Biologové vypěstovali buňky vnitřního ucha

11.07. 12:27 | Autor: Radek John

Vláskové buňky na počítačově upraveném snímku z elektronového mikroskopu.

Přestáváte slyšet, co vám říkají přátelé v restauraci nebo kolegové v kanceláři? Možná máte odumřelé vláskové buňky. Vědci se snaží přijít na způsob, jak je obnovit, a tým z Indiany nyní udělal možná důležitý krok.

Svým vláskovým buňkám vděčíte za vnímání zvuků a pohybů hlavy, potažmo celého těla. Jejich výběžky reagují na vlnění kapaliny ve vnitřním uchu vyvolané buď převodem energie vzduchu pomocí sluchových kůstek, nebo zrychlením při změnách polohy. Buňky mění pohyby vlásků na nervový signál, jenž se v mozku dál zpracovává. Nakonec dospěje do oblastí, jež používáte k tomu, abyste byli sami sebou, a vy si ho uvědomíte. V hlučném prostředí, jako jsou třeba moderní města, buňky odumírají.

Někteří živočichové dokážou vláskové buňky obnovovat, ale lidé k nim nepatří. Proto se vědci snaží najít způsob, jak toho dosáhnout uměle. Výsledky jednoho takového výzkumu vyšly ve středu v časopise Nature. Pětici výzkumníků, vedené Eri Hashinovou z univerzity v Indianě, se povedlo k přeměně ve vláskové buňky přinutit kmenové buňky myší.

Tělo dospělého savce se skládá ze zhruba tří stovek buněčných typů - například buňky nervové nebo třeba svalové. Všechny pocházejí z jedné jediné buňky, která vznikla splynutím vajíčka a spermie.

Osudové signály

Brzo po oplození se vajíčko začíná dělit. Vzniklé buňky se musejí změnit na jednotlivé typy na přesných místech. Sítnicová buňka v žaludku by vám k ničemu nebyla. Všechny buňky, s malými výjimkami, jako jsou třeba buňky imunitního systému, mají stejnou DNA. Jakým buněčným typem se stanou, určuje mašinérie chemických signálů. Jakmile se některá buňka změní na konkrétní typ, neexistuje pro ni, podle současných vědomostí, cesta zpátky. Výjimku z tohoto pravidla tvoří buňky kmenové.

Kultura vláskových buněk vytvořená z kmenových.

Máte-li je k dispozici, můžete se je pokusit přinutit, aby se proměnily na buněčný typ, jejž potřebujete. Musíte k tomu ale znát správný sled signálů. Hashinové a jejím kolegům se to podařilo. Popsali klíčová návěstí, která řeknou kmenové buňce, aby se stala vláskovou. Na rozdíl od předchozích výzkumů pěstovali buňky v trojrozměrné kultuře, jež byla bližší skutečnému uspořádání ve vnitřním uchu.

Vláskové buňky patří do takzvaného ektodermu. Je to vrstva buněk v embryu, z níž se vyvíjí nervová soustava, zuby a pokryv těla. Molekula, která změní osud buňky tak, aby se stala buňkou ektodermální, se jmenuje kostní morfogenetický protein 4 (BMP4). Navzdory svému názvu neřídí zdaleka jen vývoj kostí.

Základní výzkum

Aby nasměrování bylo trvalé, je potřeba vypnout další signální bílkovinu jménem transformující růstový faktor beta (TGF-β). V následující fázi museli vývojoví biologové BM4 deaktivovat, a naopak vystavit buňky jinému signálu jménem fibroblastový růstový faktor (FGF) - a tak pořád dál. Na konci procesu dostali badatelé vytoužené vláskové buňky. Zatím nemůže nikdo říct, za jak dlouho bude postup prakticky použitelný a jestli někdy vůbec bude.

Letos v zimě přišel s jiným zajímavým postupem badatelský tým z Harvardovy univerzity vedený Albertem Edgem. Výzkumníci přiměli k přeměně na vláskové buňky podpůrné buňky v uchu myši. Podpůrné buňky mají za běžných okolností na starosti výživu buněk vláskových.

Zmíněným postupem se dokonce podařilo zčásti vrátit sluch myším, které ho ztratily. Metoda týmu Eri Hashinové je bližší základnímu výzkumu. Umožní vědcům lépe porozumět vývoji vnitřního ucha. Mohla by také pomoci s vývojem modelů pro testování léků určených k terapii jeho onemocnění.

Foto: Profimedia , K. Koehler and E. Hashino

Autor: Radek John