Proděravělé ucho MRL myši. Kredit: Boston University.

Ve vědě se až podezřele často stává, že na počátku velkolepých objevů, které navždy změní celé výzkumné obory, bývá vyložená náhoda.

Zvětšit obrázek

Stačí vypnout gen p21. Kredit: Technovelgy.

Jistá Ellen Heber-Katz z Wistar Institute s dalšími vědci pracovala kdysi dávno – v roce 1996 se kmenem laboratorních myší zvaným MRL (Murphy Roths Large) myši. Tehdy šlo o výzkum autoimunity, při němž si Heber-Katz s kolegy potřebovala trvale označit jednotlivé myši tak, aby je rozeznala od narození až do smrti. Badatelé tehdy použili běžné a velmi jednoduché doživotní značky spočívající v proděravění ušních boltců pokusných myšek. Heber-Katz ovšem po pár týdnech s hrůzou zjistila, že se MRL myším všechny proděravěné uši zahojily a to bez sebemenší stopy po jizvách. Experiment s autoimunitou samozřejmě tím pádem smutně zkrachoval, to ale asi tehdy nikoho nevzrušovalo, protože regenerace MRL myší byla na savčí poměry naprosto neslýchaná a vysloveně si říkala o další výzkum.

Od té doby se Heber-Katz a mnozí jiní biologové usilovně snaží rozluštit záhadu regenerace MRL myší a celý svět by měl jejich snažení pozorovat se zatajeným dechem, protože v tomto případě máme na dosah nové převratné technologie v medicíně. Před pár lety se při porovnání exprese genů zázračně hojivých MRL myší a C57/BL/6 myší, které se naopak hojí velice špatně ukázalo, že mimořádné regenerační schopnosti MRL myší ovládají některé ze 36 vytipovaných genů.

Zásadní průlom v pochopení MRL myší ovšem představuje až nejnovější výzkum týmu Heber-Katzové. Po pečlivém mapování jednotlivých vytipovaných genů a analýze chování buněk z regenerujících tkání MRL myší se vědci dostali až k jednomu jedinému kandidátovi. Oním genem, který hraje ústřední roli v neuvěřitelné schopnosti regenerace MRL myší, je p21, známý též jako Waf1, CIP1 nebo CDKN1A, jehož produkt funguje jako velmi účinný inhibitor cyklinů a je tím pádem významným regulátorem životního cyklu buněk.

Heber-Katz s MRL myší. Kredit: Jim Graham.

Je zajímavé, že úzce spolupracuje se slavným proteinem p53, který potlačuje rakovinné bujení. Regenerační schopnost MRL myší spočívá v tom, že jejich gen p21 nefunguje.

Zvětšit obrázek

Dokážeme to někdy taky tak? Kredit: medGadget.

Heber-Katzové a spol. se podařilo experimentálně prokázat, že právě vypnutí genu p21 u normálních myší vyvolá podivuhodnou regeneraci, která sice není úplně taková jako u mloků a čolků, stejně ale naprosto předčí všechno, co jsme kdy viděli u savců. V normálních buňkách hraje protein p21 roli brzdy, která v případě poškození DNA některé buňky zasekne její cyklus a tím ji zabrání se rozdělit a případně vstoupit na cestu rakovinného bujení. Podle Heber-Katzové je fascinující, že tělní buňky myší s vypnutým genem p21 sice podle očekávní mají více poškozené DNA, ale překvapivě u nich nedochází k nárůstu rakovinného bujení. Jejich buňky naopak častěji končí existenci programovanou buněčnou smrtí – čili apoptózou. Zdá se, že buňky MRL myší snadněji spouštějí sebedestrukční mechanismus, který krásně vyřeší problémy s poškozenou DNA. Přesně jako u mloků a dalších obratlovců schopných rozsáhlé regenerace podstatných částí těla. Vlastně úplně stejně na tom jsou embrya všech obratlovců. I embrya dovedou šikovně regenerovat a shodou okolností i u nich je v takovém případě gen p21 vypnutý.

Je klidně možné, že stojíme pouhé krůčky před objevem zásadních technologií, které zcela změní medicínu. Snad už brzy budeme umět rychle nahradit celé orgány a končetiny a zároveň třeba i vyřešit problémy s nádory. Zdá se, že už pomalu začínáme rozumět tomu, jak geny ovládají chování našich buněk.

Nezmar – zatím nedostižný vzor? Kredit: UCI.

Pokud nebudeme za každou cenu věřit tomu, že naše těla stvořil nějaký konstruktér s poněkud černým smyslem pro humor a připustíme, že naše buňky řídí geny vzniklé během dlouhé historie plné náhod a nedopatření - tudíž geny poměrně nešikovné, tak se snad přestaneme bát do těchto genů zasáhnout. Třeba jenom vypnutím genu p21 v hojených tkáních. Zároveň se potvrdilo, jak nesmírně cenné jsou pokusy na zvířatech a o co všechno se můžeme připravit, když popřejeme sluchu bláznivým ochráncům laboratorní drůbeže. Pohled na myš, které se hojí rány podobně jako mlokovi, je nesmírně nadějný a optimistický.

Prameny

PNAS online 15.3. 2010

 Wistar Institute

Wikipedia (Regeneration).