Zvětšit obrázek

Astrocyt z mozku lidského embrya. Kredit: Bruno Pascal, Wikimedia Commons.

Když americký spisovatel Elwyn Brooks „E. B.“ White, inspirován snem ve vlaku do New Yorku, ve třicátých letech vymyslel podivuhodného myšáka jménem Stuart Little, co mluví a vůbec se chová jako člověk, tak si nejspíš ani nepomyslel, že tu jednou budou běhat myši s mozky, v nichž bude dost lidského.

Jenže jsme v jednadvacátém století a dovedeme podivuhodné věci. Steve Goldman z Lékařského centra Univerzity v Rochesteru a jeho spolupracovníci vytvořili myši, které mají mozky prošpikované lidskými buňkami. Jsou to stále ještě myši, v mozku mají myší neurony, ale prakticky všechny jejich gliové buňky, čili neuroglie, jsou lidské. A podle všeho jsou tyhle myši chytré, mnohem chytřejší než jiné myši.

Zvětšit obrázek

Steve Goldman. Kredit: University of Rochester.

K čemu taková frankensteinovská zvířata? Kromě toho, že jsou úžasně provokativní, také velmi dobře slouží vědě. Zkoumáním živých lidských mozků si koledujete o problémy, zabývat se buňkami na Petriho miskách zase není natolik vzrušující a přínosné. Myši s napůl lidským mozkem představují velmi zajímavou alternativu mezi těmito extrémy, vhodnou pro výzkum lidského mozku a jeho onemocnění.

Jak si takové bystré myši vyrobit? Goldman a spol. získali nezralé gliové buňky z darovaných lidských embryí. Poté je vpíchli do mozku myších zárodků, kde se z nich staly funkční gliové buňky, astrocyty. Během jednoho roku si lidští buněční vetřelci myší mozky úplně podmanili. Z původně asi 300 tisíc lidských gliových buněk, které přijala každá z myší, se za tu dobu stalo 12 milionů buněk, které prakticky kompletně nahradily původní myší gliové buňky. Podle Goldmana bylo úplně vidět, jak myší gliové buňky bezmocně vyklízejí pozice.

Zvětšit obrázek

Myší astrocyty vypěstované v laboratoři. Kredit: Guillaume Marcy/ Duke University.

Astroycyty jsou důležité pro proces myšlení, protože posilují spojení mezi neurony prostřednictvím synapsí. Jejich výběžky napomáhají koordinovat přenos elektrických signálů přes synapse. Lidské astrocyty jsou desetkrát až dvacetkrát větší než myší a mají asi tak stokrát víc výběžků. Vzhledem k tomu napomáhají přenosům nervových signálů mnohem intenzivněji. Jako kdyby myším s lidskými gliovými buňkami úžasně přetaktovali všechny jejich procesory.

Standardní testy paměti a poznávacích schopností prokázaly, že humanizované myši Goldmana a spol. jsou mnohem chytřejší než jejich myší soukmenovci. Například když vědci zjišťovali jejich schopnost zapamatovat si vztah mezi zvukem a jemným elektrickým šokem, tak si to myši s lidskými gliovými buňkami pamatovaly zhruba čtyřikrát lépe.

Zvětšit obrázek

Stuart Little. Kredit: Columbia Pictures.

Odborníci jsou Goldmanovým výzkumem nadšeni. Podle specialisty na kmenové buňky Freda Gageho ze Salkova institutu v kalifornské La Jolle by bylo nesmírně zajímavé zjistit, jestli lidské astrocyty fungují v myších stejně jako v lidech. Jde o to, jestli nové tělo ovlivní osud implantovaných nervových buněk anebo ne. Wolfganga Enarda z Mnichovské univerzity, který vyrobil myši s lidským genem Foxp2 schopné se lépe učit, zase fascinuje, že dotyčné buňky prosperují v různých druzích.

Goldmanův tým zatím neusíná na vavřínech. Dál zkoumají, jak lidské astrocyty ovlivňují inteligenci, paměť a učení, jen tentokrát u inteligentnějších a větších laboratorních potkanů. Mají už prý za sebou první implantáty lidských gliových buněk a teď vědci sledují jejich šíření v mozku potkanů.

Pokud si někdo vzpomněl na povídku Daniela Keyse Růže pro Algernon (Flowers for Algernon), kde účinkuje myš s operativně zvýšenou inteligencí nebo podobné příběhy, tak Goldman zásadně odmítá, že by lidské astrocyty udělaly myši více lidskými. Podle něj nevybavily myši žádnými schopnostmi, které by byly jinak výhradně lidské. Lidské buňky jen vylepšily fungování myších nervových spojení. Goldmanův tým také rozhodně nechce vkládat lidské buňky do opic. Prý to krátce zvažovali, pak ale převážil strach ze všech možných etických komplikací. Asi je zaskočilo nedávné filmové Zrození Planety opic (Rise of the Planet of the Apes), v němž se lidoopům zvýší inteligence při testování léků na Alzheimerovu chorobu a vede to ke špatným koncům. Ani vědci by to neměli přehánět s katastrofickými filmy.

Video:  Enhancing Synaptic Plasticity - Forebrain Engraftment. Kredit: University of Rochester

Literatura

NewScientist 1. 12. 2014, Journal of Neuroscience 34: 16153–16161, Wikipedia (Astrocyte).