrya kuřete. Přesto, že se jedná o regeneraci části těla ještě nevylíhlého kuřete, jde o zlomovou událost. Dokládá, že schopnost regenerace končetiny je geneticky zakotvena i u ptáků, tedy druhu, u kterého se něco podobného považovalo za nemožné. Teď už není důvod myslet si něco jiného, než že stejnou schopností oplývají všichni obratlovci, včetně člověka.
Zprávu o regeneraci kuřecího křídla přináší Listopadové číslo časopisu Genes and Development. Zveřejněné výsledky dokládají, že regenerace končetin je řízena mocným signálním systémem, který byl nazván Wnt. Aktivací genů tohoto systému lze překonat mysteriózní regenerační bariéru. Aktivace systému zařadila ptáky mezi žáby, ryby zvané zebřička a mloky, kterým regenerace částí těl problémy nedělá.
Šéfkonstruktér nové končetiny Juan Carlos Izpisúa Belmonte (stále je řeč jen o jednom člověku) k tomu říká: „Nic na tom není. Ještě nevylíhlému kuřeti ufiknete kus křídla. Pak aktivujete Wnt a křídlo máte zpátky. Celé, krásné, perfektní.“
Z genetického pohledu jde o změnu exprese několika genů ve zmíněném Wnt systému. To vrátí obratlovcům jejich dřívější schopnost regenerace končetin, kterou kdysi měli, ale během evoluce o ní přišli. V genech, jak je vidět, si ji ale stále ještě vláčí s sebou.
Genetikům se tu otvírá zcela nové pole působnosti. Dříve se soudilo, že když se jednou kmenová buňka vydá směrem k tvorbě nějaké tkáně, jako je třeba sval nebo kost, stává se to pro ní osudným rozhodnutím. A pokud dojde k poranění těchto tkání, jsou poškozené buňky ránu schopny jen zacelit vazivem, nebo-li jizvou.
Ovlivnění genů Wnt komplexu lze diferencované buňky vrátit zpět v čase a prakticky je „dediferencovat“. Pomocí vhodných signálů lze z diferencovaných buněk (buněk hotových tkání) získat buňky podobné buňkám kmenovým. Ty pak, jak se ukázalo na kuřeti, jsou schopny nové diferenciace a umožňují vznik všemu co je pro regeneraci končetiny potřeba.
Vlastně se tu jedná o opačný způsob, než o jakém se ve využívání kmenových buněk uvažovalo. Dosud se předpokládalo kmenovou buňku vzít a s její pomocí nechat potřebnou tkáň narůst. Nyní se zdá schůdná možnost navodit v poškozené tkáni buňkám reverzní chod, vrátit je o kolo zpět a pak je takto omlazené nechat znovu diferencovat a dotvářet chybějící kusy těla.
Manipulace s lidským Wnt signálním systémem není zatím možná, ale Belmonte věří, že tyto poznatky uvolní bariéry a povedou k výzkumu, který bude hledat cesty, jak z kmenových buněk dostat nové tělní tkáně a nové části lidských těl.
Je dobré dodat, že objev nepadl vědcům k nohám jen tak. Geny z rodiny označované jako Wnt byly poprvé nalezeny u banánových mušek. Tam se zjistilo, že mají pod palcem nevyvinutí křídel. Odtud také zkratka systému Wnt („wingless“). Belmonteho laboratoř si s těmito geny hraje už dlouho. Nimrání se s muškami postupně odhalovalo, že Wnt komplex genů má prsty v růstu buněk a to jak v normálním růstu, tak v rakovinném. Před jedenácti lety se už vědcům dařilo ovlivňováním genů Wnt komplexu tvořit zrůdy. Dávali vznik živočichům s více končetinami. V roce 2001 jim začalo být zhruba jasné, jakými cestami tyto geny normální a nenormální růst končetin řídí.
Dál si hráli s akvarijními rybkami, řezali jim ocasy a zkoumali zda dorůstají. Ošklivé věci dělali i obojživelníkům, kterým je regenerace dopřána jen v mládí. V té době si již také přibrali zárodky kuřat. Postupně se jim dařilo rozmlouvat s geny jejich řečí a přimět je pomocí povzbuzujících a nebo tlumících látek k poslušnosti. Naučili se jak inhibičními látkami změnit rybku, které ocas dorůstal, na rybku, které nic nedorůstá. Jak u žáby, které vzhledem k jejímu stáří už nic dorůstat nemělo, aby naopak zase všechno dorostlo. Krok za krokem postupovali až k pokusu o kterém zde nyní referujeme a jehož podstatou je umění signálními látkami ovlivnit zbytek tkáně křídla k tomu, že buňky pahýlu si vzpomenou na svoje zapomenuté schopnosti a zajistí, že z nich doroste celá zdravá končetina.
Má to zatím háček. Pokud se špatně odhadne doba, kdy je třeba na buňky pahýlu působit a nebo jsou geny Wnt aktivovány příliš dlouho, vznikne rakovina. Wnt rodina genů, jak jsme si již u banánových mušek řekli, hraje také první housle v proliferaci, neboli v množení buněk. A genům je jedno jestli jde růst buněk zdravých, nebo zvrhlých.
Funkční srdce z tiskárny?
Autor: Pavel Houser (16.04.2006)
Diskuze:
