Umíte si představit, že budete žít do 140 let? Samozřejmě bez zdravotních potíží. Pokud se nějaké náhodou objeví, lékaři je bez problému odstraní. Vymění vám porouchanou část organismu za novou – srdce, plíce, játra, ledviny, žaludek, slinivku, střeva, ale třeba i oko, ruku, nohu, pohlavní orgány.

Ani mozek či mícha nebudou tabu. Zasloužit se o to mají tajemné kmenové buňky (stem cells)!

Zdá se, že to, co vypadá jako naprosté sci-fi, vůbec není plané snění. Již letos odborníci z Minnesotské univerzity (USA) z kmenových buněk vypěstovali umělá lidská srdce. Předtím to dokázali se srdíčky krys a domácích prasat, jejichž organismus se v mnohém člověčímu podobá.

Přestože čerstvý orgán ještě nebije v hrudi konkrétního člověka, experti na regenerativní medicínu s nadějí předpovídají, že miliony kardiaků, kteří zatím musejí platit nákladné léky a terapie, čeká »zlatý věk«.

„Srdce rostou a my doufáme, že začnou během několika týdnů i tlouci,“ uvedla Doris Taylorová, šéfová týmu.

Prase zase slouží člověku

V tomto prvním úspěšném pokusu se nejednalo o úplně kompletní vytvoření srdce. Vědci jako kostru použili dárcovský orgán – srdce domácích prasat. Z něj odstranili buňky svalů, ale zůstala propojovací kolagenová tkáň.

Do ní pak vpravili lidské kmenové buňky, které se množily a rostly kolem dané struktury a měnily se na zdravé buňky srdeční tkáně.

Nejde však pouze o srdce. Existuje velkorysý program podobného pěstování mnoha jiných »tělních součástek«. Cílem je vytvořit funkční orgán přímo z vlastních buněk vybraného pacienta.

Chtějí zmenšit potíže

To bude mít podle nejnovějších vědeckých hypotéz mnoho výhod. Takové orgány nečekají potíže s odmítavou imunitní reakcí organismu, jako je tomu s orgány od cizích dárců, i když třeba klientových příbuzných.

Vysoké riziko odmítnutí dárcovského orgánu zatím moderní medicína potlačuje silnými léky, které ovšem nebezpečně zvyšují krevní tlak, riziko selhání ledvin či rozvinutí onemocnění diabetes mellitus (cukrovku).

Řada druhů kmenových buněk se vyskytuje nejen v embryonální tkáni, ale i v těle dospělého člověka. Odborníci postupně nacházejí kmenové buňky, které mohou u dospělého jedince zakládat játra, slinivku, kosti, chrupavku či nové nervové buňky.

Naděje, nebo zkáza lidstva?

Kmenové buňky jsou určeny svým vývojovým potenciálem. Pojem kmenová buňka má význam v souvislosti se zárodečnou linií – vajíčka a spermie, které po splynutí vytvoří celý organismus, jsou produktem zárodečných linií.

Oplozené vajíčko (zygota) je totipotentní (z latinského totus = úplný) kmenová buňka, vytvářející všechny buňky organismu.

Zatímco to mnozí považují za naději, jiní hovoří o morální zkáze. Platí to zejména o některých církevních představitelích, označujících používání lidských embryí za vraždu novorozenců.

Rané embryonální kmenové buňky mohou být ze zárodku odebrány a pomnoženy v laboratorních podmínkách. Během vývoje jsou směrovány k jednotlivým vývojovým drahám a jejich vývojový potenciál se mění, ale je stále ještě široký.

Tyto multipotentní kmenové buňky již mohou vytvářet jen omezený počet druhových buněk.

Vraždí neviňátka?

Jde tedy o záměrné zabíjení nesčetných plodů v matčině lůně? „Lidské embryonální kmenové buňky bývají získávány z nadbytečných embryí, která jsou produkována na klinikách umělého oplodnění. Ve velmi rané fázi vývoje, kdy je embryo tvořeno zhruba tisícem buněk, mohou být odděleny a rozmnoženy v tkáňových kulturách.

Mohou in vitro (ve skle, ve zkumavce – pozn. red.) vytvářet mnoho odlišných druhů buněk, a tak jsou také definovány – jako pluripotentní buňky v tkáňových kulturách. U nás máme v současné době sedm takových linií,“vysvětluje světoznámá odbornice na kmenové buňky, ředitelka Ústavu experimentální medicíny AV ČR prof.

MUDr. Eva Syková, DrSc., (*1944) která současně vede Centrum buněčné terapie a tkáňových náhrad, jakož i Ústav neurověd UK 2. LF v Praze.

Pestřejší než duha

Jaká je však motivace pro práci s lidskými embryonálními kmenovými buňkami? Obecně jde o dva hlavní důvody. Prvním je možnost tyto buňky využít k výzkumu vlastností specifických pro různé fáze vývoje člověka.

Druhý důvod souvisí s faktem, že embryonální kmenové buňky vytvářejí pestrou škálu buněk, které se nemohou obnovovat a z nichž se skládá lidské tělo.

Studiem embryonálních kmenových buněk odborníci získávají hlubší porozumění průběhu obnovy buněk celého lidského těla. Znalosti mohou široce využít pro rozmanitou léčbu. Její škála je pestřejší než všechny barvy duhy – od produkce nových neuronů (nervových buněk) pro léčbu pacientů s Parkinsonovou chorobou až po poznání procesů na molekulární úrovni, které řídí vývoj rozmanitých rakovinových nádorů.

Překvapení: Mozek se obnovuje i ve stáří

Před pár roky se stalo minulostí tradiční dogma, že neurogeneze (tvorba nových nervových buněk – neuronů – v centrálním nervovém systému CNS) savců se uskutečňuje pouze v průběhu embryonálního vývoje a v časném postnatálním (poporodním) období.

„Převratným zjištěním bylo prokázání nervových kmenových buněk v dospělém mozku. Myšlenka vývoje vhodné strategie, jak stimulovat neurogenezi v případě např. neurodegenerativních onemocnění nebo poranění mozku a míchy se proto okamžitě stala zajímavou nejen pro vědecké pracovníky, ale i pro lékaře a průmyslovou sféru.

Také my jsme například prokázali, že podání antidepresiv zvyšuje u zvířat neurogenezi a zvyšuje migraci vlastních kmenových buněk do poškozené oblasti mozku,“ říká Eva Syková.

Každý máme své rezervy

Odborníci už vědí, že získat a vypěstovat vlastní kmenové buňky lze také od dospělého člověka. Ty se dokážou vhodnou manipulací přeměnit na buňky jakékoli tkáně v těle. Nejde totiž jen o pěstování srdcí, ale do budoucna i dalších potřebných orgánů.

Kmenové buňky získané od dospělých dárců však tradičně »pokulhávaly« za embryonálními, pokud jde o repertoár využití. Čím včasnější je totiž stadium vývoje, tím více buňky dokážou nahradit ty zoufale chybějící.

Nediferencované čerstvé embryonální buňky už vědci dokážou různými způsoby přimět k tomu, aby se vyvíjely pouze v chrupavku, kost, neurony či jiné buňky, které se potom dají implantovat pacientům.

Vždy ve střehu!

U dospělých dárců takové štěstí při nabídce zatím neexistuje. Objevuje se mnohá neprobádaná hrozba. Problémem je sama skutečnost, zda pacientův organismus buňky z cizího těla vůbec přijme. V cizím organismu se takové buňky sice vyvíjejí obtížněji, ale přesto i tak podle odborníků zákrok rozhodně pomáhá.

Mnohem snadnější je to v případě, kdy transplantace se provádí ze samotného pacienta (autologní transplantace). Tak se vlastně »osvěžené« buňky jen vracejí do vlastního orgánu a pomáhají mu v boji s nemocí.

Vše se testuje jen na zvířatech

Možnosti léčby Parkinsonovy či Alzheimerovy choroby, roztroušené sklerózy, mrtvice i jiných postižení dárcovskými dospělými buňkami a embryonálními kmenovými buňkami zatím zkoušejí ve většině zemí jen na zvířatech.

Výjimkou není ani Česká republika. „Snažíme se vytvořit linie embryonálních kmenových buněk u hospodářských zvířat, obdobně jako je tomu u lidí nebo u myší. Na těchto zvířatech budeme zkoušet, zda jsou tyto postupy bezpečné,“ upřesnil ing. Josef Fulka, DrSc., z Výzkumného ústavu živočišné výroby v Praze.

Tento vědec se úspěšně zapojil i do činnosti Centra buněčných náhrad a tkáňových terapií UK a je i světoznámým odborníkem na klonování.

Jaký bude svět za 140 let?

Využití kmenových buněk pro léčbu onemocnění nervového a kardiovaskulárního systému, diabetes mellitus (cukrovky), pankreatu (slinivky břišní), jaterních onemocnění, nemocí kostí a kloubů a dalších záludných chorob se stalo základem nového lékařského oboru – regenerativní medicíny.

„Buněčná terapie slibuje pomoc i při ochrnutí po úrazech, kdy je část mozku nebo míchy poškozena. Nabízí také řešení řady problémů způsobených změnou struktury a funkce mozku v průběhu stárnutí,“ rozšiřuje poznatky Eva Syková.

Kmenové buňky znamenají i stále jasnější příslovečné světélko na konci temného tunelu pro pacienty postižené zhoubným bujením. Nové výzkumy ukazují, že uvedené buňky houževnatě pomáhají i v léčbě nádorů – působí totiž v nádorech jako enzymy, které se snaží rakovinné buňky zničit.

Regenerativní medicína se opírá i o umělé biomateriály a moderní nanotechnologie.

Jak ukazují výsledky již celé řady výzkumů ve světě i u nás, dokážou kmenové buňky obnovit rozmanité poškozené tkáně. A právě takový postup se v současnosti zdá být hlavní cestou k tomu, aby lidé ve zdraví poznávali svět klidně až do věku kolem 140 let.

Více se dozvíte:

https://www.bunecnaterapie.cz

Univerzální náhradní díly pro tělo

Kmenové buňky, jejichž výzkum začal na myších v roce 1973, jsou primární nediferencované buňky, které mají schopnost přeměnit se (diferencovat) na jakýkoliv jiný typ buněk. Tato schopnost kmenových buněk za běžných okolností umožňuje tělu vytvářet nové buňky a opravovat tak poškozené nebo opotřebované části tkání a orgánů (krve, kůže, střevní sliznice).

Kmenové buňky mají mimo schopnosti diferencovat se i schopnost své vlastní obnovy. Za fyziologických okolností představují v organismu jakousi univerzální zásobu náhradních dílů pro nejrůznější tkáně a orgány.

Termín »kmenová buňka« poprvé použila roce 1981 Gail Martinová  z University of California v San Franciscu.

Etika se týká i nenarozeného života

*Proti využívání lidských embryí k získávání potřebných embryonálních kmenových buněk (Embryonic Stem Cells, ESC) se především staví nábožensky založení lidé. Každé embryo totiž považují už za živého tvora, i když odborníci o takové situaci hovoří až od 3. měsíce po oplodnění.

*Přitom není tajemstvím, že jde o buňky z potracených plodů (vzniklých přirozeným početím) či naopak o přebytečná embrya vznikající pro účely umělého oplodnění. Při takové činnosti se jich odebere mnohem více, než se použije.

Nadbytečná embrya by jinak stejně vlastně skončila v biologickém odpadu. Není to tedy žádné zabíjení zárodků života, naopak mohou ještě posloužit nemocným lidem…

*Z etických důvodů nebylo povoleno v USA a v zemích Evropské unie žádné léčebné podání ESC člověku. Třebaže by to bylo velice užitečné a i naši odborníci na to jsou připraveni, experimentují jen se zárodky myší a potkanů. (Lidská embrya se hojně užívají třeba v Číně i jiných zemích.).

*Možná ještě složitější je z hlediska etiky i odpověď na dotaz, zda budeme pěstovat sami sebe na náhradní díly, nebo k tomu použijeme cizí embrya.

Buňky neznají stereotypy

Odborníci dělí království kmenových buněk hierarchicky (z hlediska jejich diferenciačního potenciálu) na (sestupně od nejvyšších po nejnižší):

1.Totipotentní – mohou se bez omezení měnit na jakýkoliv jiný typ buněk

včetně další totipotentní buňky. Diferencují se v buňky nejrůznějších tkání a orgánů, v jejichž prostředí se právě nacházejí (např. v prostředí nervových buněk se diferencují v neurony).

2. Pluripotentní – potomci totipotentních buněk, kteří mohou produkovat

jakékoliv jiné buňky kromě buňky totipotentní. Pluripotentní buňky mohou dát

vznik všem buňkám budoucího jedince. Charakterizuje je schopnost tvořit buňky všech tří zárodečných listů (ektodermu, entodermu a mezodermu).

3. Multipotentní – mohou produkovat pouze buňky příbuzné danému typu buňky (např. krevní). Z neurálních kmenových buněk se rodí všechny buněčné typy nervového systému (neurony aj.).

4. Progenitorové (unipotentní) – produkují pouze jediný typ buněk. Ovšem dokážou se samy plně obnovit (spíše namnožit). Představují přechodné stadium mezi kmenovými a zralými, specializovanými buňkami.

Čeští vědci se ve světě neztratí

*Pokud jde o kmenové buňky, naši specialisté mají tradičně jisté přední místo ve světě. *Například lidé, kteří oslepli po poleptání oka louhem, se ještě nedávno řadili mezi mrzáky. To dnes již neplatí.

*„Osm z deseti pacientů po buněčné terapii pomocí kmenových buněk vidělo jako předtím,“ konstatuje Josef Fulka z Výzkumného ústavu živočišné výroby v Praze a světoznámý odborník na klonování.

*V Ústavu experimentální medicíny v Praze se úspěšně zabývají použitím kmenových buněk jako náhrady chrupavek a kostí.

*Vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR vypracovali projekt na použití kmenových buněk lumbálních získaných z oka k náhradě rohovky, což odstraňuje slepotu.

*Pro léčbu pacientů však zatím u nás využívají lékaři jen dospělé kmenové buňky získané z pacientovy vlastní či darované kostní dřeně.

Tak šel čas s kmenovými buňkami…

1973 – podařilo se izolovat kmenové buňky z myší.

1995 – američtí vědci (Wisconsin, USA) získali jako první embryonální kmenové buňky. Pocházely z opic makaků.

2001 – legalizace klonování lidských embryí pro získávání kmenových buněk ve Velké Británii (jako první země), ale blastocyty (dutý kulovitý útvar vzniklý koncem 5. dne po oplodnění) se musí zničit do věku 14 dní.

2003 – ve Velké Británii založena UK Stem Cell Bank – první evropská banka kmenových buněk. Linie embryonálních kmenových buněk jsou uchovávány zmrazené v tekutém dusíku.

2003 – vědci (londýnská King College) vytvořili první linii lidských embryonálních kmenových buněk.

2004 – jihokorejští vědci naklonovali 30 lidských embryí. Nechali je dorůst do stadia blastocysty a získali z nich klonové buňky

2005 – v jihokorejském Soulu byla otevřena banka kmenových buněk pro vytváření a dodávání nových linií kmenových buněk. Banka má sloužit i expertům obcházejícím omezení ve výzkumu kmenových buněk, která některé vlády zavedly (např. USA).