Když se nám zastaví srdce, mozku se přestane dostávat kyslíku i živin. Dlouho se mělo zato, že krátce nato se v něm všechno zastavuje. Jeffrey Loeb se svým týmem ale tuto vžitou představu definitivně vyvrátil.
Kdo je Jeffrey Loeb, že si dovoluje tak kacířské tvrzení? Je profesí neurolog a pracuje na klinice UIC. Kromě jiného byl zástupcem ředitele Centra pro molekulární medicínu a genetiku na Wayne State University School of Medicine v Detroitu. Stážoval na neurologii ve Massachusetts General Hospital, na Harvard’s Beth Israel Deaconess Hospital,… Z výčtu jeho ocenění se nezdá, že by šlo o nýmanda, nad jehož závěry lze jen tak mávnout rukou.
Co jeho tým zkoumal?
Z článku publikovaném 23. března letošního roku v časopisu Scientific Report (zde) se praví, že se svým desetičlenným týmem prováděl pokusy na chirurgicky izolované čerstvé lidské mozkové tkáni.
Kousky mozků udržovali při běžné teplotě v místnosti a průběžně po dobu jednoho dne v nich sledovali, co se v tkáni děje. Kromě obvyklého pozorování buněk v optickém mikroskopu se zajímali hlavně o to, jak které geny jsou v buňkách aktivní. To se zjišťuje pomocí vysoce výkonného sekvenování RNA (RNA-seq). Byla to chytrá volba. Aktivita genů měřená dynamikou transkripce (celkem těch genů stanovovali 18 064) vydala své ovoce. Jak se dalo předpokládat, tak neurony rychle chřadly. Během hodiny došlo k mocnému poklesu transkripce genů v neuronech, což svědčilo o jejich naprosté degeneraci.
Pravým opakem ale bylo chování genů typických pro buňky zvané astrocyty a mikroglie. Ty se naopak v umírajícím mozku probouzely a jejich exprese rostla po dobu 12 hodin a u některých buněk až 24 hodin. To se dá interpretovat i tak, že i po naší smrti, se určitému typu buněk v mozku daří. Alespoň soudě podle toho, že jejich geny pracují na plné obrátky. Posmrtně se probuzejícím genům vědci dali jméno „zombí“ geny a jejich nositelkám „zombí“ buňky. Nejen, že geny těchto buněk se aktivují, zombí buňky nám dokonce také posmrtně rostou (zvětšují se). Tak trochu, jako se to děje s vousy, jen s tím rozdílem, že se jedná o buňky v mozku. Jak výrazně bobtnají a hýří aktivitou, ukazují barvené histologické preparáty (viz obrázek vlevo nahoře).
I když jde o významný poznatek, dal se tak trochu čekat. Zmíněné gliové buňky totiž mají v popisu práce účastnit se zánětu a úklidových prací. S tím, jak se neurony hromadně odebírají na onen svět, vzniká v mozku spousta odpadu. Je logické, že úklidová a pomocná komanda se aktivizují a snaží se dělat, co mají v popisu práce a co umí nejlépe - škody eliminovat. Vědci si od nových poznatků slibují větší porozumění procesům spojeným s neurologickými a psychiatrickými poruchami.
Zatímco zpráva o úspěchu amerického Loebova týmu je v mediích přetřásána, byť to je jednou v superlativech, podruhé z obav o etickou stránku pokusů, tak o tom, co vyvádí jejich kolega se svou partou v Southern University of Science and Technology v jihočínském Šen-čenu, se nemluví. Jde přitom o stejnou partu, která před třemi roky získala věhlas editováním lidského genomu pomocí nástroje CRISPR-Cas9.
Jejich nynějšímu počinu se dá říkat "pěstitelský". To, že se dají kmenové (pluripotentní buňky), které jsou schopny dát vznik mnoha typům buněk, vypěstovat z fibroblastů (buněk kůže) je známo už několik let. Stejně tak jsme na Oslu psali, že kmenové buňky lze připravit i z buněk placenty. Tentokrát ale Číňané všem vytřeli zrak. Přivlastnili si úspěch Američanů a ještě ho vylepšili.
Vyšli z poznatku, že se gliové buňky po smrti aktivizují a pomocí cytokinových lektvarů je převedli přes stádium buněk kmenových až na neurony. Ty pak nechali růst na Petriho misce. Získali tak to, čemu se odborně říká organoidy. Laicky se s jistou dávkou nadsázky hovoří o minimozcích. Vypěstované minimozky jsou sice jen velikosti hrášku a svou placatostí spíš připomínají plivance, nicméně vykazují neurální aktivitu, která připomíná aktivitu mozků předčasně narozených dětí.
I když se tu jedná o útvary z lidských buněk, po přenosu do imunologicky tolerantních myší, se jim daří i v mozcích čtyřnohých příjemců obstojně.
Na celém pokusu tím nejpodstatnějším je, že myši byly předtím uvedeny do stavu klinické smrti. V myších mozcích se lidské neurony adaptovaly a začaly v poškozených místech zaujímat místa odumřelých neuronů. Pomocí lidských minimozků se hlodavce podařilo doslova sebrat hrobníkovi z lopaty. O znovunabytí motorických a kognitivních schopností u čtyřnohých dobrovolníků, zpráva nehovoří. Už ale pouhé znovuzrození po 12 hodinách klinické smrti, je tak trochu zázrakem. Pokud navíc vše dopadne, jak vedoucí kolektivu Dr. Jiankui He doufá, tak ho tentokrát Nobelovka nemine.
Literatura
Fabien Dachet et al. Selective time-dependent changes in activity and cell-specific gene expression in human postmortem brain, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-85801-6
Grant UL1TR002003 financovaný americkým NIH (National Institutes of Health).
* Pokud se Vám na tomto článku něco nezdálo, měli jste pravdu. Správně je jen polovina. Druhá jeho půlka (pod čarou) je fikcí. Řada klíčových poznatků ale i tam vychází z reality, jen to jejich pospojování není tak úplně košer. Ale za několik let…?
Diskuze:
