Jako první popsal náhlou paralýzu, stav spojovaný dnes s mozkovou příhodou (mrtvicí), Hippokrates. Neznámý rytec (1881). Volné dílo.

Ať už nám výkonnost mozku přiškrtí mrtvička, či stáří, dlouho se to ututlat nedá. S úbytkem rozumových schopností většinou drží krok koordinace pohybů a pohybová rigidita. Počínající demence se nejprve vyřádí na krátkodobé paměti, později postihne i dlouhodobou. Doprovodným jevem je porušení úsudku, časoprostorové dezorientace, stavy deprese a náhlé změny nálad. Vlastní finále už pak je v aranžmá mánie, halucinací, zlomyslnosti a rozpadu osobnosti.

Stačí navštívit domov pro seniory a hned nám začne být jasné, že demencí a jejich příčin, musí být celá řada. Ale ať už se nám o ní přičiní cokoliv, vždy mají jedno společné - poškozené astrocyty, axony a myelin.

Doslova k překotnému poškození a nástupu kognitivních a motorických poruch dochází během mozkové mrtvice. Do chorobopisu nám v takovém případě přibude: subkortikální poškození bílé hmoty (WMS). Obdobné náhlé projevy projevy demence se dají přivodit také hlodavcům. Například uzávěrou přívodu krve do mozku. I u nich to v dané lokalitě postihne buňky astrocyty a spolu s nimi axony a myelin buněk nervových. Nejen patolog na řezu pak zjišťuje stejný obraz takového poškození mozku. Shodné jsou i projevy demencí postižených myších a lidských mozků za živa. Tedy až na ten rozpad osobnosti, který se u myší diagnostikuje věru nelehko.

Nejčastějšími příčinami lidské demence jsou mozková mrtvice a Alzheimerova choroba. Na skenu mozku pacienta s čerstvým infarktem je vidět příčina - poškození střední mozkové tepny. Obrázek vpravo je stav po 7 hodinách. Poškození mozku je na něm již dobře patrné. Transplantace gliových buněk se jeví být cestou, která by takto postiženým mohla výkonnost mozku do jisté míry navracet. Autor fotografie: Hellerhoff, Wikipedia, CC BY-SA 3.0.

Smutnou realitou je, že ani v 21 století zatím nemáme terapii, která by bílou hmotu mozku, a sníženou schopnost mozku (jakmile k ní jednou dojde) uměla obnovit. Článek publikovaný před několika dny v časopisu Science Translational Medicine, ale s takovou léčbou přichází. Spočívá v injekci do mozku. Do lokality postižené mrtvičkou se vpravují speciálně vypěstované buňky. Ty jednak zastavují progresivní poškození, ale dokonce i stimulují opravné procesy v mozku. Protože se jde o aplikaci živých buněk, je to tedy transplantace a těm přenášeným buňkám se říká gliové.

Gliové buňky

Kromě neuronů, máme v mozku také gliové buňky hvězdicovitého tvaru. Je jich tam dokonce víc, než neuronů. Dlouho jsme tyto „hvězdičky“ měli jen za druhořadou strukturu a přisuzovali jim úkol jakýchsi lešenářů. Později nás překvapily tím, že se jejich výběžky z části dotýkají krevní vlásečnice a z části neuronu. Netrvalo dlouho a ukázalo se, že  jsou to ony, kdo neuronům zajišťuje výživu. Proto jsme jim začali říkat „kojné“.

Buňky astrocyty jsou charakteristické hojností svých výběžků. Původně měly být jen lešením udržujícím tvar mozkových záhybů, ale plní v mozku celou řadu funkcí. S mírnou nadsázkou lze říci, že jsou to právě ony, které rozhodují o našich pocitech a že neurony jsou jen jakýmsi vedením poslušně vykonávajícím jejich pokyny. (Kredit: GerryShaw. Licence CC BY-SA 3.0).

Ještě dnes se často setkáváme s tvrzením, že palivem pro provoz mozku a tím i naše myšlení, je cukr a že si  ho neurony berou z krve v podobě glukózy. Neberte to ale vážně. Glukózu v mozku umí využít jen ty naše astrocyty. Vlastní neurony „jezdí“ na laktát a právě tím naše „hvězdičky“ neurony zásobují. Jsou to takové jejich kojné.

Jak šel čas, tak další poznání z hvězdiček udělalo kojné s vedlejšákem „metaře“. Jakmile se totiž neurony dostanou do maléru a začnou strádat kyslíkem a živinami, jejich malé buněčné elektrárny (mitochondrie), se jim začnou vymykat kontrole. Neurony se jich musí hodně rychle zbavit. A hádejte, kdo si je od nich přebírá. Ano, jsou to naše astrocyty.

Má to ještě pokračování. Astrocyty nejen, že neurony zbavují jejich odpadu v podobě nefunkčních mitochondrií, ale když se situace s nedostatkem živin upraví, vracejí jim je opravené zase zpět. Naše kojné s aprobací popelář jsme tak museli přeřadit z kategorie uklízeči do stavu „opraváři“.

Astrocyty na nás ale vytáhly z rukávu další překvápko. V mozku fungují i jako ochranka. Této profese se zhošťují prostřednictvím produkce proteinu zvaného apolipoprotein E (zkráceně ApoE). Na této látce totiž závisí imunitní odpověď. Jakoby ani to nestačilo. Tyto vše umělkyně produkcí molekul ApoE zajišťují neuronům také dodávky polynenasycených mastných kyselin. Ty se neuronům tuze hodí pro tvorbu membrán, kterými se rády a hojně obklopují. Z tohoto úhlu pohledu se na naše „hvězdné“ buňky lze dívat jako na mozkovou přepravní PPL službu.

Ani to není konec. V loňském roce francouzský tým popsal, jak gliové buňky zasahují do našeho chování ve vztahu k obžerství – dirigují rovnováhu mezi  neurony POMC (pro-opiomelanokortinovým systémem) a AgRP (orexigenními neurony). Na pokusných myškách odhalili to, čemu říkají synaptická remodelace ovlivňující chování ve smyslu nutkání „zbodnout při každé příležitosti toho co nejvíc“. Souvisí to s přestavbou obvodu neuronů řídících sytost. K anorektickému neuronu v hypotalamu se astrocyty těsně přimykají svými výběžky. Takto "přilepené" působí na neurony jako „brzda“. Po konzumaci stravy stoupne hladina cukru v krvi, astrocyt na to reaguje odtažením a brzda přestává působit. Neuronu už nic nebrání v šíření signálů a mozkový „obvod sytosti“ je propojen. Výsledkem je, že pocit hladu ustupuje. Podrobněji o tom OSEL psal v článku Původ sytosti.

Mikroskopický snímek mrtvicí poškozené tkáně bílé hmoty mozku (vlevo). Vpravo je snímek stejně poškozené bílé hmoty jedince, který byl léčen aplikací gliových buněk. Dobře viditelné jsou rozdíly v přítomnosti myelinu (červeně). Myelin je látka, která chrání neurony a jejich spoje. Mrtvice a demence se ztrátou myelinu vyznačují. Terapie gliovými buňkami (zelené) ztracený myelin a mozkové spoje obnovuje. Kredit: UCLA Broad Stem Cell Research Center / Science Translational Medicine.

Jak se poškozený mozek napravuje?

Aby Thomas Carmichael se spolupracovníky mohl myší mozky opravovat, musel je nejprve ničit. Není to až tak těžké, stačí omezit přítok krve. Když to děláte poctivě, získáte rutinu v připravě pokusných myší ve stavu obdobném lidské mírné až střední demence. Takovým myším dobrovolníkům pak výzkumníci injekčně do poškozených lokalit vpravovali gliové buňky. Zákrok byl jednorázový.

K získání potřebného množství gliových buněk vědci zvolili metodu Billa Lowry, profesora molekulární, buněčné a vývojové biologie (UCLA). Při ní se k získání pluripotentních buněk (přezdívaných indukované) používá preparát deferoxamin. Jeho přispěním se kožní buňky (fibroblasty) přeprogramují a „omladí“. Přivedou se do stavu podobného tomu, v jakém byly v dobách svého mládí, když ještě byly buňkami embrya. Z takto překabátěných (indukovaných) téměř všeho schopných (pluripotentních) buněk už pak není problém je správným šťouchem (leukinem) postrčit na cestu přeměny v buňky gliové.

Naše protagonistky (gliové buňky) se po přenesení do mozku dávají ihned do práce a to dokonce na dvou frontách. Jednak dělají to, co už nějakou dobu víme, že mají v popisu práce - pomáhat a chránit. Tato jejich pomoc ale směřuje jen na špičky v našem mozku – buňky s faktickou mocí udělovat příkazy – neurony.

Okolo té druhé funkce transplantovaných gliových buněk, se zatím chodí tak trochu po špičkách a spíše se jen naznačuje, jak daleko by jejich prsty mohly sahat. Jde o to, že v mozku vylučují látky zvané růstové faktory. Těmi stimulují kmenové buňky v mozku. Ty se po takové domluvě s větší chutí oddávají opravárenské činnosti. Optimisté si spolu s autory publikace, pod touto formulací představují náhradu některých z poničených neuronů za fungl nové (transformované z oněch spících kmenových buněk, které všichni v mozku máme). Tradicionalisté dbalí mantry, že v mozku nové neurony nevznikají, si pozorované vylepšení chování dementních myšek vysvětlují méně převratným způsobem. A sice, že gliové buňky jen prostě svými vypouštěnými lektvary zachraňují i těžce poničené neurony, které se totálně pomátly dělají už jen zmatek. Některé z nich se gliovým buňkám rovněž asi daří hrobníkovi sebrat z lopaty. Ať tak, či tak, důležité je, že jak histologická vyšetření mozků léčených myšek, tak i testy kognitivních schopností, dávají svorně najevo, že myším dementům léčba kmenovými buňkami prospívá.

Dr. S. Thomas Carmichael, profesor neurologie, vedoucí výzkumného kolektivu a prozatímní ředitel Centra regenerace Eli a Edythe. Kredit: UCLA (Kalifornská univerzita v Los Angeles).

Snaha vylepšit mozky je natolik lákavá, že ani nemůže být nová. Zatím se ale všichni soustředili na transplantace buněk nasměrovaných na dráhu neuronů. Nynější pokusy ale ukazují, že právě v tom byl zádrhel. Když to zjednodušíme, tak jsme se dopouštěli něčeho, co se dá přirovnat k dodáváním novorozeňat do lokality, kde nejsou žádné kojné. Takové představě jdou na ruku nynější výsledky pokusů, neboť transplantací progenitorových buněk zrajících do astrocytárního fenotypu, se daří dosahovat terapeutického účinku - vylepšení části poškozených axonů a demyelinizace. Parta Lorente a kol. k tomu může nyní hrdě dodat, že se jim částečně daří dávat do pořádku i kognitivní funkce mozku.

Závěr

Vylepšené myší mozky jsou velkým příslibem i pro ty naše, ať už jsou sužované přirozeným křehnutím krevních kapilár, nebo tím, že nás poctil návštěvou Mr. Alzheimer. Doufejme, že připravovaným klinickým testům léčby gliovými buňkami nebudou dělat různé spolky obvyklé obstrukce. Tentokrát by etické komise, anti GMO aktivisté i náboženská hnutí, pro něž vylepšování člověka člověku nepřísluší, mohli přimhouřit oko. Nebyo by totiž na škodu, aby mozky těch, kterým se asistenti starají, aby svůj kufřík s červeným tlačítkem, měli neustále v dosahu, nám zůstali bez vaskulární demence co možná nejdéle.

Literatura

Irene L. Llorente, et al.: "Patient-derived glial enriched progenitors repair functional deficits due to white matter stroke and vascular dementia in rodents" Science Translational Medicine (2021). stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.aaz6747