Zvětšit obrázek

Kenneth Chien z Massachusetts General Hospital v Bostonu

Srdce je jedním z prvních orgánů, které vznikají ve vyvíjejícím se zárodku. Tvoří je buňky mnoha typů. Kromě srdeční svaloviny jsou pro srdce životně důležité i buňky, z nichž se tvoří cévy zásobující srdce krví a kyslíkem. Vědci se domnívali, že se srdce formuje z buněk různých typů, které migrují na místo vzniku tohoto orgánu z různých částí zárodků.

Gordon Keller z newyorské Mount Sinai School of Medicíně

Američtí a němečtí vědci tuto představu vyvrátili. Ve dvou studiích uveřejněných v prestižním biologickém časopise Cell prokázali existenci buněk, které se objevují v časném stádiu vývoje zárodku v místě, kde se formuje srdce, a jsou s to proměny jak na srdeční svalovinu, tak i na buňky tvořící stěnu a výstelku srdečních cév.

Biologové objevily tyto tzv. kmenové srdeční buňky u myší. Je téměř jisté, že lidské srdce vzniká stejně. Objev kmenových buněk představuje obrovský příslib pro medicínu.
Jakákoli odchylka od normálu během tvorby srdce v zárodku může vyústit v závažný vrozený defekt tohoto orgánu. Pokud by se lékařům podařilo vypěstovat srdeční kmenové  buňky, mohli by s jejich pomocí vrozené defekty srdce opravit. Kmenové srdeční buňky slibují uzdravení i pacientům, jejichž srdce utrpělo závažné poškození v dospělosti, např. po infarktu.

Zvětšit obrázek

Mnichovský tým vedený Karlem-Ludwigem Laugwitzem.

Pro opravu poškozené srdeční tkáně se zdají vhodné i tzv. embryonální kmenové buňky. Ty se neomezeně množí a mají schopnost proměny v jakýkoli z 230 typů buněk dospělého těla. Do repertoáru jejich proměn patří i buňky, jež se podílí na vzniku srdce. Praktické využití embryonálních kmenových buněk však brzdí vážné obavy. Tyto buňky by se mohly splést a místo srdeční svaloviny a cév vytvářet třeba kost, chrupavka nebo nebezepčný nádor. Pokud by biologové zvládli proměnu embryonálních kmenových buněk na srdeční kmenové buňky, byla by tato hrozba zažehnána. Ze srdečních kmenových buněk už nic jiného než „součástky“ srdce nevznikne.

„Jakmile bychom měli v rukou buňky, které se mohou proměnit jen na určitý typ buněk, riziko by se dramaticky snížilo,“ konstatoval v rozhovoru pro vědecký týdeník Science  přední americký kardiolog Timothy Kamp z University of Wisconsin.

Němečtí vědci vedení manželským tandemem Karlem-Ludwigem Laugwitzem a Alessandrou Morettiovou z mnichovské techniky už zahájili pokusy, jejichž cílem je proměna lidských embryonálních kmenových buněk na srdeční kmenové buňky. Obdobné experimenty provádějí i jejich kolegové z USA – tým Gordona Kellera z newyorské Mount Sinai School of Medicine a tým Kennetha Chiena z Massachusetts General Hospital v Bostonu.
„Zatím jsme na úplném začátku,“ přiznává Keller.

Zvětšit obrázek

Průřez srdcem myšího zárodku. Buňky jsou barveny na produkty tří genů, jež jsou typické pro srdeční kmenové buňky. Kmenové buňky vykazující přítomnost všech tří proteinů jsou označeny bílými šipkami. (Kredit: Cell)

Chien k tomu dodává, že ani pokusy na myších zatím neprokázaly se stoprocentní jistotou proměnu srdečních kmenových buněk na úplně všechny typy buněk tvořících srdce.

Zvětšit obrázek

Diferenciace kmenových srdečních buněk na jednotlivé komponenty srdce a exprese genů, která tuto diferenciaci provází (nebo vyvolává?).

Keller a jeho spolupracovníci proto vnášejí srdeční kmenové buňky do srdce myší, jimž byl uměle navozen infarkt. V rovní řadě je zajímá, zda buňky dokážou těžce poškozené srdce uzdravit.

Zároveň pečlivě sledují, na jaké typy buněk se v srdci kmenové buňky promění. Pokud bude „srdeční repertoár“ jejich proměn kompletní, mohly by jednou posloužit jako surovina pro pěstování srdcí v laboratorních podmínkách a pro následnou transplantaci orgánů pacientům.

Pramen: Cell