Kmenové buňky v regenerativním lékařství

Základním principem je okolnost, že některé jednotlivé buňky mají schopnost diferenciace v rozmanité druhy buněk skládajících náš organismus. K označení této schopnosti se užívá odborný výraz (z angličtiny) – totipotency. Embryonální kmenové buňky se mohou dělit a přitom si zachovávat uvedenou možnost specializace. Tyto buňky lze získat z blastocytů, které tvoří základní stupeň embryonálního vývoje, morfologicky charakterizovaného jako dutá koule obsahující jednak vnitřní buňky jako základ budoucích tkání dospělého organismu, jednak zevní buňky, z nichž se formuje např. placenta. Z tohoto hlediska nejsou embryonální kmenové buňky „totipotent“, ale pouze „pluripotent“. V laboratoři se podařilo specializovat tyto buňky na kardiomyocyty, neurocyty, hepatocyty, beta buňky slinivky apod. Použití těchto výsledků v regenerativním lékařství bylo logickým využitím výzkumu.

Jiný typ kmenových buněk byl nalezen v dospělých tkáních. Mají zachovanou vlastnost diferenciace ve specializované typy buněk, nejsou však pluripotentní jako embryonální buňky, označují se jako „multipotent“. Jejich význam pro opravu poškozených tkání úrazem či nemocí je zřejmý. Jako příklad lze uvést využití krevních kmenových buněk z kostní dřeně, které po transplantaci zabezpečí znovuvybudování celého hematopoetického systému při léčení leukémie. Kmenové buňky byly v dospělosti nalezeny v mozku, kostní dřeni, periferní krvi, v cévách, kosterních svalech, játrech atd. Bohatá na kmenové buňky je pupečníková krev a vazivo obklopující jeho cévy. Soudí se, že některé kmenové buňky se ukládají do tvořících se orgánů a zůstávají v poloze buněk s kmenovými vlastnostmi i v dospělosti, což dává předpoklad jejich využití jako zdroje kmenových buněk. V kostní dřeni byly objeveny nejen hematopoetické kmenové buňky, ale i kmenové buňky mezenchymální, které se mohou diferencovat např. v buňky kostní, chrupavky apod.

Jsou dvě základní cesty přeměny dospělých buněk v buňky kmenové s pluripotencí. Jedna z nich (nazývaná somatická) vychází z přenosu jádra somatické buňky do vajíčka po odstranění jeho jádra. Celý postup se označuje jako klonování a byl úspěšně proveden u řady živočišných druhů (ovce, kráva, myš, koza).

Druhá cesta nepotřebuje vaječnou buňku. Potřebné faktory transkripce do pluripotentního stavu byly docíleny u dospělých buněk virovým vektorem. Takto získané buňky se označují jako indukované pluripotentní kmenové buňky připomínající lidské embryonální kmenové buňky. Jejich využití pro transplantace je vysoké vzhledem k tomu, že byly získány od léčeného jedince, a tak odpadá jinak nezbytný proces imunosuprese. Poskytují též důležitý výzkumný základ pro sledování nových léků, léčení nemocí a boj s nádory. Lidské indukované kmenové buňky eliminují potřebu lidských zárodků, a tím odstranily kulturní, politické, náboženské a etické problémy s touto metodikou dříve spojované. Komerční i sociální dopad tohoto výzkumu je obrovský.

Prof. MUDr. Antonín Nauš, DrSc.