Doba, kdy bude v našich silách zajistit regeneraci tkání poškozených osteoporózou či artritidou a kdy půjde pěstovat játra, srdce nebo ledviny, se blíží. Přispělo k tomu odhalení kmenových buněk, které jsou nediferencované a mohou dát vznik buňkám všech tkání v těle. S novým poznatkem o chování těchto buněk přichází američtí vědci z Los Angeles. Výzkumný tým Lindy Demerové z Kalifornské univerzity  studoval symetrii růstu při vzniku orgánů a zjistil, že migrující buňky se chovají poněkud stereotypně.

Linda L. Demer, profesorka medicíny, fyziologie a bioinženýrství, UCLA: „Tkáň to není jen shluk buněk, ale organizovaná struktura, která bez svojí účelové architektury je nefunkční.“

Asymetrie v živočišné říši není věcí neznámou, jen si jí poněkud neuvědomujeme. Zdáme se být symetrickými, ale je to jen klam. O symetrii hlouběji pod kůží už nemůže být řeč vůbec. Náš žaludek, srdce, játra mají levou a pravou stranu. Stejně tak náš mozek a konec konců i ruce a nohy. Již víme, že rostoucí buňky poznávají svou levou a pravou stranu velmi záhy. Jasno zřejmě mají již po druhém dělení oplozeného vajíčka. Tak záhy si buňky uvědomují, jestli dají vznik placentě, tedy něčemu co přijde „zahodit“, a nebo zárodku, který bude vyslán, aby se snažil o zachování rodu. Ví se také, že v poněkud pozdější diferenciaci se embrya hraje úlohu malý kousek specializované tkáně nacházející se na jeho spodní straně v raném stadiu vývoje. Anatomové mu říkají ventrální hrbol. Jeho buňky jsou opatřeny vlákny – ciliemi, jež se točí takovou rychlostí, že jejich pohyb odhalila až vysokorychlostní kamera. Vrtěním 10 krát za sekundu tvoří mikroskopické čerpadlo, které selektivně dopravuje chemické posly přednostně na jednu stranu vznikajícího těla. Gradient chemických signálů buňky informuje o tom, kde jsou a jak se mají vyvíjet. Velkou záhadou stále zůstává, podle čeho se buňky orientují v rostoucích orgánech. Tým Demerové se tomu snažil přijít na kloub zkoumáním chování kmenových buněk. Buňkám množeným v kultuře vědci připravili překvapení v podobě různých povrchů. Dna kultivačních nádob pokryli střídavě ploškami s proteinovými substráty, které k nim byly buďto „vstřícné“, tedy adhezivní, nebo „nepřátelské“, jež je odpuzovaly. Snažili se tím simulovat podmínky, se kterými se buňky na svých cestách v našich tělech setkávají. Odpověď na otázku, zda se v rozhodujících fázích střetu s překážkou nějak rozhodují, jim měly dát dva pokusy. V jednom buňky nechaly „kráčet po koberci“ tvořeném úzkými střídajícími se „vstřícnými a nepřívětivými“ proužky. V druhém jejich umělý podklad připomínal šachovnici. Vědci přiznávají, že na začátku těchto testů neměli nejmenší představu, jak se buňky zachovají. 
 

Zvětšit obrázek

O tom, že se migrující buňky stáčejí doprava svědčí tento úhlopříčně orientovaný vzor. (Kredit: L. Demer, UCLA)

Vyšlo najevo, že v obou případech - jak na proužkovaném, tak i šachovnicovém podkladě - buňky většinou překonávaly nastražená rozhraní otočením doprava o 20 stupňů. Jejich chování tak trochu připomíná vbíhání spartakiádních cvičenců na plac. Ti také zpočátku drží směr a když dospějí k určité metě, změní ho, aby se bez vzájemného handrkování rychle dostali na své značky. Výsledkem buněčného mašírování jsou dlouhé paralelní řady tvořící diagonální pruhy, které postupně zaplní celou vymezenou plochu.

Že buňky vnímají substráty, které mají pod sebou, a že podle nich řídí směr své migrace, velkým překvapením není. Jiné to je s poznatkem, o jaký směr jde. A že reakcí na vodorovné naváděcí pruhy je buněčná reorganizace, jejímž výsledkem jsou také pruhy, ale diagonální. Vědci si myslí, že tento poznatek budou moci využít v komunikaci s buňkami, že umět jim udělit takový příkaz se může v budoucnu hodit například při nařizování výměn opotřebovaných nebo poničených tkání. Demerová si již brousí zuby na úpravy substrátu, kterým by buňky navedla do dvourozměrných struktur a výhledově je chce přemlouvat k trojrozměrným výtvorům. Svůj výzkum by chtěla dovést do stadia, kdy kmenové buňky odebrané pacientům nechá podle připraveného „formuláře“ samoorganizovat se do architektonické podoby požadovaných orgánů. Hezká vidina. Vyřešila by všechny problémy, které s sebou nesou transplantace. Ty jsou totiž i přes veškerý pokrok medicíny doprovázeny odhojovacími reakcemi. Jednou bojují buňky dárce proti štěpu, jindy štěp proti dárci. Tlumení takových vzájemných rozmíšek jsou hrátky s rakovinou, a to vše by u orgánů vypěstovaných z vlastních buněk odpadlo.

Pramen: University of California - Los Angeles