Transdiferenciace představuje naději pro buněčnou terapii

Dobrou i špatnou zprávu pro další rozvoj oboru buněčné terapie přinesl vědecký týdeník Nature. Studie týmu vědců z University of California v San Diegu odhalila nečekanou imunogenitu indukovaných pluripotentních kmenových buněk. Vědci srovnávali tyto buňky získané od myší s myšími embryonálními kmenovými buňkami. Oba typy kmenových buněk se vyznačují pluripotencí, což z nich činí ideální buněčné linie pro následnou diferenciaci somatických buněk využitelných k buněčné terapii.

Embryonální kmenové buňky jsou kultivovány z embryblastu blastocyst, což v případě lidských embryonálních kmenových buněk zavdává příčinu k diskusím o etických aspektech jejich tvorby. Zároveň je zapotřebí řešit i problém imunokompatibility diferencovaných buněk s organismem potenciálního příjemce. Některé studie naznačují, že embryonální kmenové buňky a z nich diferencované typy somatických buněk mají sníženou imunogenitu, což jejich použití k buněčným terapiím výrazně usnadňuje.

Indukované pluripotentní kmenové buňky vznikají aktivací genů pro vybrané transkripční faktory v somatických buňkách. Buňky tak získávají pluripotenci a mají potenciál diferencovat v typy buněk použitelné k buněčné terapii. Protože lze vypěstovat indukované pluripotentní kmenové buňky ze somatických buněk jedince, který se má podrobit buněčné terapii, nezdálo se, že by imunokompatibilita představovala v případě indukovaných pluripotentních kmenových buněk závažný problém. Kalifornský tým prokázal, že to byla příliš zjednodušená představa.

Indukované pluripotentní kmenové buňky vyvolávají po transplantaci geneticky totožnému příjemci velmi razantní imunitní odpověď. Masa buněk vnesených do organismu příjemce je infiltrována leukocyty a buňky jsou touto obrannou reakcí silně poškozeny. Může dojít i k jejich úplné likvidaci. Je to důsledek výrazných změn v expresi genů indukovaných pluripotentních kmenových buněk. Expresní vzor buněk se změní natolik, že je imunitní systém začne vnímat jako cizorodé.

Jde o další z řady komplikací, jež indukované pluripotentní kmenové buňky provázejí. Předchozí studie prokázaly, že tyto buňky mají významný potenciál k tvorbě nádorů. Buňky, které vznikají jejich diferenciací, mají omezenou schopnost množení, vykazují četné známky senescence a podléhají apoptóze. Zatímco lidské embryonální kmenové buňky jsou již testovány v klinických zkouškách buněčné terapie, obdobné zkoušky indukovaných pluripotentních kmenových buněk se, jak se zdá, s každým podobným objevem vzdalují.

Určitou alternativou k tvorbě indukovaných pluripotentních kmenových buněk by mohly být buňky získané procesem transdiferenciace. Důkaz o schůdnosti této koncepce pro buněčnou terapii jater podali čínští biologové z Ústavu biochemie a buněčné biologie Čínské akademie věd v Šanghaji.

Pro transdiferenciaci jsou podobně jako pro tvorbu indukovaných pluripotentních kmenových buněk využívány snadno dostupné, specializované tělní buňky, např. fibroblasty kůže. V nich se aktivací cíleně vybrané kombinace genů navodí proces přímé proměny na jiný buněčný typ, bez „mezistupně“ v podobě pluripotentních buněk. Vědcům se již podařila transdiferenciace kožních buněk na neurony, buňky svalu nebo krvinky. Transdiferenciace fibroblastů na hepatocyty je zvlášť náročná s ohledem na širokou paletu funkcí hepatocytů.

Šanghajští vědci aktivovali v kožních fibroblastech myši trojici genů pro transkripční faktory, jež jsou klíčové pro genotyp hepatocytů. U genu pro jiný transkripční faktor expresi typickou pro fibroblasty naopak potlačili. Po tomto zásahu do genomu fibroblasty transdiferencovaly na buňky v mnoha ohledech připomínající funkční hepatocyty. Plnohodnotnost takto získaných hepatocytů vědci otestovali transplantací do jater myší, jež měly cíleným zásahem do dědičné informace narušenou likvidaci metabolitů v játrech. Tyto myši bez výjimky hynou. Z dvanácti myší léčených transdiferencovanými hepatocyty přežilo pět. Transdiferencované buňky použité k buněčné terapii nebyly plně funkční.

Na druhé straně však čínští vědci jasně demonstrovali, že s potenciálem transdiferenciace je možné do budoucna počítat pro buněčnou terapii mnoha závažných onemocnění.

Zdroj: Medical Tribune