James Thomson

Hned dva týmy publikovaly nezávisle na sobě průlomové práce, v kterých popisují uměle navozenou proměnu plně diferencovaných (specializovaných) lidských tělních buněk na buňky nápadně připomínající embryonální kmenové buňky. Následně vědci z těchto buněk vytvářeli specializované buňky jiných typů. Jde vlastně o jakýsi „rekvalifikační kurz“ lidských tělních buněk.

Shinya Yamanaka

Japonský tým vedený Shinyou Yamanakou získal kožní buňky šestatřicetileté ženy a buňky z kloubního mazu devětašedesátiletého muže. V těch pak vědci uvedli do akce čtyři geny, jež kódují tzv. transkripční faktory (OCT4, SOX2, c-MYC a KLF4). Tyto molekuly zapínají v buňkách celou škálu dalších genů a tím mění jejich vzhled i funkce.

Yamanaka už dokázal, že tento kvartet transkripčních faktorů dokáže proměnit myší kožní buňky na buňky, které naplňují základní kritéria tzv. pluripotentních buněk – buňky se množí a mohou se za vhodných podmínek diferencovat na všechny možné typy buněk dospělého těla. Sám přiznává, že nečekal, že stejná čtveřice transkripčních faktorů zabere i na lidské buňky. Ale povedlo se.

Účinnost je zatím velmi nízká, ale to nepředstavuje problém vzhledem k tomu, že kožních a jiných buněk lze z lidského těla odebrat poměrně snadno poměrně hodně. Takto získané buňky jsou s to v těle myši vytvořit novotvar, v němž se formují nejrůznější buněčné typy. To dokazuje, že jde o buňky skutečně pluripotentní. Diferenciační schopnosti takto získaných „falešných embryonálních kmenových buněk“ dokázali Japonci v laboratoři, kde z takto „převychovaných“ buněk vypěstovali např. tepající buňky srdečního svalu. Výsledky zveřejnil časopis Cell.

Pluripotentní lidské buňky

Uplatnění celé metody v medicínské praxi není ale v dohlednu. Pro vnášení genů do buněk se používají geneticky upravené viry a to by asi zdravotnické kontrolní orgány jen tak „neskously“. Navíc bylo u transkripčního faktoru c-MYC prokázáno, že je s to navodit vznik nádorů.

Americký tým vedený Jamesem Thomsonem použil pro obdobné pokusy buňky odebrané z předkožky. Také Thomson a spol. vnášeli do buněk geny pro kvartet transkripčních faktorů pomocí virů. Použili však z části jiné transkripční faktory – OCT4, SOX2, NANOG a LIN28.

Zvětšit obrázek

Získáme “rekvalifikací” svých tělních buněk tkáně a nebo dokonce orgány, které využije medicína k léčbě chorob a záchraně životů? To ukáže čas.

Chybí tu tedy „proklatý“ c-MYC schopný vyvolat nádorové bujení. Také Thomson vypěstoval ze specializovaných buněk „falešné embryonální kmenové buňky“ a u nich pak prokázal schopnost velmi široké diferenciace. Problémy spojené s nasazením virů ale neodstranil. Například hrozí, že virus při zabudovávání genů pro transkripční faktory poškodí vlastní dědičnou informaci buňky. Práce Thomsonova týmu vyšla v Science.

Pokud se podaří výše uvedené  problémy překonat, mohla by v budoucnu vypadat léčba mnoha chorob tak, že by nám lékaři odebrali třeba buňky z ústní sliznice, ty by v laboratoři proměnili na pluripotentní buňky a z těch by nám následně napěstovali to, co zrovna potřebujeme – kost k vyspravení tříštivé zlomeniny, beta-buňky Langerhansových ostrůvků slinivky pro léčbu cukrovky, srdeční svalovinu pro zacelení díry po infarktu, dopamin produkující neurony pro zmírnění projevů Parkinsonovy choroby.
O tom, za jak perspektivní „rekvalifikaci buněk“ vědci považují, svědčí fakt, že výzkum na tomto poli zahájil i „otec ovce Dolly“ Ian Wilmut.

Pramen: Cell (DOI: 10.1016/j.cell.2007.11.019), Science (DOI: 10.1126/science.1151526)