Sciencemag.cz
Doporučujeme
Výzkum kmenových buněk patří mezi nejnadějnější biomedicínská témata dnešní doby. To ostatně potvrdila svým letošním rozhodnutím i Švédská akademie věd tím, že udělila Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství vědcům, kteří zásadním způsobem přispěli k objasnění vlastností kmenových buněk. Terapie pomocí lidských kmenových buněk představuje světlo na konci tunelu pro nemocné Parkinsonovou chorobou, diabetem, nebo pro pacienty, kteří utrpěli poranění míchy. Česko-francouzský vědecký tým nedávno odhalil, že indukované pluripotentní kmenové buňky mohou v budoucnu zásadně pomoci v léčbě pacientů po mozkové mrtvici.
Embryonální kmenové buňky, které lze získat ze savčích blastocyst (raných embryí), mají schopnost trvalého růstu, přičemž si zachovávají svou pluripotenci, což znamená, že z nich mohou vzniknout jakékoliv buňky těla. Získávání embryonálních kmenových buněk je ale z hlediska etiky diskutabilní, a proto vědci hledali další způsoby, jak kmenové buňky získat. Jednou z možností je „přeprogramování“ některých již diferencovaných buněk, které vede ke vzniku tzv. indukovaných pluripotentních kmenových buněk. Potřebné diferencované buňky je možné snadno získávat z dospělých tkání jako je kostní dřeň či placenta.
Jednotlivé typy kmenových buněk mohou různým způsobem přispět k funkční i morfologické rekonstrukci poraněné tkáně. Embryonální kmenové buňky nebo indukované pluripotentní kmenové buňky jsou schopny generovat nové specializované buňky a nahradit poraněné nebo chybějící buňky. Naopak hlavním přínosem jiného typu kmenových buněk získávaných z tkání dospělých jedinců (např. mezenynchymových buněk z kostní dřeně) je záchrana poškozených buněk v rozvíjejícím se poranění. Působí tak, že produkují různé biologicky aktivní látky (růstové faktory, cytokiny), aktivují místní kmenové buňky, zmenšují případnou zánětlivou reakci a podporují hojivé procesy v okolí poranění.
Samotné buňky ale na všechno nestačí. Proto je třeba kombinovat jejich působení s novými biomateriály, které se dají použít jako nosiče kmenových buněk, a mohou se tak podílet na rekonstrukci poškozených tkání. Biomateriály jsou látky, které se běžně používají v klinické praxi a jsou určeny pro kontakt s živou tkání, aniž by této tkáni nějak zásadně vadily – jsou tedy tzv. biokompatibilní. Různé biomateriály, jako jsou hydrogely či nanovlákna, se používají jako náhrady poškozených částí těla, k opravě vrozených vad či traumatických poškození. Jinými slovy slouží jako lešení či podpůrná kostra pro rostoucí kmenové buňky.
Doktorka Jendelová, která se bude podílet na jednom z pěti klíčových výzkumných programů projektu BIOCEV (Výzkumný program 4 – Biomateriály a tkáňové inženýrství), a její vědecký tým z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd, se dlouhodobě zabývají výzkumem kmenových buněk a jejich využitím k léčbě poranění mozku a míchy. Pro regeneraci poškozených nervových tkání používají porézní biomateriály, které jsou implantovány do místa poranění a postupně prorůstají buňkami.
Dr. Jendelová v nedávné studii, která vznikla v rámci evropského projektu STEMS, společně s francouzskými kolegy použila indukované pluripotentní kmenové buňky k léčbě části mozku potkanů poškozené mrtvicí. Vědci ukázali, že nervové kmenové buňky vzniklé z indukovaných pluripotentních kmenových buněk mají v tomto případě dvojí účinek. V prvních měsících uvolňují látky, které snižují odumírání důležitých struktur v mozku (substantia nigra) a podporují regeneraci nervové tkáně. To vede ke snížení neurologického deficitu způsobeného mrtvicí. V dalších měsících dochází k začleňování diferencovaných buněk do mozkových struktur příjemce a k rekonstrukci příslušných nervových drah.
Tato studie významně rozšiřuje dříve získané poznatky o mozkových transplantacích a ukazuje, že indukované pluripotentní kmenové buňky mají po transplantaci do místa postiženého mozkovou mrtvicí schopnost zvrátit způsobené poškození a zastavit degeneraci odlehlejších částí mozku, které jsou propojeny s poškozeným místem. Indukované pluripotentní kmenové buňky by mohly být také využity pro vybudování „buněčné banky“ rozličných imunologických variant těchto buněk, která by byla ideálním zdrojem pro budoucí substituční terapii pacientů po mozkové mrtvici.
Polentes J, Jendelova P, Cailleret M, Braun H, Romanyuk N, Tropel P, Brenot M, Itier V, Seminatore C, Baldauf K, Turnovcova K, Jirak D, Teletin M, Côme J, Tournois J, Reymann K, Sykova E, Viville S, Onteniente B. Human induced pluripotent stem cells improve stroke outcome and reduce secondary degeneration in the recipient brain. Cell Transplant. 2012 Aug 10
