Keď jej priesvitné telo rozrežete napoly, o týždeň vzniknú dva vyvinuté životaschopné jedince. Na úplnú obnovu jej celého tela stačí nepatrná časť, 250-krát menšia než je dospelý živočích.
Toto dokáže obyčajný neparazitický červík, ktorý žije v sladkej i slanej vode po celom svete. Volá sa ploskulica a je naozajstným veľmajstrom regenerácie.
Keby sme sa od nej naučili liečiť zranenia, rýchlo zaceľovať jazvy alebo vypestovať si chýbajúci prst, ruku, nohu či oko, bol by to prevrat v medicíne.
Dokážu to, čo my nie
Možno to nie je až taká šialená vízia. Ukázal to výskum amerických vedcov, ktorí sa sústredili na schopnosti jedinej bunky, nazývanej kmeňová.
To preto, že pri vývoji nového života z nej ako z kmeňa vyrastie celý nový strom. V prípade človeka tento zázračný proces prebieha iba raz, na samom začiatku.
Tak prečo potom také bezvýznamné a primitívne tvory ako ploskulice dokážu robiť „stavebné práce" v organizme nepretržite, nezávisle od veku?
Odpoveď sa podľa tímu amerických vedcov skrýva v umení jedinej kmeňovej bunky, nachádzajúcej sa v organizme ploskulice na viacerých miestach. Táto bunka je kedykoľvek k dispozícii, aby kompletne obnovila tkanivá, orgány a životné funkcie zomierajúceho živočícha.
Vedci túto bunku „nachytali" priamo pri čine v zaujímavom experimente. Prvý dôkaz o jej zázračných schopnostiach získal vedecký tím Petera Reddiena, ktorý pracuje vo Whiteheadovom biomedicínskom inštitúte a je výskumníkom Lekárskeho inštitútu Howarda Hughesa.
Urobia svoju prácu a zmiznú
Jedna z prvých kmeňových buniek, ktorá pri vývoji embrya vznikne, sa označuje ako pluripotentná, teda mnohého schopná (na rozdiel od multipotentnej, čiže prvotnej a všetkého schopnej, pri ktorej sa celý proces vývoja nového života začína).
Pluripotentné bunky majú nezastupiteľnú úlohu pri podpore rýchleho rastu nového jedinca. Po tejto vývojovej fáze však z organizmu zvyčajne miznú, aspoň tak je to napríklad u človeka.
Preto v roku 2006 vzbudil takú vedeckú senzáciu objav japonského tímu Š. Yamanaku z Kjótskej univerzity, ktorý v laboratóriu vypestoval pluripotentné kmeňové bunky tak, že pomocou vírusov „preprogramoval" ľudské dospelé kožné bunky, čím ich vrátil na začiatok vývoja.
Lenže nevedno prečo práve pri ploskuliciach netreba nič preprogramovať. Pluripotentná bunka nezahynie, ale žije v tele dospelého jedinca. Ako Američania ďalej zistili, sama dokáže rozbehnúť vývoj a obnovu najrôznejších typov tkanív a orgánov, potrebných na vznik kompletného živočícha alebo jeho oživenie.
„To je naozaj úžasný výkon," komentoval schopnosti jedinej kmeňovej bunky Reddien, ktorý sa výskumom týchto zvláštnych tvorov zaoberá už veľa rokov. Článok jeho tímu teraz zverejnil americký vedecký týždenník Science.
Odkiaľ berú tehly a maltu?
Pozoruhodná regeneračná schopnosť ploskulíc je známa už desaťročia.
Nový jedinec s kompletne obnovenou kožou, nervovým systémom, primitívnymi očami, črevom, svalovým tkanivom a vnútornými orgánmi môže vzniknúť z akejkoľvek časti tela veľmi rýchlo.
Mechanizmus, ktorým ploskulice dokážu znovu vystavať svoj organizmus bunku po bunke, zostával záhadou.
Pred štyrmi rokmi napríklad vedci zistili, že na rôznych aspektoch regenerácie sa podieľa asi pätina všetkých génov ploskulice (má ich dovedna iba 1065).
Zaujímavé je, že asi dvesto génov zapojených do obnovy organizmu, má aj človek.
To však stále nedávalo odpoveď na základnú otázku: odkiaľ všetok „stavebný materiál" na nového jedinca pochádza?
Zodpovedať otázku regenerácie na molekulárnej úrovni bolo jednou z najväčších výziev, pred ktorými vedci pri štúdiu tejto perspektívnej oblasti stáli.
Organizmus mnohých živočíchov, vrátane ľudí, pokračuje v produkcii kmeňových buniek aj v dospelosti.
Napríklad typ kmeňových buniek nazvaný hemocytoblast sídli v kostnej dreni a vytvára rôzne bunky, dôležité pre správnu funkciu krvi: červené krvinky, krvné doštičky alebo biele krvinky. Kožné kmeňové bunky sa zas starajú zároveň o rast kože alebo vlasov.
To znamená, že tieto kmeňové bunky v sebe majú vložených viacero programov vývoja, a uskutoční sa ten, ktorý momentálne organizmus potrebuje.
Smrtiaci pokus
V prípade ploskulíc si vedci dlho neboli istí, či sa za ich regeneračnou schopnosťou skrýva jediná všestranná bunka, alebo či sa o ňu stará niekoľko špecializovaných kmeňových buniek, ktoré pri obnove organizmu spolupracujú.
Aby túto otázku objasnili, pripravili Daniel Wagner a Irving Wang z Massachusettského technického inštitútu spolu s Reddienom experiment, pri ktorom živočíchy vystavili ionizujúcemu žiareniu, ktoré ničí schopnosť bunky deliť sa.
Pretože regeneráciu mali podľa predpokladov zabezpečovať deliace sa bunky, zvané neoblasty, ktoré migrujú po tele a rozrastajú sa napríklad v jazvách, ktoré treba opraviť, výskumný tím použil takú dávku radiácie, ktorá bola dosť nízka na to, aby niektoré neoblasty prežili.
Potom vedci nechali preživšie neoblasty, aby sa delili a mohli narásť do bunkových kolónií. Zistili, že niektoré z nich majú kvality kmeňových buniek: „Vznikajú z nich neuróny? Vzniká z nich koža?" pýtali sa členovia tímu.
Vznik nového života
Niektoré neoblasty (nazvané klonogénne) vyzerali, že sú schopné úplne všetkého. Preto tím urobil rozhodujúci test ich schopností: transplantoval jediný neoblast do ploskulice, smrteľne zasiahnutej radiáciou.
Okrem tohto votrelca v nej nebola jediná deliaca sa bunka, teda nebol v nej už život.
Reddien prirovnal nasledujúce udalosti k tomu druhu senzácie, ktorú môže človek očakávať iba vo filme sci-fi. Jediný transplantovaný neoblast dokázal mŕtveho tvora kompletne oživiť, predtým nehybné bunky zrazu začali fungovať a deliť sa.
„Tkanivá hostiteľa pomaly, ale isto nahradili následnícke bunky z transplantátu," povedal Reddien. „Obnovili sa rôzne časti tela: obličky, črevo, oči, nervová sústava, koža a svaly. Toto všetko pochádzalo z jedinej bunky."
Keď sa životodarný proces skončil, každá bunka v tele ploskulice získala rovnakú genetickú identitu, akú mala transplantovaná bunka. Zachránený červ bol vo všetkých smeroch úplne normálny. Mohol sa kŕmiť a rásť. Mohol sa dokonca asexuálne rozmnožovať.
Jeho zmŕtvychvstanie bolo jednoducho dokonalé.
Hlavný zdroj: webové stránky Lekárskeho inštitútu Howarda Hughesa
