Základy placenty poprvé vznikly z buněk kůže, jsme blíže pochopení vzniku života

TLDR verze: Nová metoda napomáhá rozlousknout základní biochemické procesy rozvoje života. Podařilo se totiž vytvořit základ buněk, z nichž je vytvořena placenta, přeměnou z jiných buněk (studie tu)!

Na počátku bylo slovo

Konečně se blížíme tomu vysněnému okamžiku, kdy bude možné vytvořit člověka z lupu! Než se dostaneme ke studii, bude to chtít trochu suplování přírodovědy, protože na detaily vzniku života jste možná už pozapomněli. Jak vám jistě maminka s tatínkem řekli, na počátku bylo slovo. A to slovo bylo „vajíčko“ a „spermie„. To jsou sice dvě slova, ale kdo by od zrodu života očekával jednoduché příběhy, že?

Příběh nicméně pokračuje zygotou, což je jedna jediná buňka, ze které vznikl celý organismus – vy. Zygota má velký potenciál, protože nakonec z ní vznikají všechny tělesné buňky. Self-help průmysl křičí „Můžeš se stát, čímkoliv chceš!“ A projednou má pravdu.

Zygota tedy nelení, a dělí se doslova jako o život. Stane se z ní morula (blob buněk), pak blastocysta (dutý blob buněk). Dalším krokem je vytvoření gastruly, která vzniká tak trochu, jako kdybyste promáčkli vyfouklý fotbalový míč. Gastrula obsahuje tři typy buněk – endodermální, které jsou na vyduté části „míče“, pak ektodermální, které jsou naopak na straně vypouklé. Konečně mezoderm je… no, mezi. Jakoby uvnitř míče.

S buňkami se v tuto chvíli děje něco nevídaného. Úvodní zygota mohla pojmout jakýkoliv osud, což už pro ekto, endo… dermální buňky neplatí. Vypouklá část gastruly dá vzniknout kůži a nervové soustavě, ale už se nemůže podílet na střevech. Zmíněný self-help průmysl by možná usoudil, že to je jenom otázka přístupu, a buňky musí změnit svůj pohled na svět. Vývoj organismu ale tento názor nesdílí, a tak každá další buněčná generace nastupuje na stále omezenější dráhu. Krevní buňka? Vyber si: lymfocyt, myelocyt. Myelocyt? Vyber si: bílá, červená krvinka. Bílá krvinka? Granulocyt, nebo monocyt? A bude k tomu kečup?

Je to na vás moc složité? Naštěstí tu mám jedno zjednodušující schéma:

Málo známí hrdinové

Tímto totiž z obrazu vynecháváme buňky, které mají na vývoj (savců) také značný vliv – byť se jim nakonec nedostane té pocty stát se třeba nosním chloupkem. Představuji vám trofoblast, obal, který vzniká z vrchní vrstvy moruly (prvního blobu buněk).

Buňky trofoblastu vytvoří kolem zbytku embrya jakýsi balonek, a po zahnízdění vyřizují byrokratické formality s dělohou. Stanou se jedním z obalů placenty a začnou vypouštět hormony, které přimějí dělohu mamky k tomu, aby vyprodukovala svou část placenty a začala poskytovat embryu živiny a kyslík. Jedním z hormonů trofoblastu je i choriogonadotropin, který detekují těhotenské testy.

Dalším typem buněk, které se nakonec hotovým organismem nestanou, je takzvaný extraembryonální endoderm. Zápletka (a budoucí organismus) se komplikuje! Ve fázi gastrulace, kdy si embryo už víceméně ujasnilo, která vrstva buněk bude dělat co, část endodermu zakřičí „MOMENT!“, zahodí slibnou dráhu embrya a otevře si hipster kavá-… no to zrovna ne, ale v ptačím či plazím vejci dává vzniknout žloutku. U savčího embrya je to komplikovanější, nicméně i tam hraje extraembryonální endoderm důležitou roli – například napomáhá vzniku pupeční šňůry nebo diriguje zárodek nervové soustavy. Tím se pomalu dostáváme k tomu, jak vzniká placenta – a k aktuálnímu výzkumu!


Nazpět buněčným časem

Víme, že na to, co se z buňky stane, má vliv její okolí. Během embryonálního (a dalšího) vývoje buňky produkují různé signalizační molekuly. Kombinatorikou (buňka obdržela tuhle molekulu, ale tuhle už ne, tak se z ní stane X), množstvím a načasováním těchto signálů buňky dekódují svoje příkazy.

Tyto signály pak aktivují určité geny, které startují diferenciaci buňky. A od roku 2006 už umíme taky vytvořit „koktejl mládí“ těch správných genů, které z buněk již diferencovaných, tedy na konci své „kariéry“, vytvoří opět téměř všehoschopné buňky.

Ono „téměř“ je důležité. Koktejl pro vytvoření trofoblastu nebo extraembryonálního endodermu zůstával zahalen tajemstvím. Museli jsme se tak spoléhat na již vyvíjející se embrya pro zdroj buněk těchto ne-embryonálních tkání.

Placenta – poznej svého nepřítele!
Stroj: Wikipedia/CC

A když nemáte S, dejte tam E

Až doteď. Tým vědátorů z Jeruzalémské univerzity, vedený čerstvou doktorkou Hani Benchetrit, odhalil kombinaci genů, které způsobí přeměnu kožních buněk v buňky trofoblastu a extraembryonálního endodermu. Čili v to, co je v zásadě placenta. Náročnou alchymii genů a interakcí úspěšně dekódovali i díky počítačovým algoritmům!

Nakonec jim tedy zůstala pětice genů pod superhrdinskou zkratkou GETMS. Pro vývoj fibroblastu v „běžnou“ embryonální buňku bylo zapotřebí aktivace genů GTMS, pro vývoj v buňku trofoblastu pak signál od čtveřice GETM, případně GETMS s důrazem na E (celým jménem Eomes). Extraembryonální endoderm pak bylo možno získat pomocí GETM a hodně S (Esrrb). #receptyvašíbabičky

A k čemu je to celé dobré? Mimo to, že se jedná o další přelomový a vzrušující objev na poli vývojové biologie, umožnilo by to vytvoření celého embrya pouze z kožních buněk. Bez vajíček, bez spermií, bez dárcovského embrya, které by dodalo extraembryonální tkáně. Také bychom se mohli dočkat většího množství výzkumů zaměřujících se na to, jak placenta vzniká. Což by mohlo mít zásadní dopad i ve farmakologii. #thefutureisnow

Spíše než „tvorbu lidí v nádržích“ bychom tak mohli mít blíže lepší pochopení vzniku života v děloze, a třeba i nové spektrum léků a terapií řešících neplodnost. Mohly bychom potenciálně jít i dále, ale neříkal bych rozhodně hop, protože už bezuzdně spekuluju. Tak daleko teď ještě nejsme – posunuli jsme se ale k této budoucnosti o významný centimetr blíže! Teď už jen doufat, že si výsledný organismus hlavu neumyje Headenem…

[TL]

Dočkáme i aplikace? To nevím – ale i z jiných objevů je znát, že žijeme v budoucnosti!

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze