Vědci z Brna nasměrovali kmenové buňky k tvorbě zubní tkáně. ‚Třetí zuby‘ ale nebyly cílem výzkumu
Vědecký tým z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity objevil způsob, jak upravit kmenové buňky, aby začaly tvořit zubní tkáň. Základem byly tzv. pluripotentní kmenové buňky. Z těchto buněk může vzniknout jakákoliv buňka v našem těle, ať už buňka oka, vlasu nebo třeba jater. Výzkumníci pak tyto kmenové buňky nasměrovali k tvorbě odontoblastů, buněk tvořících zub.
Informaci dokázal tým vědců předat kmenovým buňkám na základě předchozího pečlivého výzkumu. Zvolili čtyři tzv. regulační geny, které dokáží ovlivňovat geny ostatní a vložili je do pluripotentních kmenových buněk. Následně vypozorovali, že prostřednictvím genetické informace dokázali tyto základní kmenové buňky přimět, aby se přeměnily v buňky tvořící zub.
V hlavní roli myš a laboratoř
Vědci první zkoumali upravené buňky v laboratorních podmínkách (ve zkumavce – in vitro) a poté je přenesli do tzv. imunodeficientních myší (v živém organismu – in vivo). Tyto myši mají poškozený imunitní systém a dokáží přijmout cizorodou tkáň.
„Myš tyhle buňky přijala za své a ty v ní mohly růst a diferencovat. V experimentu jsme tyhle buňky vyňali a zjistili jsme, že jsou podobné buňkám, které tvoří zub,“ říká Jan Křivánek, vedoucí výzkumného týmu.
Ukázalo se, že se buňky v myším organismu začaly chovat jako buňky zubní tkáně. Podle prvního autora studie a doktoranda Josefa Lavického začaly produkovat kolagen a vytvářet mineralizující ložiska vzniklá ukládáním vápníku. Podobný proces vede v organismu k tvorbě tvrdých tkání, například kostí nebo zubní skloviny.
Stěžejní roli v celém výzkumu sehrály moderní přístroje a laboratoře. Josef Lavický vyzdvihl především roli velikého moderního mikroskopu, který dokáže snímat desítky vzorků a generovat velké množství dat, které mohou výzkumníci analyzovat.
Další z důležitých míst výzkumu je tzv. kultivační místnost, ve které výzkumníci upravují kmenové buňky a spouští v nich specifické geny. Lavický dodal, že vědecký tým v této místnosti strávil tisíce hodin.
Průlom v zubní medicíně?
Cílem výzkumu nebylo nabídnout „třetí zuby“, ale ukázat, že je možné cíleně přesměrovat vývoj kmenových buněk. Podle Jana Křivánka nebylo cílem vědců přinést nový systém pro náhradu opotřebených nebo zničených zubů. Hlavní zájem vývojových biologů bylo zjistit, jak se věci tvoří přirozeně a ukázat nové cesty dalším výzkumným týmům.
Myši s kožíškem z mamuta? Genetička vysvětluje, jestli a jak se dá oživit pravěk
Číst článek
Jan Křivánek na závěr apeluje, že procesy v živých systémech jsou extrémně komplexní a nelze je snadno nasimulovat: „Může to znít precizně, že vezmeme čtyři geny, zvýšíme jejich tvorbu v kmenových buňkám a sledujeme, co se děje. Je to, jako se ve velkých pracovních rukavicích snažit navléct nit na jehlu. Dokážeme to, ale je tam spoustu problémů. Současný výzkum nedosahuje té preciznosti, abychom dokázali napodobit to, co se děje přirozeně v tělech organismů.“
Výsledky mohou do budoucna sloužit nejen pro výzkum v regenerativní medicíně, ale i jako obecný postup pro získávání dalších specifických buněčných typů. Vědci věří, že pečlivým výběrem dalších regulačních genů by mohlo být možné podobným způsobem vytvářet například buňky nervové nebo epitelové.
Práce tak především otevírá cesty dalším vědeckým skupinám, které budou chtít využít metodiku a znalosti brněnských vědců při hledání nových léčebných metod v regenerativní medicíně.
