Konec transplantací?

Jaroslav Petr  |  Věda
Oko

Přes pokrok v medicíně trpí vyspělý svět stálým nedostatkem orgánů k transplantacím. Výzkum buněk však ukazuje nové cesty budoucího zdravotnictví. Možná si budeme schopni vypěstovat nové orgány přímo v těle.

Nedávný výzkum vědců z Harvardovy univerzity vedených Douglasem Meltonem otevřel možnost vytvářet nové buňky podle potřeby přímo v těle nemocného. Ve slinivce myší donutili biologové produkovat inzulin specializované buňky, které to samy od sebe neumějí. K tomu je zapotřebí změnit spektrum genů, jež v buňkách slinivky pracují. Melton prověřoval více než tisíc bílkovinných molekul řídících aktivitu genů, a nakonec z nich vybral devět. Genoví inženýři vytvořili viry schopné vnášet geny pro tyto bílkoviny do buněk slinivky a Melton vyzkoušel virové „pašeráky genů“ na myších. Přitom zjistil, že k navození produkce inzulinu stačí, aby buňka získala tři geny. Po injekci geneticky pozměněných virů se ve slinivce myší objevily nové buňky produkující inzulin. Tyto buňky byly schopny kompenzovat zdravotní problémy myší postižených cukrovkou. Buňky plnily své nové funkce několik měsíců.

Můžou podobné výsledky výzkumu odsunout na vedlejší kolej transplantační medicínu a spolu s ní i další směry ve vývoji tzv. buněčných terapií?

Transplantovat umíme, ale…

V loňském roce provedlo hned několik světových týmů transplantace, při kterých lékaři cíleně navodili příměří mezi imunitním systémem příjemce a transplantovaným orgánem. Pacienti se záhy po operaci obešli bez léků, které tlumí jinak poměrně bouřlivé obranné imunitní reakce. Vyhnuli se tak mnoha závažným komplikacím, protože ukolébaný imunitní systém sice toleruje transplantát, ale zároveň jím snáze proklouznou původci infekčních chorob či buňky vznikajícího nádoru. Velkou pozornost vzbudilo hned několik úspěšných transplantací tkání obličeje.

Lékaři si cení i pokroku v transplantacích, které nejsou tak efektní a stojí stranou zájmu bulvárních sdělovacích prostředků.

Nedávno například zveřejnili američtí oftalmologové povzbudivé výsledky operací, při nichž je do oka pacienta vpraven kousíček sítnice z mrtvého dárce. Transplantovaná tkáň o ploše pouhých čtyř milimetrů čtverečních výrazně vylepšila zrak pacientům trpícím pokročilou degenerací sítnice. Jedna z pacientek viděla před transplantací čtyřicetkrát hůř než člověk se zdravým zrakem. Operace jí zvýšila ostrost zraku pětkrát. Žena, která byla prakticky slepá, mohla najednou číst knihy ze speciální edice s velkými písmeny, zvládala komunikaci elektronickou poštou a vrátila se ke svým oblíbeným hobby – šití a pletení.

…orgánů je stále málo

Medicína zdolala nejednu obtíž spojenou s transplantacemi. Jeden kardinální problém ji však nepřestává brzdit. A tím je nedostatek orgánů.

Poptávka mnohonásobně převyšuje nabídku, a to otevírá prostor pro čachry „neviditelné ruky trhu“.

V současné době vzkvétá globální obchod s orgány, které za pakatel prodávají lidé v tíživé ekonomické situaci. Orgány se pašují přes hranice. A když nemůže „hora“ orgánů ke svým Mohamedům, přichází ke slovu tzv. transplantační turistika. Obyvatelé ekonomicky vyspělých zemí si zajedou pro život zachraňující operaci do Číny, Pákistánu nebo na Filipíny.

V srpnu se sešli v Istanbulu lékaři, právníci a etici ze 78 zemí a sepsali Istanbulskou deklaraci o nezákonném obchodu s orgány a transplantační turistice. Signatářské země se v ní zavazují k opatřením, jež by měla zajistit, aby orgány pro transplantace pocházely z domácích zdrojů. I když deklarace zdůrazňuje nutnost využívat pro transplantace všechny dostupné orgány, nelze očekávat, že se podaří odstranit tragický „převis“ v poptávce.

Od opic a prasat…

Vedle lékařské prevence, která může potřebu orgánů pro transplantace výrazně snížit, je proto nutné rozvíjet výzkum, jenž si klade za cíl získat alternativní zdroje orgánů. Ještě před deseti či patnácti lety vsázeli mnozí odborníci na tzv. xenotransplantace. Vědci záhy opustili představu, že by lidem mohly sloužit orgány opic a lidoopů. Člověku nejbližší šimpanz je druh ohrožený vyhubením a navíc jsou primáti zdrojem mnoha nebezpečných virů, např. HIV nebo Eboly. Naděje se proto upřely k prasatům. Genoví inženýři upravili dědičnou informaci prasat tak, aby měl lidský imunitní systém šanci tolerovat po transplantaci jejich orgány. Genetické „polidštění“ prasete spočívá v obohacení prasečí DNA o některé lidské geny a naopak ve vyblokování prasečích genů, které lidský imunitní systém dráždí. I když dokážou pokusní primáti s orgánem geneticky upraveného prasete přežít i několik měsíců, pokrok není tak rychlý, jak by si všichni přáli. Hledají se další alternativy. V případě srdce dosáhly významného pokroku konstruktéři umělých srdcí nejrůznějších koncepcí, od „přídatných pump“, jež nemocnému srdci kardiaka „zatlačí“, až po úplné náhražky, jež lékaři voperují pacientovi místo nefunkčního orgánu. Jinou možnost představuje produkce buněk, tkání a orgánů pro transplantace v laboratorních podmínkách. Ideální surovinou se pro tyto účely zdají být embryonální kmenové buňky.

Biologové se je naučili vypěstovat z lidského zárodku starého necelý týden. Buňky se neomezeně množí a tvoří doslova nevyčerpatelnou zásobu univerzální buněčné suroviny. Pokud jim vytvoříme vhodné podmínky, začnou se v laboratoři měnit na buňky předem určeného typu – srdeční sval, kostní dřeň, neurony. Jejich „přeškolovací“ rejstřík je úplný. Mezi 230 typy buněk dospělého lidského těla nenajdeme jediný, v nějž by se embryonální kmenová buňka nemohla proměnit. Teoreticky můžeme diabetikům vypěstovat nové buňky slinivky produkující inzulin, lidem s Parkinsonovou chorobou neurony náhradou za odumřelé buňky v mozku a kardiakům srdeční svalovinu pro vyspravení chorého srdce.

…ke kmenovým buňkám

Embryonální kmenové buňky dostaly do vínku dvě nepříjemná omezení. Nemají výjimku ze stávajícího pravidla transplantací, podle kterého může dostat pacient jen takové buňky, tkáně nebo orgány, které dokáže jeho imunitní systém přijmout za vlastní. Znamená to, že musíme mít buď neuvěřitelně pestrou zásobu embryonálních kmenových buněk, abychom z nich dokázali vypěstovat orgány pro kohokoli, anebo musíme vytvořit embryo a následně embryonální kmenové buňky pacientovi „na míru“. Cesta k druhému řešení se otevírá tzv. terapeutickému klonování. Při něm je tělní buňka spojena s lidským vajíčkem zbaveným vlastní dědičné informace.

Vznikne tak embryo, ze kterého by se teoreticky mohl narodit pacientův klon. Při terapeutickém klonování je embryo přeměněno na univerzální buněčnou surovinu embryonálních kmenových buněk. Z těch by se mohly pěstovat buňky, tkáně i orgány, jež by pacientův imunitní systém vnímal jako vlastní. Kromě technických obtíží naráží využití embryonální kmenové buňky na etické problémy. Odmítají je někteří křesťané, podle nichž si lidský život zaslouží ochranu od okamžiku početí. Nepřijatelné je i pro buddhisty, kteří odmítají zničení jakékoli formy života. V terapeutickém klonování navíc vidí mnozí lidé vstupní bránu do světa, kde se klonují lidské bytosti. Ostatně ani český zákon regulující výzkum na lidských embryonálních kmenových buňkách nepřipouští tvorbu těchto buněk terapeutickým klonováním.

Revoluce na druhou

Revoluci do tohoto oboru vnesl zcela nedávno japonský biolog Shinya Yamanaka, který vytvořil univerzální buněčnou surovinu z lidských kožních buněk bez toho, že by vzniklo embryo. Dosáhl toho přeprogramováním dědičné informace.

Donutil v buňkách pracovat čtyři klíčové geny, které společně spustí složitou kaskádu dalších genů.

Výsledkem je proměna specializované tělní buňky na tzv. indukovanou pluripotentní kmenovou buňku. Z té můžou, podobně jako z embryonální kmenové buňky, vzniknout za vhodných podmínek jakékoli specializované buňky. Imunologicky přesně odpovídají dárci kožní buňky, a jeho tělo by je proto bez problémů přijalo.

Yamanakovu metodu provází hrozba zvrhnutí indukovaných pluripotentních kmenových buněk ve zhoubný nádor. Nejnovější hit – Meltonem objevená převýchova buněk přímo v těle – touto komplikací zřejmě netrpí.

„Je to revoluce na poli výzkumu, které je už teď samo o sobě revoluční,“ zhodnotil Meltonovu práci jeho harvardský kolega George Daley.

Pod vlivem podobných zpráv vzniká někdy dojem, že starší výzkumné směry patří do starého železa. Má ještě cenu investovat do výzkumu, který řeší imunologické komplikace tradičních transplantací nebo tvorbu embryonálních kmenových buněk, když se zřejmě dá mnohé napravit přímo v lidském těle bez skalpelu a buněk pocházejících z cizího organismu? Neměli bychom vzít všechny dostupné prostředky a vrhnout je do nově se otevírajících možností „buněčné revoluce“?

Ve vědě nikdo netuší, které cesty vedou ke kýženému cíli a které začínají jako autostráda, a končí slepě. Ti, kdo tvrdí, že dovedou cestu k cíli předem určit, buď dané problematice do hloubky nerozumějí, anebo z nejrůznějších důvodů zcela cíleně lžou. Sokrates říkal, že tak jako nemá být koráb zakotven jedinou kotvou, nemá lidský život záviset na jediné naději. Je dobré si tahle moudrá slova připomenout pokaždé, když zazní hlasy, které vyhlásí jednu z nadějí, s nimiž je spojována budoucnost transplantační medicíny, za jedinou pravou a ostatní za zbytečné nebo přímo zavrženíhodné.


KMENOVÉ BUŇKY USNADNÍ TRANSPLANTACI

Mnozí vědci jsou přesvědčeni, že buňky, tkáně i celé orgány potřebné pro transplantace dokážou vypěstovat z tzv. embryonálních kmenových buněk. Tyto buňky se získávají v laboratoři z embrya v časném stadiu vývoje. Embryonální kmenové buňky se neomezeně množí a za vhodných podmínek z nich lze vypěstovat kterýkoli z 230 typů buněk tvořících lidské tělo. Pro využití takto vypěstovaných buněk, tkání a orgánů je nezbytné, aby je toleroval imunitní systém příjemce. K usmíření imunitní obrany příjemce se v poslední době začíná využívat kostní dřeň dárce, která je transplantována spolu s orgánem. Američtí vědci vyzkoušeli na myších, zda by šlo imunologicky „usmiřující“ kostní dřeň vypěstovat z embryonálních kmenových buněk. Transplantací vypěstované kostní dřeně vytvořili pokusným zvířatům „směsný“ imunitní systém. Ten vnímá transplantované buňky od dárce kostní dřeně jako svoje vlastní a neútočí na ně. Takto připraveným myším transplantovali vědci buňky srdečního svalu od stejných myší, které použili pro tvorbu kostní dřeně. Za normálních podmínek by myš cizí buňky nepřijala. Transplantace buněk kostní dřeně však vytvořila „imunitní most“, který dovolil srdečním buňkám dárce „proklouznout“ bez problémů do těla příjemce.

Genoví inženýři upravili dědičnou informaci prasat tak, aby měl lidský imunitní systém šanci tolerovat po transplantaci jejich orgány. Při terapeutickém klonování je embryo přeměněno na univerzální buněčnou surovinu embryonálních kmenových buněk.

MRAŽENÍ ORGÁNŮ PRO TRANSPLANTACE

Orgán vydrží oddělený od krevního oběhu dvanáct až čtyřiadvacet hodin. Potom už se pro transplantaci nedá použít. Tým izraelských vědců vedený Amirem Aravem z Institutu pro zemědělský výzkum v Bet Daganu vyvinul postup, kterým lze orgán před transplantací zmrazit, a tím prodloužit dobu jeho skladování. Pro první zkoušku zvolili játra prasete, která umístili do speciální aparatury, kde se orgán chladil tempem 0,3 °C za minutu. Během půldruhé hodiny poklesla teplota jater na –20 °C a orgán byl dokonale zmrzlý. K rozmrazení jater stačilo dvacet minut. Po zahřátí na tělní teplotu byl orgán voperován do těla jiného prasete. Test „schůdnosti“ mrazicího postupu dopadl dobře. Do rozmražených jater proudila krev a jejich buňky přežily. Produkce žluči svědčila jasně o tom, že si orgán udržel potřebné životní funkce.

Nejčtenější