Regenerace částí těla znamená konec trvalých zranění

Jaký by byl svět, kdybychom si mohli nechat dorůst prst na ruce nebo na noze? Co kdybychom mohli znovu vypěstovat srdce nebo játra, abychom nahradili poškozená? Pokud je možné dorůstání částí těla, nebude potřeba seznam dárců orgánů, protetika, rehabilitace nebo různé léky.

Pokročilá věda o regeneraci

Vědci hledají způsoby, jak proměnit sny o dorůstajících částech těla ve skutečnost. Dorůstání částí těla je rychle se pohybující pole, které je známé jako regenerativní medicína. Slibuje, že nahradí poškozené a nemocné tkáně a orgány. Mnoho výzkumníků, kteří prováděli studie o regeneraci buněčných tkání na zvířatech, je nyní provádí na lidech s nadějí, že jejich výzkum bude úspěšný.

V polovině 1980. let Ken Muneoka, profesor na Tulane University v New Orleans, Louisiana, identifikoval geny, které regulují růst prstů u myší. Muneoka zjistil, že mladé myši dokážou regenerovat palec u nohy. Pokračoval ve studiu myších prstů s nadějí, že objeví, zda podobné regenerační mechanismy existují u dospělých lidí. V roce 2010 Munokova laboratoř prokázala možnost zvýšení regenerační reakce prstu na noze u dospělých. "V konečném důsledku si myslím, že budeme schopni regenerovat myší prst a končetinu. Pokud dokážeme regenerovat prst, měli bychom být schopni regenerovat srdce a svaly," řekl Muneoka.

V jiné studii Ken Poss, buněčný biolog z Duke University v Durhamu v Severní Karolíně, a jeho kolegové prokázali, že zebra má schopnost opravit poškozené srdce z bílkovin.

Na University of Illinois v Urbana-Champaign vědci z oddělení buněčné a vývojové biologie studovali červy bez hlavy a přeprogramovali červy, aby si znovu vypěstovali novou hlavu.

Je to možné pro lidi?

Mohou být regenerační vlastnosti aplikovány na člověka? Někteří výzkumníci jsou skeptičtí a jsou opatrní při předpovědi. Jiní badatelé si myslí, že je to nejen možné, ale za deset let se to stane realitou. "Před patnácti lety bychom řekli padesát let, ale nyní to může být hned za deset," řekl Poss.

Mnozí si neuvědomují, že lidé mají regenerační schopnosti. Naše těla se neustále přestavují na buněčné úrovni, aby napravila poškození a hojila rány. Navíc malým dětem může občas znovu dorůst koneček prstu nebo špičky palce, protože byl amputován. Dospělí mohou po poškození část jater regenerovat.

Výzkumníci byli schopni regenerovat lidské buněčné tkáně, ale pouze v laboratoři prostřednictvím kmenových buněk. Kmenové buňky v kostní dřeni mohou vytvářet čerstvé krvinky a kmenové buňky v kůži, které mohou růst zjizvené tkáně k utěsnění rány.

Výzkumníci z Gladstone Institutes na Kalifornské univerzitě v San Franciscu přeměnili lidskou jizvu na elektricky vodivou tkáň připomínající bušící srdeční buňky v laboratorní misce přeskupením několika klíčových genů. Dříve to bylo prováděno u myší, které byly poškozeny infarktem; předpovídají, že by to mohlo pomoci lidem, kteří trpěli infarktem.

Profesorka Alicia El Haj, ředitelka Institutu pro vědu a technologii v lékařství na Keele University v Newscatle, Spojené království, pracuje na opravě zlomených kostí a poškozených chrupavek. El Haj a její tým vyvinuli injekční gel obsahující kmenové buňky, které mají na svém povrchu připojeny drobné magnetické částice. Při stimulaci oblasti magnetickým polem mohou replikovat mechanickou sílu, aby kosti mohly růst hustší. El Haj doufá, že během příštích pěti let zahájí sledování pacientů.

Vědci z Kanady se snaží prolomit tajemství regenerace v lidských tělech. Dr. Ian Rogers z nemocnice Mount Sinai v Torontu pracuje na náhradní slinivce, která vyroste v laboratoři a poté se umístí pacientům s diabetem 1. typu, aby se obnovila produkce inzulínu. V této fázi Rogers a jeho tým staví slinivku z chirurgické houby, ale Rogers připouští, že výroba slinivky je komplikovaná. "Právě teď je naším cílem léčit se rok nebo dva," říká Rogers.

Jediný primární orgán, který byl úspěšně transplantován pacientovi, je v laboratoři vypěstovaná průdušnice vytvořená z kmenových buněk, které vyrostly na lešení. Kmenové buňky byly odebrány z pacientovy kostní dřeně a implantovány na lešení, které bylo vytvořeno odstraněním buněk darované průdušnice. Pacientce ve Spojeném království, která utrpěla poškození průdušnice v důsledku vzácné formy tuberkulózy, byla transplantována tři palce dlouhá průdušnice vypěstovaná v laboratoři. Také dvouletá dívka dostala v laboratoři vypěstovanou transplantaci průdušnice, která byla vyrobena z plastových vláken a jejích vlastních kmenových buněk. Bohužel tři měsíce po operaci zemřela.

Bude to praktické?

Pokud se to stane realitou, jak dlouho bude trvat, než znovu doroste kost, slinivka nebo paže? Někteří skeptici tvrdí, že pěstování nového orgánu bude trvat několik let, a proto bude časově náročné a nepraktické. David M. Gardiner, profesor vývojové a buněčné biologie na University of California-Irvine, který je hlavním řešitelem výzkumného programu regenerace končetin, nesouhlasí. "Abyste se mohli regenerovat, potřebujete strukturu. Fibroblasty – typ buňky, která tvoří kostru pro tkáň – tvoří plán. Myslím si, že v dlouhodobém horizontu budeme schopni regenerovat, ale abychom to dokázali, budeme muset přijít na to, z informační mřížky."

Nicméně říkat, že se to stane, dává lidem beznadějný sen. "Dokážeme si představit využití znalostí k podpoře růstu orgánů nebo tkání," Elly Tanaka, která studuje regeneraci u mloků na Institutu Maxe Plancka v Německu. "Ale je nebezpečné říkat: 'Ano, očekáváme regeneraci končetiny."

Máme to dál studovat?

Hlavní otázka zní: "Máme pokračovat ve studiu lidské regenerace? Bylo by to funkční?" I když je mnoho výzkumníků optimistických a ochotných vynaložit úsilí, je třeba zvážit otázku financování projektu. Muneoka řekl, že budoucí pokrok závisí na tom, kolik jsme ochotni utratit, aby se lidská regenerace stala realitou. "Je to otázka závazku, zda je to u člověka možné nebo ne," řekl Muneoka. "Někdo musí financovat tento výzkum"