Zvětšit obrázek

Dva týdny po injekci lidských rakovinných buněk měly pokusné myši mnohočetné metastázy po celém těle. Šlo o stav neslučitelný se životem a neléčené myši krátce poté hynuly. (PLOS)

Není dne, aby media nepsala o kmenových buňkách. Také na Oslu se dočtete o úspěšném nahrazování buněk v ochablých svalech svěračů léčících pomočování. O zlepšení poměrů ve stárnoucím mozku. O vyspravení infarktem poničeného srdce. O slibných pokusech napojení přeskřípnuté míchy. Všechny dosavadní práce se soustřeďovaly na využití kmenových buněk jako suroviny a točily se okolo nasměrování nevyvinutých buněk k jejich specializaci. Prakticky jde o jakési doučování  nevzdělanců, ze kterých chceme mít odborníky, kteří umí dělat to, co je v daném místě dělat potřeba.

Teď ale vědce napadlo, že kmenové buňky ponechají v jejich nevědomosti a využijí je jen jako nosiče v rámci sebevražedných misí. Snaha učit tyto buňky nějaké specializaci je tu vedlejší, ba přímo škodlivá. Cílem je ponechat kmenové buňky v jejich nevyvinutém, raném stádiu a navěsit na ně co nejvíce jedů. Fígl nového způsobu využití kmenových buněk je založen na principu „svůj k svému“. Kmenové buňky totiž rády cestují. Lákají je místa, kde se něco děje. Mají vrozenou snahu putovat na místo, kde jsou jiné nevyvinuté buňky – nádorové buňky.

Zvětšit obrázek

Karen Aboody

Svůj k svému
Rčení jako jsou: svůj k svému, vrána k vráně a další se stejným významem se objevují snad u všech národů. Něco na něm bude, protože se jím řídí i buňky našeho těla. Kmenové buňky jsou buňkami mladými. Výchovou ke specializaci jsou prakticky buňkami nedotčenými. Nádorové buňky jsou jim v tom hodně podobné. Buňky nádoru, dokud ještě byly normální tkání, byly buňkami vysoce specializovanými. Jenže tím co byly a co uměly, to zapomněly. Vrátily se zpět do svých mladistvých let a s tím se jim vrátila i jejich mladistvá neutuchající touha se co nejvíce množit.  Ať už tyto buňky táhne dohromady cokoli, vědce nyní napadlo jejich snahy se družit, využít.  Přitažlivost zhoubných nádorů použít k jejich vlastní zhoubě. Jednoduché a geniální.

Zvětšit obrázek

Červeně – injekce rakovinných buněk s následným vývinem metastáz.
Modře – aplikace kmenových buněk. Přirozenou snahou kmenových buněk je cestovat do míst, kde jsou metastázy.
Zeleně – po intravenózním podání aktivní látky se velikost metastáz rapidně zmenšuje.

Dělat pokusy s nádorovými buňkami na lidech pochopitelně nelze. Vědci to obcházejí tím, že používají lidské nádorové buňky, které nechávají růst v geneticky upravených myších. Takových myších, které lidskou tkáň považují za svou vlastní a neodhojují ji. Imitují se tím skutečné poměry, ke kterým dochází v těle lidském, když ho postihne rakovina. Pokus o kterém budeme nyní referovat, učinila Američanka  Karen Aboody z Kalifornie společně se svými kolegy z Tenesse, Vacouveru a Jižní Koreje. Tomuto týmu se podařil na poli boje s rakovinou významný krok. Daří se jim ničit metastázy nádoru zvaného neuroblastom.

Neuroblastom
Neuroblastom je rozšířený nádor, který postihuje především děti. Tyto tumory vycházejí z neurálních buněk. Neuroblastom představuje 7 až 10% dětských zhoubných nádorů a 50 procent novorozeneckých zhoubných onemocnění. U chlapců má toto onemocnění o něco vyšší výskyt než u děvčat. Bohužel tento nádor v době diagnózy již obvykle bývá natolik rozšířen, že jako hlavní způsob léčby zbývá jen chemoterapie. Dlouhodobé přežití u dětí starších než 1 rok se pohybuje od 10 do 40%. Dlouhodobé přežití u dětí starších než 1 rok se pohybuje od 10 do 40%.

Sebevražední bojovníci
Za vším je přirozená schopnost kmenových buněk putovat do míst, která jsou postižena nemocí. Včetně míst, která jsou zasažena rakovinou. Proč se kmenové buňky stěhují do míst, kde se jiné buňky začínají kvapně množit, nevíme. Vlastně na tom ani nesejde. Hlavní je, že slabost pro „pokec“ se svými vrstevníky mají. Aboodyová toho nyní rafinovaně zneužila.

Nevyvinuté kmenové buňky vybavené enzymatickou roznětkou jsou schopny pronikat do skrumáží a tam zahubit sebe i okolní buňky. V mnohém to připomíná způsob boje muslimských radikálů.

Kmenové buňky malinko upravila, a ty na svém povrchu vylučují enzym, který umí aktivovat protirakovinný lék.

K tomu, aby se z kmenových buněk stali mladí bojovníci, museli vědci do jejich buněčných těl vložit příslušný genetický kód. Na tom ale už dnes nic těžkého není. Takové podsouvání cizího genetického kódu se dělá pomocí takzvaného konstruktu. Jde o krátký úsek DNA, který do genomu buňky proniká zabalen v pláštíku adenoviru. Prakticky to znamená, že buňky vystavíme jakoby virové infekci, přičemž virus je upravený, nezpůsobuje nemoc, jen nám do buněk vnáší námi sestrojený genetický kód. Ten pak zajistí aby buňka tvořila a na svém povrchu vylučovala jeden enzym navíc. V tomto případě to enzym, který aktivuje derivát syntetického alkaloidu. Pokud enzym na povrchu buňky tento alkaloid aktivuje, nastane v daném místě genetická sodoma gomora. 

Zvětšit obrázek

Jako munice vědcům posloužil běžně používaný lék irinotecan. Je to uměle připravená obdoba camptotecinu, což je alkaloid produkovaný stromem Camptotheca acuminata.

Sled událostí, který dovoluje zbavit tělo metastáz probíhá následovně. Nejprve je potřeba vzít kmenové buňky a vybavit je zmíněnými enzymatickými „roznětkami“. Takto vybavení mladiství sebevrazi jsou vpuštěni do organismu. V těchto pokusech šlo o myši v jejichž tělech už bylo plno metastáz. Po vstříknutí upravených kmenových buněk se jim ponechá čas, aby se buňky měly možnost dostat za svými známými na kus řeči. Postačí k tomu tak asi 3 dny. Tato doba stačí i k tomu, aby buňky vcestovalé do metastáz, zde syntetizovaly a uvolnily do svého okolí dostatečné množství enzymu, který bude fungovat jako roznětka. Poté se tělo zaplaví semisyntetickým derivátem camptotecinu. Enzym na kmenových buňkách spustí dokončení procesu, při kterém se z nefunkčního camptotecinu stane toxický alkaloid. Ten pak ve svém okolí pustoší nač přijde, především DNA. Ve vláknech DNA napáchá plno zlomů. Rozlámaný genetický kód je pro buňky to nejhorší co je může potkat. S pomateným řídícím centrem nejsou schopny prakticky ničeho a přestanou se i množit. Tkáň kterou tvořily zaniká .

Na celé věci není nic nového. Syntetické deriváty camptotecinu se při léčbě nádorů používají už desítky let. Samotný camptotecin dokonce tisíce let. Jde totiž o alkaloid izolovaný ze stromu Camptotheca acuminata, volně rostoucího v Číně. Chemicky se jedná o 7-ethyl-10-(4-piperidino)-1-piperidino-karboxycamptotecin (CPT-11).

Zvětšit obrázek

Stromy Camptotheca acuminata rostou volně v Číně. Vysazeny byly také na území USA. Obsahují alkaloid ničící vlákna DNA. To brání buňkám se množit. Jde o přírodní cytostatikum, které se používá již tisíce let.

To, že kmenové buňky cestují  a že rády navštěvují místa, kde dochází k množení buněk je také známo poměrně dlouho.  A stejně tak nic nového není ani na užití adenoviru jako vektoru k dopravě potřebného genetického kódu do buňky.

Nikoho ale dosud nenapadlo spojit tři obehrané techniky dohromady a z kmenových buněk udělat armádu buněk s cílem ničit sebe sama a tím i vše živé, co se vyskytne poblíž. Přitom právě tato myšlenka by mohla dát léčbě s rakovinou nový směr.

Výhodou tohoto postupu je, že se do těla účinná látka podává jako téměř neškodný preparát. Při srovnání s účinkem chemoterapeutik, kterými se lékaři snaží ničit metastázy nyní, by tato metoda znamenala pro pacienta ohromnou úlevu. Provedené pokusy na myších ukazují, že by prakticky odpadly nepříjemné vedlejší účinky chemoterapie. Lék totiž působí jen tam kde má. Tuto léčbu by pro její malou škodlivost bylo možno opakovat častěji. I při častější aplikaci by tato léčba tak nedecimovala ostatní pacientovy orgány.

Léčba rakoviny ve stádiu metastáz je dnes víc než problematická. Nápad Aboodyové by mohl být cestou, jak na metastázy vyzrát. K optimismu svádí fakt, že všechny myši, které dostaly lidské rakovinné buńky uhynuly, ale v pokusné skupině léčených myší všechny myši dlouhodobě přežívaly. I když se jedná zatím jen o interpretaci poznatků získaných na desítkách zvířat, odborníci hodnotí tyto poznatky vysoko. Očekává se, že pokusy s léčbou dalších druhů rakoviny pomocí takto upravených kmenových buněk na sebe nenechají dlouho čekat a metoda najde brzké uplatnění v praxi.

Pramen:  PLOS