Články o pěstování zvířecích, ale i lidských buněk na Petriho misce, už delší dobu nikoho nezajímají. Pozornost vzbudí jen když se z nich někomu podaří vytvořit nějaký funkční orgán. Jako když kus čelisti nechali růst pacientovi na zádech, nebo když lidský ušní boltec tvarovali z kožního štěpu na zádech myšky. Laboratoří, kde pěstují plátky kůže, či trubičky s nimiž lze nahrazovat kousky cév, průdušek, jícnu,... přibývá jako hub po dešti a tak už o nich referují většinou jen odborná, případně regionální média. Ty převratnější zprávy o vypěstovaných váčcích fungujících jako ledviny nebo srdce poněkud zapadly. Nejspíš proto, že velikostí šlo zatím jen o „mini“ orgány a pro praxi byly k ničemu. Teď se čeká na vylepšení „tiskařské techniky“, z níž začnou padat plnohodnotné orgány na míru. Tak, jako se to už povedlo u pistolek tištěných z plastu a které střílejí „ostrými“.
V Harvardu se nyní parta okolo Clifforda Woolfa postarala o rozruch něčím, co je tak trochu návrat do doby, kdy se s kultivací buněk teprve začínalo. Slaví úspěch s fibroblasty. S nejobyčejnějšími buňkami z těch obyčejných. S podobnou kultivací by se nechlubili už ani praktikující studenti. V populárních článcích se o těchto buňkách často psalo jako o buňkách kůže. V kůži je totiž fibroblastů hodně a odtud se pro pokusy také berou. Rády se vesele množí, nemají moc choutek se zvrhávat v nádorové zrůdy a ke spokojenosti jim stačí mistička s atmosférou obohacenou o globálně oteplovací plyn (CO2). Ani jako strávníci nejsou náročné. Za vděk vezmou v kultivačním mediu přídavkem telecího (séra), ale slušně rostou i na základní namíchané syntetice.
Clifford Woolf z Harvard Stem Cell Institutu (HSCI) nad těmito „sprostými“ buňkami dlouho ohrnoval nos. A nebyl sám. Stejně opovržlivě na ně pohlíželi jeho kolegové z Bostonské dětské nemocnice a dalších spolupracujících pracovišť. Teď se stali slavnými. Paradoxně více svým neúspěchem, než úspěchem. Autoři totiž na sebe totiž „práskli“, čím tři roky marnili čas. Takové věci se v odborných článcích nedočteme často. Jednak proto, že o průkopníky slepých cest nemají vydavatelé časopisů zájem, ale hlavně proto, že na poli vědy také probíhá nemilosrdný konkurenční boj a usnadnit někomu něco, co nás stálo tři roky života, a vyšlapávat tak cestičku k úspěchu rivalům, aby nás v získávání grantů měli šanci předběhnout, tomu se říká podřezávat si vlastní větev.
Problémy Woolfovu týmu začaly proto, že udělal to, co by udělal každý. Vybral si to nejlepší. Podle obecného přesvědčení se k přípravě specializovaných buněk nejlépe hodí buňky kmenové, které diferenciace teprve čeká. Těm nejlepším z nejlepších se říká embryonální kmenové buňky. Získávají se z časných embryí, kdy jsou si všechny buňky ještě rovny a žádná není rovnější. Nejlepším důkazem jejich všestrannosti a schopnost dát vznik úplně všem druhům a typům buněk v jakékoliv tkáni, jsou jednovaječná dvojčata. Je paradoxem, že nejvšestrannější kmenové buňky, se nakonec ukázaly být v jejich případě tou nejhorší volbou.
Studiu vedení nervových signálů je oblast, které se věnují tisíce laboratoří. Uvážíme-li, kolik času, chemikálií a peněz daňovým poplatníkům přiznáním svých problémů Woolfova parta ostatním ušetřila,...
Tři roky pokusničení s „tvrdohlavými“ embryonálními buňkami autoři nazývají časem „tlučení hlavou do zdi“. Blýskat na lepší časy se jim začalo až když z čirého zoufalství a nervy prý hodně nízko, to zkusili s fibroblasty. Prý jen proto aby se ujistili, že to s buňkami ještě umí. Zapátrali v paměti a vyšli z práce Kevina Eggana a Christophera Hendersona z Columbia university, kteří již v roce 2008 přesvědčili kožní buňky k proměně v tzv. indukované pluripotentní kmenové buňky. Při snaze získat vysoce specializované neurony to vskutku vypadá jako diletantský krok zpět. Už proto, že „dospělé“ fibroblasty museli nejprve omladit a převést do nižšího vývojového stádia. To aby jim znovu zpřístupnily šuplíky s geny od nichž už buňky zahodily klíče v domnění, že je nebudou potřebovat. Jen omlazené kožní buňky se pak další stimulací mohli pokusit proměnit v buňky nervové. K tomu aby vysoce specializovaný neuron schopný detekovat bolest měl všechno co má mít (patřičné receptory) museli použít pěti chemických šťouchanců. Jmenují se: Ascl1, Myt1l, Ngn1, Isl2 a Klf7. Všechny spadají do skupiny transkripčních faktorů. Jejich přičiněním z kožních buněk získali to, po čem tolik toužili – neurony se strukturami detekujícími to, co si v mozku uvědomujeme jako bolest. A to není zrovna málo.
Stejného názoru nabyli i v časopisu Nature Neuroscience, kde vyšel článek o neuronech s nociceptory. Tak neurologové říkají volným nervovým zakončením, které se za normálních okolností nijak neprojevují. V češtině je známe pod výstižným označením „mlčící receptory“. Asi proto, že v laboratoři se u nich těžko zjišťuje, zda jsou skutečně funkční. Ten, kdo přeložil nociceptory jako „mlčenlivé“, asi nikdy neseděl na zubařském křesle. Ve chvíli, kdy nás někdo začne lechtat po okostici, rozhodně nemlčí. Nikdo nám dokonce ani nemusí zajet do dásně. Aby do ústředí začaly donášet, stačí i podebraná pata, nebo ischiasem strnulé partie. To proto, že jde o různé typy neuronů obdařené specializovanými receptory. Jedny svou morseovku spustí když se klepneme kladívkem do palce. Poznají to podle změněné koncentrace draselných iontů v prstu. Jiné to zase se svou aktivitou začnou přehánět, když se setkají s prostaglandinem. To je molekula doprovázející zánět.
Síť neuronů vypěstovaných v misce se americkým výzkumníkům asi opravdu povedla. Testy totiž ukázaly, že jejich neurony vypiplané z buněk kůže reagují jak na změny pH a draslíkové ionty, čímž nám dávají na srozuměnou, že kdyby mohly, potrápily by nás silnou akutní bolestí. Svou reakcí na přidání do misky prostaglandinu či kapsaicinu, zase dokazují, že by nás dovedli otrávit chronickou dlouho trvající bolestí navozenou zánětem, případně po podání oxaliplatin(u), který zase dostávají pacienti při chemoterapii. Misky s neurony jsou tedy hodně blízko tomu, jak nám tyto neurony s mlčícími receptory fungují v našich tělech v reálu.
Nikdo nejsme dokonalý a tak stejná bolístka někoho trápí víc, jiného méně. Do přecitlivělosti i sníženého prahu bolestivosti mluví geny. Proto nové neuronové udělátko uvítají i genetici. Dostávají totiž do rukou nástroj, který jim umožní sledovat rozdíly v chování neuronů od různých osob. A budou jim k tomu stačit jen kousíčky kůže. Odhalování genů, strkajících prsty do našich útrap bude tak mnohem snazší.
Neurony v mističkách prý teď začnou na sebe prozrazovat mnohé a mělo by to kromě publikací jít využít i k tlumení našich útrap. Woolfova parta nic netajila prý proto, že bolesti je v soudobém světě víc, než je zdrávo a léky proti bolesti zabíjí více lidí, než kokain, nebo heroin.
Literatura
Woolf, C. K., Wainger, B. K., and Buttermore, E. D., et al. Modeling pain in vitro using nociceptor neurons reprogrammed from fibroblasts. Nature Neuroscience. Advanced online publication November 24, 2014. DOI: 10.1038/nn.3886
Harvard University
Diskuze:
