Vytvoření buněčné struktury, která by byla v budoucnu schopna nahradit nefunkční buňky pankreatu a obnovit přirozenou produkci inzulinu u pacientů s diabetem, zejména pak 1. typu, to je předmětem společného výzkumu, na němž spolupracují americká Mayo Clinic, Rochester, USA,a tým z Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC). Čeští odborníci pod vedením doc. RNDr. Ireny Koutné, Ph.D., připravují indukované pluripotentní kmenové buňky, které následně jejich američtí kolegové z Centra pro regenerativní medicínu Mayo Clinic v procesu řízené diferenciace reprogramují do buněk slinivky břišní. Společný výzkum, jehož pilotní fáze potrvá do konce příštího roku, má především zodpovědět otázky týkající se bezpečnosti reprogramovaných buněk.

V superčistých laboratořích jsou derivovány buňky s pasem

„Náš tým má za úkol především vyderivovat indukované pluripotentní kmenové buňky, takzvané hiPSC, a to v klinickém stupni kvality. Bereme buňky například z kůže, krve či tuku dospělého jedince a pomocí speciálních reprogramačních faktorů jsme schopni je uvést do takzvaného pluripotentního kmenového stadia. V ten moment se do značné míry buňky chovají jako embryonální kmenové buňky, a tedy v sobě nesou úžasný potenciál, protože z nich můžeme vytvořit téměř jakoukoli tkáň,“ popsala doc. Koutná.

Podle ní už odborníci zvládli odpovědět na otázky, jak vytvořit indukovanou pluripotentní kmenovou buňku a z ní následně i terminálně diferencovanou buňku. „Co ale ještě není zvládnuté, jsou dva zásadní kroky, které brání klinické aplikaci. Jedním z nich je, že musíme umět vyrábět indukované pluripotentní buňky v klinické kvalitě. Přece jenom se jedná o reprogramaci a ne vždy se vše povede. Nicméně tento problém už jsme částečně vyřešili. V superčistých laboratořích, které máme ve FNUSA k dispozici, jsme z hlediska dnešního stupně poznání o tom, jak by se buňky měly a neměly chovat, schopni vyprodukovat takové, které nesou atribut bezpečnosti,“ uvedla doc. Koutná. Pluripotentní kmenové buňky vytvořené v Brně tak dostanou takzvaný pas, tedy doklad s výsledky testů kvality. „Testujeme je na mnoho různých věcí. Od toho, jaký mají karyotyp, po to, jaký nesou potenciál k tvorbě nádorů,“ dodala doc. Koutná.

I proto si podle doc. Ireny Koutné přizvala Mayo Clinic ke spolupráci právě tým z FNUSA-ICRC. „Není to o tom, že by v USA nezvládli pluripotentní kmenové buňky vytvořit. Stálo by je to ale mnohem více peněz, času a úsilí. Tím, že jim budeme dodávat buňky i s pasem, které mohou rovnou použít, se celý proces zkrátí i o dva roky. Pro nás je to naopak zpětná vazba, že dokážeme vyrobit natolik kvalitní buňky, že z nich následně půjde vytvořit tkáň slinivky,“ podotkla doc. Koutná.

Kulturu slinivky, která produkuje inzulin, už lze vypěstovat

Zásadní otázkou, kterouby měla spolupráce s Mayo Clinic zodpovědět, je bezpečnost uměle vytvořené tkáně pankreatu. „Jedná se o mimotělní manipulaci a my v misce nemáme nástroje, jaké má lidský imunitní systém, který umí do značné míry eliminovat nefunkční či zmutované buňky. Zatímco v těle zdravého člověka se v případě identifikace poškozených buněk spustí kaskáda procesů vedoucích k programované buněčné smrti, u uměle vytvářené buněčné struktury mimo organismus toto nelze očekávat. Bohužel je kumulace nesprávných procesů v buněčných kulturách zcela běžná. Musíme tedy celý proces domyslet a společně s kolegy z Ameriky striktně regulovat. Budeme bádat nad tím, jak docílit aby v průběhu terminální diferenciace nedošlo k nastartování procesů, kvůli nimžse při transferu do těla přestane kultura chovat, jak chceme. Víme, že kulturu slinivky umíme vypěstovat. Umíme dokonce vypěstovat takovou, která produkuje inzulin, napojí se na krevní kapiláry, umí monitorovat vnitřní prostředí. Musíme ale vymyslet, jak zaručit bezpečnost celého procesu,“ objasnila doc. Koutná.

Před mezinárodním týmem také leží otázka, jak pacientům v budoucnu kmenové buňky účinně podat. „Zvažujeme umístění do inertního váčku nebo například vstříknutí do slinivky,“ dodala doc. Koutná.

Ta věří, že pokud se podaří tyto otázky vyřešit a do konce příštího roku dosáhnout všech stanovených cílů, mohla by spolupráce pokračovat v podobě klinické studie. V takovém případě by pak ze spolupráce v budoucnosti mohli profitovat i čeští pacienti. „Tato fáze spolupráce by měla skončit testy na zvířatech. V momentě, kdy budou výsledky takové, v jaké doufáme, bychom rádi požádali o další dotaci na transatlantický výzkum. V rámci nějbychom pak připravovali buňky, které by bylo možné implementovat do člověka,“ upřesnila doc. Koutná.

Zároveň český tým stále pracuje na zdokonalení technik kontroly kvality. „Intenzivně pracujeme na nových metodách, díky kterým budeme moct deklarovat bezpečnost buněk. V buněčných terapiích bude bezpečnost ještě dlouho klíčové téma. Ačkoli může buňka na misce vykazovat všechny správné parametry, v těle se může chovat zcela jinak. Máme sice řadu pojistek, aby se například nezačala neadekvátně množit, nicméně je to stále výzkum,“ upozornila doc. Koutná, podle nížv odborné komunitě zavládla na určitou dobu skepse ohledně používání kmenových buněk při léčbě pacientů. „Nicméně zejména v USA na vývoji a použití kmenových buněk nepřestali pracovat, protože regenerace orgánů bez nich prostě nebude možná. Musíme ještě vyřešit některé otázky, ale doufáme, že znalosti a principy, které získáme nyní při přípravě tkáně slinivky, budou následně přenositelné i na jiné typy tkání,“ uvedla doc. Koutná s tím, že veFNUSA-ICRC zároveň běží i několik dalších podobných výzkumů. „Docent Hampl pracuje na vývoji tkáně plic, dále s pomocí 3D tisku vytváříme cévy, máme projekt i na vývoj kardiomyocytů či progenitorů nervové tkáně pro léčbu degenerativních onemocnění mozku,“ uzavřela.

Zuzana Pospíšilová