Pěstování umělých tkání in vitro, neboli „ve zkumavce“, má v medicíně již dlouhou tradici. Vědcům z univerzity v americkém Michiganu se ale v nedávné době podařil vpravdě husarský kousek. Jejich laboratoř dokázala jako první vytvořit ve zkumavce kostní dřeň, která si zachovává většinu svých základních funkcí.
Kostní dřeň je velmi zvláštním a důležitým orgánem. Abyste ji ve svém těle našli, musíte být napřed savec – jiné organismy než savci totiž tuto evoluční vymoženost neznají. Ačkoliv se jedná o orgán nejvíce schovaný v tělesných útrobách, má pro tělo řadu životně důležitých funkcí. Je totiž vedle sleziny a lymfatických uzlin hlavním orgánem, v němž se tvoří krevní buňky. Krev nejenže rozváží kyslík a jiné živiny na místo určení, ale také umožňuje našemu tělu, aby se bránilo nájezdům nevítaných hostů zvenčí – parazitů. Výzkum amerických vědců by měl v první řadě napomoci lepšímu pochopení toho, jak na buňky kostní dřeně, které se spolupodílejí na naší imunitě, působí protirakovinné látky, dodávané do těla při chemoterapiích.
Cesta do hlubin kostí
Ačkoliv se může na první pohled zdát, že kosti jsou jen neživou výztuží našeho těla, opak je pravdou. Čilý život probíhá nejen v samotné kostní tkáni, ale zejména v jejich vnitřku, který je vyztužen komplikovaným lešením z mezibuněčné hmoty. Uvnitř kostí nalezneme u dospělých lidí hned několik typů kostní dřeně – červenou, žlutou a šedou. Bez červené dřeně to skutečně nejde – je to nejdůležitější z nich, postupem dospívání však mizí a zůstává pouze ve velkých kostech, jako je kost stehenní, lopatky či pánevní kost. A čímže je červená kostní dřeň vlastně tak významná? Žádná z krevních buněk se totiž nedokáže sama dělit a kostní dřeň je musí stále znova a znova „pumpovat“ do krve. Aby ale v kostní dřeni vznikla krev, musí se organismus pěkně namáhat. Všechny krevní buňky mají totiž jednoho společného předka – krevní kmenové buňky neboli hemocytoblasty, z nichž se jednotlivé další typy (červené a bílé krvinky, krevní destičky) velmi složitě diferencují.
Tajemství správného lešení
Lékaři často dokážou skutečné zázraky. Mezi ty největší z nich patří, že jsou schopni vypěstovat řadu nejrůznějších tkání mimo lidský organismus, takzvaně in vitro. Kostní dřeň však něčemu takovému dlouho odolávala. Největší výzvou pro „tkáňové inženýry“ bylo postavit správné lešení, na němž by se buňkám dřeně dobře dařilo. Ruskému chemikovi Nicholasi Kotovi, který dnes na katedře chemického inženýrství Michiganské univerzity zabývá aplikací nanomateriálů v lékařství, se ale po letech zkoušení podařilo právě takové prostředí uměle vytvořit. Mřížku, na které buňky rostou, vytvořil z polymerů, které snadno propouštějí živiny, takže buňky nezahynou hlady. K úspěchu byla však důležitá ještě jedna věc – aby tkáň nejen rostla, ale zachovala si své základní funkce, musí mít buňky možnost mezi sebou dobře komunikovat. O výsledku však nechme poreferovat samotného autora: „Jisté kmenové buňky, významné pro imunitu a krvetvorbu, jsou na tomto lešení schopné růst, dělit se a dále se diferencovat. Klíčem k úspěchu byla podobnost pórů umělého lešení s póry ve skutečných kostech.“ Nanomateriály si tak připsaly další drobné vítězství na poli medicíny.
Kostní dřeň a kůže
Kůže je prostorově nejrozlehlejším orgánem našeho těla a bez toho, aby dobře fungovala, by člověk dlouho nepřežil. Její zvláštní místo na hranici mezi vnějším a vnitřním prostředím našeho těla ji totiž předurčuje ke skutečně pestré paletě nejrůznějších funkcí. Lidé s kožními problémy či popáleninami se tak snadno ocitnou v ohrožení života. A jaká je spojitost mezi kůží a kostní dření? Vědci univerzity v Si-an v čínské provincii Šen-si se zaměřili právě na zkoumání unikátních vlastností kmenových buněk z kostní dřeně. S nimi spojili uměle vytvořenou kůži a výsledná tkáň se měla čile k světu. Zatím alespoň na kůži prasat, kterou vědci rádi užívají proto, že je velmi podobná lidské. Číňané doufají, že v budoucnu se jim podaří vytvořit i tkáně, které budou moci namísto dnešních kovových či plastových náhražek implantovat do poškozených kloubů.
