Jen v Česku si míchu poraní až tři stovky lidí ročně. Následky narušení tohoto křehkého spletence nervových vláken jsou zpravidla nevratné. Anebo ne? Kristýna Kárová z Ústavu experimentální medicíny AV ČR se možnostmi regenerace axonů po míšním poranění intenzivně zabývá..

Potřebuju podrbat na nose, vyhodnotí mozek a vyšle motorickou drahou míchy signál do svalů ruky, která úkol urychleně splní. To už ale v protisměru putuje nahoru do mozku senzorickou míšní drahou z prstů u nohou zpráva o tom, že se do jejich konečků pouští zima.

A náš řídící orgán okamžitě vysílá míšními trakty do těla další pokyny, aby se pocitu chladu zbavil.

Miliony neuronů v trubici

V míše je frmol. O přenos informací se v této necelého půl metru dlouhé neurální trubici tlusté jako palec stará asi 13,5 milionu nervových buněk neboli neuronů. „Neuron vypadá trochu jako ruka. Dlaň představuje buněčné tělo, prsty zase dendrity, což jsou krátké výběžky, které přijímají vzruchy.

Předloktí se podobá dlouhému výběžku jménem axon, jenž se pomocí synapse napojuje na další neurony a informace přenáší,“ vysvětluje neurovědkyně Kristýna Kárová z oddělení regenerace nervové tkáně Ústavu experimentální medicíny AV ČR, jejíž článek o výzkumu vyšel ve čtvrtletníku Akademie věd ČR A / Magazín.

Zatímco dendritů může mít nervová buňka tisíce, axon má vždy pouze jeden. Ale pořádný – měřit totiž může i metr. Signál se mezi neurony šíří díky kombinaci elektřiny a chemie a v míše cestuje rychlostí až 120 m/s.

I na této vymakané dálnici však může zkolabovat doprava. To když se mícha i přes všechny ochranné snahy páteře poškodí….

Tudy cesta nevede

Úraz, různá onemocnění či nádor. To jsou nejčastější důvody poranění míchy neboli míšní léze. V místě újmy se přeruší tok informací mezi mozkem a zbytkem těla, což většinou způsobí nejen poruchy motoriky, ale i senzoriky, nebo dokonce autonomního systému, který ovládá funkce vnitřních orgánů. Čím výš se přitom léze nachází, tím rozsáhlejší má následky.

„V míše vznikne jasně ohraničená díra neboli kavita, přes kterou neprochází signál. V okolí léze se vytvoří takzvaná gliová jizva, která poškození izoluje od zbytku tkáně a blokuje snahu axonů místem prorůstat,“ popisuje Kristýna Kárová.

Většinou tak poraněním zasažené axony už jen nečinně „sedí“ a jejich konce degenerují. Ty akčnější však někdy projeví snahu situaci zachránit a pokouší se lézi obrůst. K vzkříšení narušených spojů ale jejich spontánní pachtění nestačí. Tedy alespoň ne u člověka.

Výzkumníci na celém světě si proto dlouhé roky lámou hlavu s tím, jak tyto bezradné výběžky neuronů k regeneraci postrčit. Nastartovat jejich obnovu v motorických drahách míchy a vrátit tak tělu původní hybnost se se svými kolegy snaží i Kristýna Kárová. A to za pomoci genové terapie.

Zapomenutý recept

PI3K-delta. Tak se jmenuje růst podporující protein ze skupiny kináz, který je jakýmsi tahounem vývoje centrální nervové soustavy. V době, kdy neurony vznikají, je tohoto enzymu všude v těle plno. Když už si ale nervové buňky vytvoří synapse a hezky se v nervové síti uhnízdí, produkce kinázy přirozeně opadne.

Neurony prostě přejdou z akčního módu k usedlejšímu způsobu života. Podobně jako když puberťák dospěje.

Co takhle zralým neuronům oživit vzpomínky na mládí a připomenout jim, jak se divoká kináza „vaří“?, napadlo už v roce 2007 německé neurovědce. A v enzymem nabuzených buňkách se začaly dít zajímavé věci.

Výzkumníci v Cambridge se pak vrhli do kinázových pokusů na buněčných kulturách a léty experimentů dokázali, že tento protein povzbuzuje regeneraci kortikálních neuronů.

„Navázali jsme na poznatky zahraničních kolegů a zkusili jsme pomocí kinázy stimulovat obnovu axonů v poškozené míše potkanů. Neuronům v motorické kůře jejich mozku jsme vlastně podsunuli recept na tento ‚akční‘ protein, a přiměli jsme tak buňky, aby se zase pustily do jeho výroby,“ líčí Kristýna Kárová.

Výsledky pokusů domněnky o síle kinázy potvrdily – týmu mladé vědkyně se za pomoci PI3K-delta podařilo aktivovat u poraněných hlodavců signalizační dráhu podporující regeneraci a modulovat tak transport molekul do axonů.

Jinými slovy: výzkumníci donutili „zmrzačené“ axony růst a zapojit se.

Virus jako poslíček

Onen důležitý recept vědci potkanům doručili obyčejnou injekcí. Umožnila jim vpravit do příslušné části jejich mozku speciálně upravenou virovou částici s genetickou informací, která neurony k produkci kinázy přesvědčila.

„Jde o virus, který zvíře nijak neohrožuje, protože se nedokáže sám množit. Umí se ale dostat do určitých buněk, takže nám slouží v podstatě jako obálka, jejímž prostřednictvím můžeme poslat neuronům potkana zprávu s úkolem,“ vypráví neurovědkyně.

Výzkum probíhá už pět let, nyní se tým neurovědkyně chystá slibné výsledky svého bádání publikovat. Současně vyhodnocuje dlouhodobou studii o účincích kinázy v těle potkana po roce od podání terapie.

Výzkum finančně podpořila i Mezinárodní nadace pro výzkum paraplegie se sídlem ve Švýcarsku.