Dve vedecké skupiny, jedna vedená Magdalenou Żernickou-Goetz v anglickom Cambridgei a druhá Jakubom Hannom v Izraeli, sa predbiehajú v prvenstve vo vytvorení syntetických ľudských embryí len pomocou pluripotentných kmeňových buniek.

Aby sme mohli túto novinu pochopiť, musíme si najskôr ujasniť, čo kmeňové bunky vlastne sú.

Keď bunka dokáže viac

Kmeňovými bunkami nazývame také bunky, ktoré sa jednak dokážu ďalej množiť a jednak sa dokážu vyvíjať, diferencovať na iné typy buniek.

Podľa toho, na aké typy buniek sa daná kmeňová bunka dokáže diferencovať, potom môžeme hovoriť napríklad o krvných kmeňových bunkách, pečeňových bunkách a podobne.

Nie všetky kmeňové bunky však majú rovnakú schopnosť (potenciu) vytvárať iné bunky. Môžeme si to predstaviť ako hierarchiu, kde nižšie položené bunky majú čoraz menšiu potenciu. Na jej vrchu je bunka totipotentná – zygota, čiže oplodnené vajíčko, ktorá dokáže vytvoriť všetky bunky ľudského tela a ešte aj plodové obaly.

O čosi nižšie v tejto hierarchii sa nachádzajú tzv. pluripotentné bunky, ktoré dokážu vytvoriť všetky tkanivá ľudského tela, ale už nie plodové obaly.

Pluripotentné bunky boli pôvodne izolované z niekoľkodňových embryí v štádiu, keď zárodok obsahuje okolo dvesto buniek. Práve o týchto bunkách je reč, keď sa v médiách rozpráva o embryonálnych kmeňových bunkách. Odobratie týchto buniek vedie k zničeniu embrya, preto je proces získavania ľudských embryonálnych kmeňových buniek morálne problematický.

V roku 2006 však japonskí vedci Šinja Jamanaka a Kacutoši Takahaši objavili spôsob, ako z celkom obyčajnej telovej bunky vyrobiť bunku pluripotentnú, a to pomocou aktivácie iba štyroch konkrétnych génov. Za vytvorenie takýchto indukovaných pluripotentných buniek (iPSCs) im bola v roku 2012 udelená Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu.

V roku 2022 navyše čínski vedci objavili spôsob, ako vytvoriť iPSCs z telových buniek aj bez genetickej modifikácie, len pomocou chemických faktorov prítomných v živnom médiu. 

Mohlo by sa teda zdať, že vedecko-fantastickej predstave o vyrábaní ,náhradných súčiastok‘ do ľudského tela, ktoré sa s kmeňovými bunkami spájajú od ich objavu, už nestojí nič v ceste.

Ľudská organogenéza je málo preskúmaná

Nie je to však celkom tak.

Proces, ktorým sa z pluripotentných buniek stávajú jednotlivé orgány, tzv. organogenéza, je síce pomerne dobre preskúmaný u nižších modelových organizmov, nie však u cicavcov a už vôbec nie u ľudí.

Dôvodom je nielen etická problematickosť takého výskumu na ľuďoch, ale aj to, že organogenéza u cicavcov prebieha až po zahniezdení v maternici, a teda je obťažné ju študovať.

Tím Jakuba Hannu z izraelského Weizmannovho inštitútu spravil v roku 2021 v tejto oblasti prelom, keď dokázal kultivovať myšie embryá mimo maternice aj za bod, keď normálne nastáva implantácia. Poslúžil im na to najmä jednoduchý rotor, ktorý zabezpečil jemný pohyb roztoku, v ktorom sa embryo vyvíjalo.

Následne jeho tím v roku 2022 publikoval podobný experiment, ale tentoraz s myšími embryami, ktoré nevznikli zo spermie a vajíčka, ale z pluripotentných buniek. Takéto, tzv. syntetické embryá vytvorili zmiešaním pluripotentných buniek s takými pluripotentnými bunkami, v ktorých umelo zapli gény potrebné na vytvorenie embryonálnych obalov.

Imunoterapia rakoviny Aj imunitný systém niekedy spí

Martin Lukačišin

Švajčiarski vedci zistili, že čas dňa hrá dôležitú rolu pre účinnosť imunitnej liečby rakoviny.

Cambridgeský tím Magdaleny Żernickej-Goetz teraz oznámil, že našli gény, ktoré je potrebné zapnúť v ľudských pluripotentných bunkách na vytvorenie týchto embryonálnych obalov.

Krátko nato sa s publikovaním svojich výsledkov poponáhľala aj skupina Jakuba Hannu. Tým sa podaril ešte podstatne závažnejší počin, keď dokázali ľudské pluripotentné bunky pripraviť na formovanie týchto obalov aj bez genetickej modifikácie, len pomocou signálov rozpustených v živnom médiu.

Takéto predpripravené bunky potom navyše zmiešali s naivnými pluripotentnými bunkami a pomocou vhodných podmienok kultivovali do štádia korešpondujúceho až so 14. dňom po oplodnení.

Vytvorili tak model ľudského embryonálneho vývinu medzi 7. a 14. dňom po oplodnení, ktorý zásadným spôsobom zjednodušuje výskum prebiehajúcich procesov.

Vo vedeckej kontroverzii s ohľadom na veľkosť dosiahnutého pokroku a prvenstva v objave sa tak pomyselné váhy po pár dňoch diskusie jasne prevážili v prospech izraelského tímu.

Progres v etickom výskume alebo spochybnenie etickosti toho doterajšieho?

Etická kontroverzia však ešte len čaká na dôslednú diskusiu.

Na jednej strane sa ponúka možnosť, že syntetické „embryá“, keďže sú odvodené len z pluripotentných buniek, by mohli ponúknuť etickú formu štúdia ľudských embryí.

Obe výskumné skupiny síce zatiaľ na ich vytvorenie použili pluripotentné bunky pôvodne pochádzajúce z ľudských embryí, možno však predpokladať, že onedlho sa im podobný proces podarí i s iPSCs, teda s pluripotentnými bunkami, ktoré pochádzajú z telových buniek dospelých darcov.

Argumentom v prospech takéhoto pozitívneho náhľadu je, že takéto syntetické „embryo“ vyrobené z iPSCs by v žiadnom bode svojej existencie nebolo plne životaschopné ‒ implantovať embryo v takomto neskorom štádiu do maternice je biologicky nemožné a v roztoku ho dlhšie než sedem dní kultivovať nevieme.

Protiargumentom je, že biologický materiál v týchto „syntetických embryách“ v zásade korešponduje s tým, ako by ľudský jedinec s daným genómom vyzeral v ranom štádiu svojho vývinu, keby bol vnútri maternice. Taktiež nemožno vylúčiť, že v budúcnosti bude technicky možné takéto embryá kultivovať mimo maternice dlhší čas.

Prelomový vedecký výskum Keď vírusy pomáhajú liečiť

Martin Lukačišin

Vedci ukázali cestu k liečeniu zápalového ochorenia čriev pomocou bakteriálnych vírusov. Prvé testy priniesli sľubné výsledky.

Ak prijmeme tento protiargument, zrazu vzniká aj pochybnosť, či používanie iPSCs je až také eticky bezproblémové, ako sa doteraz predpokladalo ‒ iPSCs boli vo všeobecnosti považované za etickú alternatívu voči embryonálnym kmeňovým bunkám pre budúce aplikácie v regeneratívnej medicíne.

Ak sa však z iPSCs len pomocou vonkajších signálov dajú vyprodukovať embryá, nie je neetické iPSCs vôbec používať?

Naskytá sa logický protiargument, že iPSCs predsa pochádzajú z preprogramovaných telových buniek, a predsa preto ešte nevidíme etický problém v používaní telových buniek. Kedy by teda vznikala entita hodná ochrany?

Preprogramovaním telovej bunky na iPSC, alebo azda až zmiešaním iPSCs s bunkami iPSCs predpripravenými na vytvorenie embryonálnych obalov? Alebo, naopak, žiadna z týchto biologických entít nekorešponduje s ľudským jedincom?

O tom, že tieto otázky vôbec nie sú také jednoduché, akými by sa na prvý pohľad mohli javiť, svedčí aj to, že zatiaľ čo Katolícka cirkev k používaniu embryonálnych pluripotentných buniek na výskum či terapiu vydala jasne zamietavé stanovisko a, naopak, k výskumu a terapeutickému použitiu telových kmeňových buniek (napríklad krvných) jasne podporné stanovisko, podobne jasné stanovisko k indukovaným pluripotentným bunkám minimálne autorovi tohto textu známe nie je.

Etická kontroverzia tak ostáva otvorená.