Akvarijní rybka pomohla vědcům objevit bílkovinu, která by jednou mohla přispět k léčbě svalové dystrofie, traumat i křehkosti

Australští vědci přišli s objevem, který by mohl znamenat naději pro pacienty s traumaty, svalovou dystrofií nebo úbytkem svalů ve stáří. K přelomovým zjištěním přitom napomohly akvarijní rybky, na nichž vědci zjistili, proč se doposud nedařilo léčit svaly pomocí v laboratoři pěstovaných kmenových buněk. V návaznosti na to se jim povedlo extrahovat bílkovinu, díky níž dochází ke svalové regeneraci – což se prokázalo jak na rybkách, tak na myších. I když jsou klinické studie ještě asi dva roky daleko, mohl by výzkum publikovaný nyní v časopise Nature znamenat přelom v regenerativní medicíně.

Vědci z melbournského Institutu pro výzkum regenerativní medicíny při Monash University zjistili, jak přimět kmenové buňky k regeneraci svalů. Izolací bílkoviny, která se přirozeně vyskytuje v těle, dokázali zvrátit u zvířat poškození svalů, o němž jsme si dosud mysleli, že je nevratné.

Ačkoliv se dlouho myslelo, že kmenové buňky řídí opravu svalů po poranění, vypěstování v laboratoři a následné vpravování do svalů nefungovalo. „V podstatě se na to buňky prostě vykašlaly. Neprošly cykly replikace, kterými by projít měly, a my jsme zjistili, že je to pravděpodobně kvůli tomu, že jsme neporozuměli některým základním principům ohledně jejich stimulace během oprav. My jsme tento oříšek chtěli rozlousknout – je to vlastně svatý grál biologie svalových kmenových buněk,“ vysvětluje podle ABC ředitel Institutu pro výzkum regenerativní medicíny profesor Peter Currie.

Proč si odborníci zvolili studium svalové regenerace na akvarijní rybce? Danio pruhované je na tomto poli oblíbeným zvířecím modelem, protože se rybky rychle množí, snadno se s nimi manipuluje při pokusech, sdílejí více než 70 procent genů s lidmi, svalový systém je podobný jako u ná a také jsou průhledné, což vědcům umožňuje přímo sledovat regeneraci, která v živých svalech probíhá.

Klíčem jsou mazlivé makrofágy

Vědci vedení Danni Ratnayakeovou sledovali malé larvy rybek a to, jak se u nich regenerují svaly poté, co byly poškozeny. Zjistili přitom, že imunitní buňky zvané makrofágy hrají zásadní roli při vyživování buněk tak, aby se duplikovaly a začaly svaly opravovat. Dříve se totiž myslelo, že makrofágy pouze čistí poškození svalu, ale nehrají roli při jeho opravě. Jsou tak jakousi úklidovou četou imunitního systému.

Studiem buněk, které migrují do místa zranění, odborníci vysledovali chování makrofágů. „Viděli jsme, jak se makrofágy doslova mazlí se svalovými kmenovými buňkami, které se začaly dělit a množit se. Jakmile tento proces započal, makrofág se přesunul a začal se mazlit s vedlejší svalovou kmenovou buňkou a rána se hodně brzy začala hojit,“ vysvětluje v tiskové zprávě Monash University profesor Currie.

Mohlo by vás zajímat

I crashtestové figuríny jsou vyrobeny podle mužského vzoru, hřímala evropská komisařka a požadovala rovnost

Dlouho se přitom myslelo, že v těle existují dva typy makrofágů – ty, které se rychle přesunou do místa poranění a odstraňují zničenou tkáň, a ty, které dorazí později, spojí se dohromady a dělají dlouhodobější úklid. Nový výzkum však zjistil, že ve skutečnosti existuje osm geneticky odlišných typů makrofágů, které se na místě zranění pohybují. Jedním z nich je právě onen „mazlíček“. „Zjistili jsme, že k žádnému dělení kmenových buněk nedojde bez toho, aby mu předcházelo delší období v takto úzkém kontaktu s makrofágem. Jde o více než pět hodin,“ doplňuje profesor Currie.

Další výzkum pak odhalil, že tyto makrofágy vypouštějí bílkovinu známou pod zkratkou NAMPT (nikotinamid fosforibosyltransferáza). Když přitom vědci z rybek makrofágy odstranili a bílkovinu přidali do vody v akváriu, zjistili, že jsou tak svalové kmenové buňky stimulovány k růstu a makrofágy tak jsou účinně nahrazeny. Nedávné výzkumy pak ukázaly, že když se hydrogelové náplasti či injekce obsahující bílkovinu NAPMT použijí u myší se závažným postižením svalů, následuje velmi rychlá regenerace. „Normálně by se sval sám neopravil, ale tady v průběhu týdne svaly regenerovaly, a když jste se pak na sval podívali, bylo to, jako by se mu nic nestalo. Byl to úplný zvrat,“ konstatuje Peter Currie.

To potvrzuje i výzkumník Ziad Julier, který myší experimenty prováděl. Podle něj byly rychlost a rozsah úzdravy zcela nevídané. „Udělalo to na nás velký dojem, protože to vypadalo opravdu slibně. Není běžné, že má jediný protein takový efekt,“ upozorňuje Julier.

Výzkumníci hledají partnera pro klinické zkoušky

I když ale výzkum běží už pět let, aplikace v humánní medicíně je ještě hodně daleko. Výzkumný tým nyní hledá partnera ve farmaprůmyslu, s nímž by mohl spolupracovat a připravit se na klinické studie. Ty jsou ale zatím přinejmenším dva roky vzdálené.

Každopádně by ale jednou objevená bílkovina mohla pomoci zvrátit dosud neléčitelné poškození svalů při svalové dystrofii. Jakmile totiž dnes pacient svalovou hmotu jednou ztratí, už ji neumíme nahradit. Poznatky by také mohly pomoci při léčbě u lidí, kteří utrpěli traumatická poranění nebo u stárnoucích obyvatel, kterým ubývá svalová hmota.

„Pokud máte molekulu, která by to uměla zvrátit, znamenalo by to zlepšení zdraví pro stárnoucí – ochránilo by je to před křehkostí a pády. Doufáme, že právě to bude jedna z hlavních aplikací této technologie, pokud se ukáže jako úspěšná,“ poukazuje Peter Currie. „Toto je možná objev s největším terapeutickým potenciálem, jaký jsme kdy udělali,“ dodává.

-mk-