„Neviditelné“kmenové buňky
Léčba buňkami čili buněčné terapie jsou obrovským příslibem pro mnoho vážně nemocných či zraněných. Ambiciózní plány lékařů ale narážejí na řadu překážek. Jeden z hlavních kamenů úrazu tkví v reakci imunitního systému pacienta na léčebné buňky.
Názorným příkladem je krevní transfuze. Pokud dostane pacient krev jiné skupiny, jeho imunitní systém ji vnímá jako cizorodou a mobilizuje proti ní svůj arzenál. Obranná reakce může pacienta zabít. Naštěstí není složité vybrat pro pacienta krev vhodného dárce se shodnou krevní skupinou.
V případě transplantace kostní dřeně už bývá výběr vhodného dárce složitější, protože tyto buňky nabízejí imunitnímu systému mnohem víc nápadných znaků, podle nichž je příjemce pozná jako cizorodé. Někdy se vhodného dárce vůbec nepodaří najít.
Imunitní systém příjemce je možné do určité míry utlumit léky, a donutit ho tak k toleranci některých cizích buněk. Takové oslabení imunity však s sebou nese zvýšené riziko infekcí a nádorových onemocnění.
Tyto problémy se zdály vyřešeny už před deseti lety, když japonský biolog Šinja Jamanaka našel způsob, jak se dají pacientovy buňky „rekvalifikovat“. Pacientovi, který potřebuje například buňky srdeční svaloviny na posílení nemocného srdce, lékaři odeberou kožní či tukové buňky a v nich aktivují čtveřici vybraných genů.
Buňky tím získají vlastnost takzvané pluripotence. To znamená, že se chovají jako buňky odebrané z lidského embrya. Pokud jim totiž vědci v laboratoři vytvoří vhodné podmínky, začnou se následně měnit na vybraný typ buněk, například na buňky srdeční svaloviny. Ty je pak možné použít pro léčbu nemocného. Nehrozí přitom nežádoucí obranná reakce imunitního systému, protože pacient dostává své vlastní „rekvalifikované“buňky.
Trable s rekvalifikací
V Japonsku už odstartovala řada klinických zkoušek léčby pomocí buněk, za které získal Šinja Jamanaka v roce 2012 Nobelovu cenu. K těmto takzvaným indukovaným pluripotentním kmenovým buňkám upírajínaděje nejen lidé s nemocným srdcem, ale třeba i pacienti ochrnutí po poranění míchy nebo ti, kdo ztrácejí zrak v důsledku degenerace buněk oční sítnice.
Jedním z hlavních problémů takové léčby je zdlouhavá, náročná a drahá příprava Jamanakových buněk. Aktivace kvarteta vybraných genů navíc často selže a k proměně buněk pacienta na výchozí pluripotentní buněčnou surovinu pak vůbec nedojde.
„S indukovanými pluripotentními kmenovými buňkami je spousta potíží,“říká Tobias Deuse z Kalifornské univerzity v San Francisku. „Nevíme, proč jsou některé buňky přístupné k proměně a jiné nikoli. Většina vědců je přesvědčena, že se na postup nelze plně spolehnout. Mnohé pokusy o individuální léčbu pomocí indukovaných pluripotentních kmenových buněk proto ztroskotaly.“
Tobias Deuse a jeho kolegové z laboratoře vedené bioložkou Sonjou Schrepferovou se nechali inspirovat krevními transfuzemi. Krvinky lidí s krevní skupinou 0 nenesou na svém povrchu molekuly dráždící imunitní systém. Tito lidé jsou univerzálními dárci a jejich krev mohou dostat i příjemci s jinou krevní skupinou. Schrepferová s kolegy se proto rozhodli „vymazat“z povrchu indukovaných pluripotentních kmenových buněk molekuly dráždící imunitní systém příjemce, a vytvořit tak univerzální buněčnou linii vhodnou k léčbě všech lidí.
Buňky pro všechny
Vědci použili hotovou linii Jamanakových buněk a do její dědičné informace cíleně „střihli“speciálním molekulárním nástrojem genových inženýrů známým jako CRISPR/Cas9. Tím z dědičné informace buněk odstranili geny klíčové pro produkci bílkovin takzvaného hlavního histokompatibilního komplexu typu I a II. Právě podle rejstříku těchto bílkovinných molekul pozná imunitní systém, které buňky jsou tělu vlastní – a které do něj nepatří.
Bohužel na buňky postrádající molekuly hlavního histokompatibilního komplexu má spadeno speciální typ bílých krvinek –NK buňky. Pacientův organismus by se k nim proto i nadále choval jako k vetřelcům.
Naštěstí lze NK buňky uklidnit bílkovinou CD47, která působí na tyto bílé krvinky jako bílá vlajka vyzývající k příměří. Tým Schrepferové vnesl do indukovaných pluripotentních kmenových buněk gen pro tento protein a vědci byli zvědaví, jestli tím učiní buňky pro imunitní systém příjemce „neviditelnými“.
Po transplantaci takto upravených myších buněk zůstal imunitní systém myších příjemců v klidu, jako kdyby se nic nedělo. Bez reakce zůstaly dokonce i myši vybavené lidským imunitním systémem po transplantaci upravených lidských Jamanakových buněk.
V další sérii experimentů vypěstovala Schrepferová se svými spolupracovníky z upravených Jamanakových buněk lidskou srdeční svalovinu a tu transplantovala myším s polidštěným imunitním systémem. Ani v tomto případě vědci nepozorovali odmítavou reakci organismu příjemce. V srdeční svalovině byl dokonce patrný růst nových cév.
Výsledky, publikované ve vědeckém časopise Nature Biotechnology, slibují, že vědci budou časem schopni léčivé buňky vytvářet a používat pro všechny, kdo je budou potřebovat.
Vědci hlásí průlom v léčbě kmenovými buňkami. Vytvořili „univerzální“linii léčivých buněk, které je možné vpravit do těla libovolného pacienta bez rizika, že zaútočí na příjemcův imunitní systém.
Autor je spolupracovníkem redakce