Přejít na hlavní obsah

Vědci hledají postupy pro vytvoření tkáně dýchacích cest

V ústavu histologie a embryologie pracují na protokolech pro diferenciaci kmenových buněk.

Laboratoře ústavu histologie a embryologie.

Jak z lidských kmenových buněk vytvořit konkrétní typ buněk, třeba těch zodpovědných za tvorbu dentinu, který je významnou součástí zubů, nebo epitelu dýchacích cest? V laboratořích Ústavu histologie a embryologie Lékařské fakulty Masarykovy univerzity pracují odborníci na vývoji postupů neboli protokolů pro diferenciaci kmenových buněk, které by měly dát jasný návod, jak v laboratorních podmínkách získat konkrétní buňky lidského těla. Takové, které budou bezpečné pro využití v klinické medicíně.

„Zjišťujeme, jakým růstovým faktorům či jiným signálům, kdy a jak dlouho musí být kmenové buňky v kultivačních podmínkách vystaveny, abychom získali konkrétní buněčný typ. Pracujeme například na diferenciaci lidských embryonálních a také indukovaných pluripotentních kmenových buněk do buněk neurální lišty. Ty mají široký diferenciační potenciál, takže z nich během normálního zárodečného vývoje postupně vzniká celá řada typů somatických buněk. Jde například o odontoblasty, v budoucnu snad využitelné v zubním lékařství, nebo osteoblasty, slibující aplikaci v nápravě defektů kostí,“ uvedl přednosta ústavu histologie a embryologie Aleš Hampl.

Jakékoli využití kmenových buněk v klinické medicíně je podmíněno tím, že při množení v laboratoři nedojde u kmenových a z nich odvozených somatických buněk k poškození jejich normálního genomu. Nebudou tedy obsahovat nežádoucí mutace DNA nesoucí sebou riziko nekontrolovaného nádorového růstu. Současně musí být získané buňky lidského těla fenotypově zcela jednoznačné, tedy musí mít všechny vlastnosti požadovaného buněčného typu.

Možná léčba kmenovými buňkami má kromě zajištění jejich kvality i další velké úskalí, a tím je množství. „Jeden pacient může k léčbě potřebovat desítky až stovky milionů buněk, ale většina doposud vyvinutých diferenciačních protokolů funguje tak, že sice dokáží vytvořit požadovaný specializovaný buněčný typ, ale během diferenciace se buňky dělí stále méně a méně. Na konci je tak k dispozici jen malé množství potřebných buněk,“ podotkl Hampl.

Buňky plicního epitelu diferencované z lidských embryonálních kmenových buněk. Červeně – cytoskelet buněk, modře – jádra buněk, zeleně – matrix, na němž buňky rostou.

Vědci proto usilují o „zachycení“ diferencujících se buněk ve specifickém stádiu, kterému se říká progenitor. „Jde o fázi, v níž má buňka stále velmi vysokou dělicí kapacitu a zároveň si udržuje schopnost ukončit rozlišení do specifického buněčného typu či typů. Pokud se podaří dosáhnout a zejména udržet stádium progenitoru, mohou se takové buňky v laboratoři namnožit v dostatečném počtu a teprve pak se relativně rychle dokončí proces diferenciace do požadovaného typu buňky,“ vysvětlil Hampl. Doplnil, že do současnosti se ve světě podařilo tento postup vytvořit pouze u progenitorů nervových buněk.

Výzkum kmenových buněk a jejich možného využití je ve světě velmi progresivní obor a udržet krok se světovou špičkou se snaží i vědci z Masarykovy univerzity a vědeckého institutu Ceitec. Příležitost zjistit, jaké nové metody se využívají v oblasti tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny, budou mít počátkem září na konferenci Frontiers in Material and Life Sciences: Creating life in 3D, která se bude konat jako společná akce Ceitec MUMezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u Sv. Anny. a na niž se dá do konce července zaregistrovat. 

„Právě propojení věd materiálových a věd o živé přírodě je v této oblasti v podstatě nezbytné. My například už několik let spolupracujeme s chemiky na možnostech chemické a fyzikální úpravy polymerů pro biomedicínské aplikace a hledáme i další možnosti spolupráce v této oblasti výzkumu,“ zdůraznil Hampl.

Hlavní novinky