BRATISLAVA. Sú veci, ktorým nerozumie nik. Napríklad je záhadou, kde zobrala nenápadná pruhovaná rybka pôvodom z juhovýchodnej Ázie svoju vzácnu schopnosť opravovať poškodené tkanivá.
Záhadný obnovovací mechanizmus rybke funguje aj v prípade najviac namáhaného svalu, srdcového.
Pokiaľ ide o nás ľudí, môžeme jej iba závidieť: v našom svete zostávajú srdcové choroby hlavnou príčinou predčasných úmrtí.
Máme totiž, rovnako ako ďalšie cicavce, veľmi obmedzenú schopnosť nahradiť stratené alebo opraviť poškodené srdcové tkanivo.
Dve nádejné cesty
V súčasnosti vedci sledujú dve nádejné cesty, ako regenerovať poškodené ľudské srdce.
Prvou možnosťou je využiť nové bunky, ktoré v sebe majú zakódované inštrukcie, podľa ktorých by dokázali poškodenie opraviť.
Návod na opravu sa do srdca dodá spolu s novými bunkami tohto druhu, z ktorých sú najperspektívnejšie kmeňové. Tie sa dokážu premeniť na akúkoľvek dospelú bunku v tele, teda aj na bunku srdcového svalu, a zaplátať poškodenie funkčným tkanivom.
Druhá cesta spočíva v pokuse obnoviť bunky, ktoré už v srdci sú. Na to im však treba dodať inštrukcie, ako opravu urobiť.
Ľudské srdce takýto elixír zatiaľ nedostáva. Po prekonanej srdcovej príhode na ňom preto zostane jazva, pripomínajúca sfušovanú opravu duše do bicykla: síce ako-tak drží, no bez záruky.
Akvarijná rybka – náš vzor
Cieľom mladého amerického biológa Kennetha D. Possa je odhaliť zatiaľ málo zrozumiteľný mechanizmus obnovy srdca, ktorý by sa dal odkukať od nenápadnej obyvateľky našich akvárií.
Srdcové bunky na okraji zranenia začali vyvíjať genetický program na opravu.
Kenneth D. Poss, HHMI, Dukova univerzita
Poss bol už ako študent na MIT (Massachusettský technický inštitút) fascinovaný jej schopnosťou obnoviť prakticky každé čiastočne poškodené tkanivo tela vrátane miechy, srdca alebo očnej retiny.
Teraz pracuje ako výskumník Medicínskeho inštitútu Howarda Hughesa (HHMI) na Dukovej univerzite.
Výsledkom jeho pokračujúcej fascinácie schopnosťami dania pásikavého je článok v prestížnom britskom týždenníku Nature.
V tomto článku spolu s kolegami vrátane Kazua Kikuchiho, ktorý je prvým autorom, identifikovali dôležitú populáciu buniek, ktoré sa podieľajú na obnove srdca rybky.
Teraz sa zaoberajú možnosťou, ako v perspektíve naučiť to isté aj bunky ľudského srdca.
Pozreli sa dovnútra
Poss a jeho kolegovia najskôr chceli vidieť, ako prebieha obnova srdca zebričky, preto jej museli odstrániť časť srdcovej komory.
Potom, s využitím techník vývojovej biológie a výskumu kmeňových buniek, sledovali aktivitu jednotlivých srdcových buniek a ich vyvíjajúceho sa potomstva.
„Zistili sme, že populácia srdcových svalových buniek na okraji zranenia začala vyvíjať zvláštny genetický program, o ktorom ešte nevieme všetko. Vieme však, že sa pri ňom aktivoval minimálne jeden z génov, nazvaný gata4,“ povedal Poss.
Keď sa v bunke tento gén zapne, spustí to produkciu bielkoviny, ktorú gata4 kóduje, a podľa všetkého práve tá súvisí aj so štartom mechanizmu obnovy srdca.
Srdcové bunky v blízkosti poranenia sa totiž po aktivácii gata4 začnú deliť a vytvárajú nové tkanivo, ktoré postupne vyplní medzeru vzniknutú poškodením.
Spolupracujú s ostatnými
Vedcov, samozrejme, zaujímalo, či je takto utvorená náhradná „stena“ iba statickou štruktúrou na spôsob záplaty, alebo pracuje rovnako precízne ako zdravé srdcové tkanivo.
Výsledky ďalšieho skúmania ukázali, že už dva týždne po zranení sa v bunkách obnovili elektrické spojenia, ktoré umožnili spolupracovať starým aj novým srdcovým bunkám tak, aby sa sťahovali v jednom rytme.
Vynikajúci výsledok, no Poss a jeho tím sa nezastavili. Chceli ešte vedieť, či sa môže srdcový sval obnoviť aj potom, čo sa už na mieste zranenia vytvorila jazva. To je dôležité práve pre ľudí, keďže jazva je prirodzenou odpoveďou na zranenie.
Rybkám sa zvyčajne pri oprave zranenia jazva neutvára, lebo, ako sme videli, poznajú lepší spôsob. Poss s kolegami však vyvinuli cestu, ako im jazvu doslova nanútiť.
Zistili, že aj keď na tomto mieste bunky prejavili snahu o regeneráciu, poranené miesto sa im už kompletne zaceliť nepodarilo.
Opäť sa však aktivoval gén gata4, a občas sa okolo jazvy vytvorilo nové srdcové tkanivo.
„Zrejme aj tu zafungovali signály, ktoré umožnia opraviť poškodenie,“ povedal Poss.
Keď tieto signály vedci rozlúštia, dajú šancu ľuďom s ťažko poškodeným a zjazveným srdcom.
Hlavný zdroj: HHMI
Najnovšie vedecké objavy nájdete na veda.sme.sk. Vedu SME hľadajte aj na Twitteri alebo na Facebooku.
