Liečba bunkami čiže bunkové terapie sú obrovským prísľubom pre mnoho vážne chorých či zranených. Ambiciózne plány lekárov ale narážajú na rad prekážok. Jeden z hlavných kameňov úrazu tkvie v reakcii imunitného systému pacienta na liečebné bunky, píšu Lidovky.
Názorným príkladom je krvná transfúzia. Ak dostane pacient krv inej skupiny, jeho imunitný systém ju vníma ako cudzorodú a mobilizuje proti nej svoj arzenál. Obranná reakcia môže pacienta zabiť. Našťastie nie je zložité vybrať pre pacienta krv vhodného darcu sa zhodnú krvnou skupinou. V prípade transplantácie kostnej drene už býva výber vhodného darcu zložitejší, pretože tieto bunky ponúkajú imunitnému systému oveľa viac nápadných znakov, podľa ktorých ich príjemca spozná ako cudzorodé. Niekedy sa vhodného darcu vôbec nepodarí nájsť.
Imunitný systém príjemcu je možné do určitej miery utlmiť liekmi, a donútiť ho tak k tolerancii niektorých cudzích buniek. Takéto oslabenie imunity však so sebou nesie zvýšené riziko infekcií a nádorových ochorení.
Tieto problémy sa zdali vyriešené už pred desiatimi rokmi, keď japonský biológ Sinj Jamanaka našiel spôsob, ako sa dajú pacientove bunky "rekvalifikovať". Pacientovi, ktorý potrebuje napríklad bunky srdcovej svaloviny na posilnenie chorého srdca, lekári odoberú kožné či tukové bunky a v nich aktivujú štvoricu vybraných génov.
Bunky tým získajú vlastnosť takzvanej pluripotencie. To znamená, že sa správajú ako bunky odobraté z ľudského embrya. Ak im totiž vedci v laboratóriu vytvoria vhodné podmienky, začnú sa následne meniť na vybraný typ buniek, napríklad na bunky srdcovej svaloviny. Tie je potom možné použiť na liečbu chorého. Nehrozí pritom nežiaduca obranná reakcia imunitného systému, pretože pacient dostáva svoje vlastné "nové spôsobilosti" bunky.
Problémy s rekvalifikáciou
V Japonsku už odštartovalo viacero klinických skúšok liečby pomocou buniek, za ktoré získal Sinj Jamanaka v roku 2012 Nobelovu cenu. K týmto takzvaným indukovaným pluripotentným kmeňovým bunkám upierajú nádeje nielen ľudia s chorým srdcom, ale napríklad aj pacienti ochrnutí po poranení miechy alebo tí, ktorí strácajú zrak v dôsledku degenerácie buniek očnej sietnice.
Jedným z hlavných problémov takejto liečby je zdĺhavá, náročná a drahá príprava Jamanakových buniek. Aktivácia kvarteta vybraných génov navyše často zlyhá a k premene buniek pacienta na východiskovú pluripotentnú bunkovú surovinu potom vôbec nedôjde.
"S indukovanými pluripotentnými kmeňovými bunkami je veľa problémov," hovorí Tobias Deus z Kalifornskej univerzity v San Franciscu. "Nevieme, prečo sú niektoré bunky prístupné k premene a iné nie. Väčšina vedcov je presvedčená, že sa na postup nemožno plne spoľahnúť. Mnohé pokusy o individuálnu liečbu pomocou indukovaných pluripotentných kmeňových buniek preto stroskotali."
Tobias Deus a jeho kolegovia z laboratória vedenej biologičkou Sonjou Schrepferovou sa nechali inšpirovať krvnými transfúziami. Krvinky ľudí s krvnou skupinou 0 nenesú na svojom povrchu molekuly dráždiace imunitný systém. Títo ľudia sú univerzálnymi darcami a ich krv môžu dostať aj príjemcovia s inou krvnou skupinou. Schrepferová s kolegami sa preto rozhodli "vymazať" z povrchu indukovaných pluripotentných kmeňových buniek molekuly dráždiace imunitný systém príjemcu, a vytvoriť tak univerzálnu bunkovú líniu vhodnú na liečbu všetkých ľudí.
Bunky pre všetkých
Vedci použili hotovú líniu Jamanakových buniek a do jej dedičnej informácie cielene "strihli" špeciálnym molekulárnym nástrojom génových inžinierov známym ako CRISPR/Cas9. Tým z dedičnej informácie buniek odstránili gény kľúčové pre produkciu bielkovín takzvaného hlavného histokompatibilního komplexu typu I a II. Práve podľa registra týchto bielkovinových molekúl spozná imunitný systém, ktoré bunky sú telu vlastné - a ktoré do neho nepatria.
Bohužiaľ na bunky, ktorým chýbajú molekuly hlavného histokompatibilného komplexu, sa zameriava špeciálny typ bielych krviniek -NK bunky. Pacientov organizmus by sa k nim preto aj naďalej správal ako k votrelcom.
Našťastie možno NK bunky upokojiť bielkovinou CD47, ktorá pôsobí na tieto biele krvinky ako biela vlajka vyzývajúca k prímeriu. Tím Schrepferovej vniesol do indukovaných pluripotentných kmeňových buniek gén pre tento proteín a vedci boli zvedaví, či tým urobí bunky pre imunitný systém príjemcu "neviditeľnými". Po transplantácii takto upravených myších buniek zostal imunitný systém myších príjemcov v pokoji, ako keby sa nič nedialo. Bez reakcie zostali dokonca aj myši vybavené ľudským imunitným systémom po transplantácii upravených ľudských Jamanakových buniek.
V ďalšej sérii experimentov vypestovala Schrepferová so svojimi spolupracovníkmi z upravených Jamanakových buniek ľudskú srdcovú svalovinu a tú transplantoval myšiam s poľudšteným imunitným systémom. Ani v tomto prípade vedci nespozorovali odmietavú reakciu organizmu príjemcu. V srdcovej svalovine bol dokonca viditeľný rast nových ciev.
Výsledky, publikované vo vedeckom časopise Nature Biotechnology, sľubujú, že vedci budú časom schopní liečivé bunky vytvárať a používať pre všetkých, ktorí ich budú potrebovať.