Převratný objev! Kdy se začnou pěstovat lidské oči?

Pro nevidomého člověka je umělé oko snem. Snem, který by mu dokázal vrátit zrak a který v současné době patří více než do reálné vědy do vědecko-fantastické literatury. Přesto se zcela nedávno podařilo udělat první kroky, které by tento sen mohly proměnit ve skutečnost.Pro nevidomého člověka je umělé oko snem. Snem, který by mu dokázal vrátit zrak a který v současné době patří více než do reálné vědy do vědecko-fantastické literatury. Přesto se zcela nedávno podařilo udělat první kroky, které by tento sen mohly proměnit ve skutečnost.

„Výroba“ oka je velmi náročná záležitost. Kromě jiného si žádá i velmi přesnou koordinaci jednotlivých kroků, do které se v mnohých případech zapojují molekuly adenosintrifosfátu a adenosindifosfátu (ATP a ADP). Právě tyto molekuly byly klíčem k nejnovějšímu objevu britských vědců.
Nick Dalea a Elizabeth Jones z britské Warwické univerzity chovají ve své laboratoři pulce, kteří vypadají jako výtvory šíleného genetika. Kromě svých dvou běžných očí mají i několik dalších zrakových orgánů různě roztroušených po těle. Nalezli bychom je na temeni hlavy, hřbetě nebo na ocásku. Cílem vědců však rozhodně nebylo vytvořit vševidoucí žábu, ale přijít na to, jak vlastně oko vzniká, aby jej jednoho dne mohli vytvořit sami ve zkumavce. A to nejen žabí, ale především lidské.

Náhody přejí velkým objevům
Stejně jako Flemingovi dopomohla k objevu penicilínu náhoda, i v případě nadbytečných očí u pulců na počátku nestál záměr. „Vývoj oka nebyl našim hlavním cílem, zajímal nás především vliv molekuly ATP na biomechaniku pohybu žab,“ říká Elizabeth Jones. „ATP je taková zvláštní molekula, která zachycuje energii uvolněnou při štěpení organických látek, a pak ji dodává tam, kde je třeba. Aby se však mohla energie z molekuly uvolnit ve větších množstvích, je zapotřebí enzym, který ATP štěpí na adenosindifosfát (ADP).“
Vědci tento proto tento enzym nejprve vstříkli zárodku do místa, kde se později vyvíjí hlava a k jejich překvapení se pulcům začaly vytvářet nové oči. Ale ani ostatní části těla se nenechaly zahanbit a ochotně po aplikaci enzymu vyráběly jednoduché zrakové orgány.

Oko třeba na ocasu
Následoval podrobný průzkum místa dění. Speciálně sestrojená sonda odhalila, že na místech, kde se zakládají oči, se molekuly ATP opravdu snaží. Nejprve se jich na místě vyrojí celá armáda, která následně infiltruje okolní buňky, kde se nechají „okrást“ o jeden atom fosforu a převtělí se do ADP. Silná koncentrace ADP probudí geny, v nichž jsou zapsány plány na výrobu oka. „O velké části těchto genů jsme věděli, jakým způsobem se do tvorby oka zapojují, již dříve. Dlouho jsme si však lámali hlavy tím, co je přiměje k činnosti ve správný čas a na správném místě,“ dodává Jones.
Nový poznatek je i v souladu s již dříve pozorovaným vztahem mezi nedostatkem enzymu štěpícím ATP na ADP u lidských plodů a vážnými poruchami vývoje oka. „Teď víme, že ADP aktivuje a koordinuje jednotlivé oční geny a troufám si říci, že nebude trvat dlouho a tento poznatek nám pomůže vypěstovat oko i v tkáňové kultuře,“ neskrývá optimismus Jones. „Jedná se sice jen o startovací mechanismus, ale i ten nám umožní odhalit, jaké procesy ve tkáni musejí proběhnout, aby se nakonec zrakový orgán vytvořil.“

Oko ze zkumavky?
Práce britského týmu je teprve na počátku a i samotná Elizabeth Jones přiznává, že případný úspěch u pulců ještě nemusí znamenat, že stejná cesta je dovede k cíli i v případě lidské tkáně. „Lidské zrakové orgány jsou mnohem složitější než jednoduché oči pulců a cesta k nim nebude vůbec jednoduchá,“ tvrdí Jones. „Všechny dosavadní poznatky sice směřují k tomu, že spouštěcí mechanismus pravděpodobně bude stejný, v dalších krocích se však mohou zapojovat zcela odlišné molekuly a celý postup bude mnohem složitější.“
Stejně tak se může výzkum zadrhnout už na faktu, že lidské tkáni nebude injekce ADP vůbec k ničemu. Je známou skutečností, že tkáně obojživelníků a plazů bývají k nápadům tvorby nových orgánů mnohem vstřícnější než savčí. Pokud mlok přijde o nohu, doroste mu nová. O podobném výsledku amputace končetin si savci mohou nechat jenom zdát. Je tedy nasnadě otázka, jestli tomu podobně nebude i u očí.

Biologii zatím předčí technika
O výrobu umělého oka se však nesnaží pouze biologové. Vlastně by se dalo říci, že o umělé oko se snaží především elektroničtí technologové. Například vědci s Technologického ústavu ve švýcarském Lausane slibují, že do několika málo let vyvinou umělou sítnici. Ta by měla sestávat z čipu s minimálně 500 světelnými receptory. Ke čtení textu na obrazovce přitom stačí už rozlišení 100 pixelů, tedy světelných bodů. Zrak sice umělá náhražka nenahradí zcela (naše sítnice má 130 milionů tyčinek reagujících na světlo), ale i tak je pro slepce velkou nadějí. 
Podobnou elektronickou sítnici vyvíjejí i technologové z amerického Stanfordu.
Poněkud razantnější řešení představuje návrh výzkumného týmu z Massachusettského technologického institutu, který chce funkci celého oka nahradit miniaturní kamerou schopnou obraz „vypalovat“ na umělou sítnici, jejímž úkolem je pak předávat elektrické signály zrakovým nervům.

Umělá bulva jako živá
Náhrada oka nemá pouze funkční význam, ale i estetický. Pokud někdo přijde o oko, může si časem do prázdné jamky vkládat skleněnou náhražku. Ta má však tu nevýhodu, že se narozdíl od pravého oka vůbec nehýbe. Přirozený výraz obličeje tedy ruší o něco méně než páska přes oko, nicméně ruší stále výrazně. Z tohoto důvodu se odborníci na robotiku z Albertské univerzity v kanadském Edmontonu rozhodli, že vyvinou novou verzi náhrady oka. Ta doslova parazituje na mozkových signálech, které dávají rozkazy svalům u zdravého oka. Umělá náhražka má v sobě zabudované čidlo, které dokáže takové signály rozpoznat a řídit se jimi. Pokud tedy mozek přikáže biologickému oku, aby se podívalo doprava, zároveň stejný podnět předá i čidlu v protéze. To pak informuje řídící jednotku, aby umělým okem pohnula také doprava.

Nejčastější příčiny slepoty
Podle Světové zdravotnické organizace je nejčastější příčinou slepoty šedý zákal. Trpí jím celých 43 % slepých lidí. Při šedém zákalu se zhoršuje průzračnost čočky. Nemoc se vyskytuje v několika formách, může být vrozená, být následkem poranění oka nebo stárnutí.
Druhou nejčastější příčinou je zelený zákal, který postihuje 15 % slepců. Při glaukomu dochází ke zvýšení nitroočního tlaku, které vede k deformacím a jiným poškozením vnitřní části oka a zrakového nervu. V rozvinutých zemích postihuje až 2 % lidí středního a vyššího věku. Jeho příčinou je zvýšená tvorba komorové vody, případně poruchy jejího odtoku. Může být následkem jiných onemocnění či zranění oka nebo stárnutí.
Zejména v Asii a Jižní Americe se na přední příčky příčin slepoty dere těžký infekční zánět spojivek a rohovek, tzv. trachom. Celosvětově se na slepotě podílí 11 %. Jeho původcem jsou chlamydie (mikrobiální nitrobuněční parazité). Choroba se rozvíjí několik měsíců, a pokud se včas zaléčí antibiotiky, nezanechává trvalé následky. V rozvojových zemích je však závažným zdravotním problémem.

Rubriky:  Zdraví
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Čeští vědci vyvinuli látku chránící kůži před sluncem

Čeští vědci vyvinuli látku chránící...

Že je ultrafialové záření pro člověka hrozbou není žádnou novinkou. Této...
Lidé s duševním onemocněním jsou v Česku stigmatizováni

Lidé s duševním onemocněním jsou v...

Podle dřívější studie vědců z Národního ústavu duševního zdraví a 3. Lékařské Fakulty UK...
Nové generace léků, které pomáhají cukrovkářům

Nové generace léků, které pomáhají...

Diabetes mellitus, nebo též cukrovku, znali již staří Egypťané, lze ji však...
Česko-americký tým pracuje na novém léku proti rakovině

Česko-americký tým pracuje na...

Vědecký tým složený z vědců Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR...
Nanovlákna proti vráskám?

Nanovlákna proti vráskám?

Před časem jsme vás informovali o tom, že pardubičtí vědci dokázali...
Nenáviděné akné? Vědci mají řešení na dosah!

Nenáviděné akné? Vědci mají...

Do určité míry prožije zkušenosti s akné většina z nás. Boj proti tomuto...
Původce černého kašle je mistrem v manipulaci s imunitou. Čeští vědci ukazují proč

Původce černého kašle je mistrem v...

Bakterie způsobující černý kašel, onemocnění dýchací soustavy s potenciálně...
Mrkev zrak nezachrání, pravidelné oční kontroly ano

Mrkev zrak nezachrání, pravidelné...

Na 4. dubna připadá tradiční Mezinárodní den mrkve. Letos bude tento převážně...
Světélkující potkani znamenají úspěšnou transplantaci lymfatických uzlin

Světélkující potkani znamenají...

Díky unikátním přístrojům Centra pokročilého preklinického zobrazování probíhá...
Brambory jako prevence rakoviny žaludku

Brambory jako prevence rakoviny...

Studie vědců z čínské Univerzity Zhejiang zjistila, že konzumací velkého množství...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Různé koutky světa, jeden dolar: Co za to koupíte?

Různé koutky světa, jeden dolar:...

Ve světe jsou různé cenové relace, za určitou sumu...
Rakovina: Proč vzniká a jak ji můžeme léčit? 

Rakovina: Proč vzniká a jak ji...

Bojí se jí úplně každý. Když zaútočí, nebere ohled na věk, společenské...
Odčinila křivdu na bratrancích Veverkových teprve výpověď pěti svědků?

Odčinila křivdu na bratrancích...

„Rádlo půdu jenom rozryje. Nedokáže ji obrátit. Jak se tedy v té udusané zemi má...
Krimi z Ameriky: Drogový dealer rozdrtí oblíbeného starce

Krimi z Ameriky: Drogový dealer...

Byla to obrovská rána! K automobilové nehodě se sbíhají lidé ze širokého...
Upadl vynálezce Josef Božek do dluhů kvůli bouřce?

Upadl vynálezce Josef Božek do...

„Sestrojím parní loď,“ rozhodne se Josef Božek povzbuzený zájmem veřejnosti....
Označili učitelé slavného fyzika Ernesta Macha za kluka bez talentu?

Označili učitelé slavného fyzika...

Když v letech 1847–1848 navštěvuje chlapec Ernst Mach, rodák z Chrlic u...
Hypotermie zachránila muži život: Srdce mu nebilo 18 hodin!

Hypotermie zachránila muži...

Lékaři byli schopní úspěšně resuscitovat 53letého muže, jenž byl téměř jeden...
Bude v českých zemích již brzy voda nad zlato?

Bude v českých zemích již brzy...

To, co se Středoevropanovi ještě před pár lety zdálo nemožné, se pomalu...
Dokázal císař Rudolf II. odhalit padělky grafik Albrechta Dürera?

Dokázal císař Rudolf II. odhalit...

Přísně katolická výchova na španělském královském dvoře není pro mladého...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.