Keisuke Kaji, vedoucí týmu

  „Mladé maso je mladé maso“ a pluripotentní buňky, jako jeho představitelky, září na vědeckém poli jako stálice. Poslední zprávy se točí okolo nového způsobu tvorby iPS buněk což je označení pro indukované pluripotentní kmenové buňky. Jinak řečeno - buňky, které jsou schopny se diferencovat a dát vznik mnoha specializovaným typům buněk, podle toho, do jaké společnosti (tkáně) je osud zavane.

Zabudováním úseků DNA do chromozomů se z buněk stanou indukované pluripotentní buňky (iPS buňky). Vědci již umí vnesenou cizorodou DNA z buněk zase odstranit. Tento způsob nepoškozuje chromozomy a snižuje riziko vzniku rakoviny.

Při přípravě těchto buněk jde vlastně o to,  přesvědčit dospělou specializovanou buňku, aby se zase stala mladou s možností volby vydat se na dráhu úzce specializované profesionálky. Pro nás specializace znamená soustředit se jen na to podstatné a ostatní zapomenout. Nejinak to dělá buňka. Aparát (rozuměj genetický) s nepotřebnými informacemi si utlumí. Geny, které ke své vytčené profesi nepotřebuje, si buňka jednoduše uspí.

Tvorba pluripotentních, tedy násilně omlazených buněk, spočívá v probouzení nefunkčních genů, které jí připomenou, čeho všeho je schopna. Poprvé se iPS buňky objevily na scéně před třemi roky. Od té doby vědci jejich omlazování stále pilují. Většinou se přeměna diferenciovaných buněk do jejich mladších stadií dělá upravenými viry. Pomocí modifikovaných retrovirů se do buněk vpravují  potřebné instrukce, které buňka zapomněla. Tato cesta není bez rizika. Vnášená cizorodá DNA se po vnesení často zabuduje do naší DNA i tam, kam nemá a pak působí neplechu. Případy léčby, kdy se původní chorobu zažehnat podařilo, ale pacient následkem léčby umřel na rakovinu, jsou až příliš časté.  

Proto se týmy vědců již několik let snaží o vylepšení techniky omlazování buněk používáním různých genů a bezpečnějších virů. Místo virových vektorů se začaly používat také jen pouhé úseky DNA. Například upravené do podoby plasmidů.  Zdálo se, že tyto metody mají jeden handicap. Čím jsou pro pacienta bezpečnější, tím jsou méně účinné.
Tento článek pojednává o úspěšné strategii omlazování buněk, které se obejde bez virů (virových vektorů). Nevystavuje buňku nebezpečí, plynoucího z  vnesených genů, tedy těch genů, jež poškozují chromozomy a kvůli kterým se buňky se rády nevhodně splaší v rakovinu.

Andras Nagy

Japonci Keisuke Kaji, pracujícímu v University of Edinburgh a Andrasi Nagymu z University of Toronto, se podařilo vytvořit speciální kruhové kousky DNA (multiproteinový expresní vektor), které jsou dost velké na to, aby byly schopny pojmout dostatečné množství informací (čtyři typy nestabilitu vyvolávajících genů - kódující sekvence c-Myc, Klf4, Oct4 a Sox2). Nejen, že tyto úseky DNA jsou dost velké k přenosu informace, ale současně jsou také dost malé na to, aby se dokázaly bez větších problémů dostat do buňky. To je podstata nového objevu, kterým se vědcům podařilo v buňkách zapnout geny, které jsou pro jejich „mladost“ rozhodující a to s vysokou účinností.

Nabýt dojem, že embryonální buňky již nejsou potřeba, by byl omyl. I když do oblasti diferenciace buněk směřuje hodně prostředků a úspěšných případů tvorby pluripotentních buněk je celá řada, stále je potřeba výsledky posuzovat k takzvanému „zlatému standardu“, kterými jsou buňky embryonální, což v našem případě jsou buňky z embryí lidských.

Co do úspěšnosti získávání pluripotentních buněk je tato metoda 25x efektivnější, než obdobné metody, při nichž se používá virových vektorů. O nové metodě se píše také jako o metodě využívající „skákajících DNA elementů“, to proto, že odborně se tyto DNA elementy nazývají transpozony. Z praktického hlediska je podstatné, že stejné, zde použité geny, umí z buňek kůže udělat pluripotentní buňku nejen u myši, ale též u člověka.

Zřejmě to je poprvé, co se lidské pluripotentní buňky podařilo získat, aniž by při jejich tvorbě bylo použito virových nosičů. Nová „bezvirová“ metoda má výhodu v tom, že proces vnášení cizích genů lze spouštět pomocí enzymu (transposáza). To, že jde o transpozony, které se na chromozomu dokážou přemísťovat z místa na místo, poskytuje možnost vnesenou cizorodou DNA bez větších problémů následně zase odstranit, aniž by se tím ohrozila nově nabytá kýžená pluripotence.

Dalšímu japonskému týmu z Kyoto University se nyní podařilo tyto vpravené geny do buňky vyloučit. Poté co z normálních buněk udělají „mladice“, je umí zase z buněk dostat ven. Traspozonem vnesené čtyři geny, které normální buňky změnily v buňky pluripotentní, z chromozomu odstraňují pomocí specifického enzymu. Tento návrat chromozomů do jejich původního stavu se zatím udál jen na myším modelu. Vědci ale nepochybují, že stejnou cestou půjde postupovat i u lidí. Byl by to velký posun vpřed, protože vylučování vnesených genů, poté co jejich úloha v buňce skončí, je věc více než žádoucí. Snižuje to riziko vzniku rakoviny a to je u buněk, které se začínají používat při léčbě tkání poničených stářím a nemocemi, významné.