Týden zaměřený na neurovědu
Význam Evropského týdne mozku, v rámci něhož experti informují o nových objevech a trendech ve výzkumu mozku, o pokroku v oblasti neurověd i léčby mozkových onemocnění, spočívá podle prof. MUDr. Evy Sykové, DrSc., ředitelky Ústavu experimentální medicíny AV ČR a předsedkyně České společnosti pro neurovědy v tom, že pomáhá zlepšit komunikaci evropských vědeckých center směrem k veřejnosti. Nezřídka se totiž stává, že média přinášejí zprávy především o objevech amerických výzkumných center, přestože řada významných nálezů se odehrává i v evropských a dalších zemích.
Týden zaměřený na neurovědu
Lidský mozek je nejsložitějším orgánem v lidském těle. Ve výzkumu jeho fungování jsou vědci v mnohých oblastech na samém začátku. Celou řadu degenerativních onemocnění mozku neumíme kauzálně léčit a pacientům poskytujeme pouze symptomatickou terapii. Nadějí pro nemocné je, že rychlost, s jakou se nové poznatky objevují, je enormní. Také v minulém roce odborníci publikovali v prestižních časopisech mnohé výsledky své práce na poli neurovědeckého výzkumu. Některé z nich ve stručnosti přinášíme v následujícím textu.
Dediferenciace somatických buněk
Jednou z nadějí, ke které se upínají pacienti s poraněním mozku a míchy či některými neurodegenerativními onemocněními, je tzv. regenerativní medicína. V této souvislosti stojí za zmínku, že v roce 2007 vědci objevili nové, eticky nezpochybnitelné metody získávání kmenových buněk. Vypěstovat kmenové buňky ze vzorku tkáně pacienta je jedním z dlouhodobých cílů výzkumu v této oblasti. Bylo by tak možné se vyhnout eticky kontroverznímu využívání lidských embryí a také rizikům, která mohou nastat při transplantaci cizích buněk pacientům. Dva nezávisle pracující vědecké týmy, skupina vedená Shinyem Yamanakou z Kjótské univerzity a skupina Rudolpha Jaenische na Whiteheadově institutu v Bostonu se tomuto cíli loni o krok přiblížily. Kmenové buňky získali tak, že do fibroblastů vložili čtyři specifické geny vedoucí k jejich dediferenciaci. Podle časopisu Nature oba týmy používaly shodné čtyři geny. Soustředily se na jednotlivé geny pro protein zvaný Nanog. Tento protein buňkám brání v dozrávání ve specializované buněčné populace, a udržuje je tak v “nedospělém” stavu. Oba výzkumné týmy takto získaly linii kmenových buněk, které se zdají být doopravdy pluripotentní. Podobným výzkumem se zabývají i naši vědci, například týmy pracující v Ústavu experimentální medicíny AV ČR a v Centru buněčné terapie a tkáňových náhrad UK.
Efektivní využití poškozených vajíček
Další studie zveřejněná v časopisu Nature nabízí cestu, jak obejít některé problémy technického i etického rázu související s použitím přenosu jader somatických buněk do oocytu. Skupina kolem Dietera Egliho z Harvardské univerzity na myším modelu ukázala, že genetický materiál z kmenových buněk lze vpravit i do oplodněných vajíček (zygot), což je doposud nevídaný výsledek. Použili zygoty s nadbytečnými chromosomy, které nejsou životaschopné, a nemohou se tudíž ani vyvinout v živé potomky. Odstranili abnormální chromosomy a následně vložili do zygoty DNA kmenové buňky. Z údajů registrů vyplývá, že na klinikách zabývajících se fertilizací in vitro bývá vyřazeno tři až pět procent lidských zygot nesoucích obdobné abnormality. Tato práce tak poukázala na možný eticky přijatelný způsob získávání většího množství kmenových buněk pro výzkum genetických poruch člověka.
Není kmenová buňka jako kmenová buňka
Ve snaze využít léčebný potenciál neurálních kmenových buněk vědci usilují o důkladné poznání faktorů ovlivňujících jejich vývoj. Obecně se předpokládá, že neurální kmenové buňky začínají svou existenci v uniformním stadiu schopném vydat se po takřka kterékoli vývojové dráze. Studie, která vyšla v časopisu Science ukazuje, že osud kmenové buňky je předurčen oblastí jejího původu. Ve svých experimentech na novorozených i dospělých myších sledovali Arturo Alvarez-Buylla a jeho tým z Kalifornské univerzity v San Francisku potomstvo malých skupin kmenových buněk. Vybrané kmenové buňky byly trvale označeny zeleným fluorescentním proteinem. Tým sledoval vývoj kmenových buněk pocházejících z patnácti oblastí té části mozku, ve které neurony a další typy mozkových buněk vznikají i v postnatálním období. Zeleně označené zralé nervové buňky se utvořily ve všech oblastech, ovšem v závislosti na místě svého původu se lišily typem, ve který se diferencovaly. Mimo to se ukázalo, že tyto kmenové buňky jsou mimořádně odolné vůči změnám okolního prostředí. Jsou-li totiž vyjmuty z mozku a pěstovány v kultuře, kde jsou vystaveny rozmanitým růstovým faktorům, či jsou-li naočkovány do jiné oblasti mozku jiného zvířete, nadále vytvářejí stejné typy mozkových buněk, které odpovídají lokalitě jejich původu. Tato oblastní specificita tak může omezit použitelnost jednotlivých populací kmenových buněk v klinické praxi.
Kmenové buňky pomáhají postiženým neuronům
Zdá se, že kmenové buňky nemají pouze potenciál nahradit neurony zničené degenerativním procesem nebo traumatem, ale mohou produkovat i některé růstové faktory. Týmu Cliva Svendsena z University of Wisconsin v Madisonu, který studuje kultury embryonálních kmenových buněk, se například podařilo kmenové buňky přimět k produkci gliemi produkovaného faktoru (GDNF, glial-derived neurotrophic factor), který chrání a vyživuje neurony. Vědci implantovali kmenové buňky produkující GDNF do míchy potkana napadeného amyotrofickou laterální sklerózou, při které jsou poškozovány motoneurony. Implantáty se uchytily a u potkanů v časném stadiu onemocnění ochránily prakticky všechny napadené neurony. Takto vzniklé buňky také prokázaly vysokou afinitu k poškozeným neuronům. Pronikaly přímo k poškozeným oblastem, aby zde uvolňovaly GDNF.
Tento postup nevede k obnovení komunikace mezi motoneuronem a svalem, ani nemá za následek zlepšení motorických schopností potkanů; jeho terapeutický význam spočívá v udržování neuronů při životě. V současné době je předmětem výzkumu využití kmenových buněk migrujících na místo poškození v CNS pro zacílenou místní léčbu mozkových nádorů. Vědci z Ústavu experimentální medicíny AV ČR z týmu prof. Sykové studují tuto možnost v rámci projektu 6. RP EU s názvem “Angiotargeting”.
Vynořují se i etické otazníky
Spolu s úvahami o zavádění nových diagnostických a terapeutických metod do klinické praxe se však objevují i nové etické otazníky. Jeden se například pojí i s použitím hluboké mozkové stimulace u pacientů s rezistentní depresí. Dosud byla tato metoda využívána převážně při léčbě Parkinsonovy choroby a dalších motorických poruch. Hluboká mozková stimulace je však dosud poměrně nová metoda, a tak existuje o případných rizicích stále málo informací. V červnovém vydání periodika Acta Neurobiologica byl zveřejněn případ, kdy u dvou pacientů s Parkinsonovou chorobou drobná změna v nastavení pozice nebo napětí na elektrodách vyvolala život ohrožující (suicidální) depresi.
Přestože otázky bezpečnosti nelze podceňovat, jsou lidé podle výzkumníků často ochotni přijmout i vyšší rizika, jde-li o léčbu tolik vysilujících a někdy též smrtelných onemocnění, jako je Parkinsonova choroba. V případě deprese jde však o mnohem kontroverznější záležitost.
Zdroj: