Krv si väčšina ľudí spája so životom. Jej dostatočné zásoby v rámci národných transfúznych staníc sú nevyhnutné pri záchrane životov. Preto je dôležité, aby boli ľudia ochotní ju nezištne darovať. No čo, ak by bolo živých darcov možné nahradiť alebo aspoň doplniť a krv jednoducho „vypestovať“ v laboratóriu? Vedcom z Univerzity v Cambridge sa to podarilo. Pomocou kmeňových buniek vytvorili štruktúry podobné embryu, ktoré samy začali produkovať krv.
Krv z ničoho? Nie tak celkom
Na prvý pohľad to znie ako sci-fi, ale v skutočnosti ide o dôsledok precízneho biologického inžinierstva. Tím vedcov vedený profesorom Azimom Suranim vyvinul trojrozmerné štruktúry z ľudských kmeňových buniek, ktoré nazvali „hematoidy.“ Tieto mikroskopické útvary napodobňujú rané štádium vývoja ľudského embrya, konkrétne obdobie približne medzi štvrtým a piatym týždňom tehotenstva. To za normálnych okolností v maternici nie je ešte možné priamo pozorovať.
Už po dvoch dňoch sa hematoidy začali zoskupovať do takzvaných zárodočných vrstiev, teda akýchsi základných stavebných blokov všetkých tkanív a orgánov. Do ôsmeho dňa sa v nich objavili bunky, ktoré zabezpečovali pohyb tekutiny, a o päť dní neskôr, okolo trinásteho dňa, bolo v miske voľným okom vidieť červené škvrny krvi. „Bol to neuveriteľný moment. Krvavočervená farba bola viditeľná aj bez mikroskopu,“ opísal jeden z hlavných autorov štúdie doktor Jitesh Neupane z Gurdonovho inštitútu.
Bez záhadných kokteilov
Zásadný rozdiel oproti predchádzajúcim metódam spočíva v tom, že hematoidy nepotrebujú externé zásahy v podobe drahých rastových faktorov alebo špeciálnych bielkovinových kokteilov. Všetky prvky potrebné pre vznik krvi a dokonca aj srdcové bunky si vytvárajú samy, podľa vnútornej „inštrukčnej príručky,“ podobne ako v reálnom embryu.
Týmto spôsobom vznikajú hematopoetické kmeňové bunky, ktoré sú základnom všetkých typov krvných buniek, od červených krviniek až po T-lymfocyty imunitného systému. „Model, ktorý sme vytvorili, napodobňuje druhú vlnu krvotvorby počas vývoja plodu. Ide o obdobie, kedy vznikajú aj adaptívne imunitné bunky ako T-bunky. To je veľký potenciál pre výskum imunológie a onkológie,“ vysvetľuje Geraldine Jowett z výskumného tímu.
Prečo je to dôležité?
Tento výskum môže významne prispieť k štúdiu chorôb krvi, ako je leukémia či lymfóm, k testovaniu nových liekov a časom aj k vývoju osobnej medicíny, kde by si pacient mohol „nechať vyrobiť“ krv z vlastných buniek, ktorá bude plne kompatibilná s jeho telom.
Zároveň ide aj o unikátny nástroj, ako skúmať obdobie ľudského vývoja, ktoré je inak neprístupné, a to po vložení embrya do maternice. Vedci dúfajú, že tento model prispeje k lepšiemu pochopeniu nielen vzniku krvi, ale aj iných základných procesov v embryogenéze.
Zatiaľ s obmedzeniami
Vedci zdôrazňujú, že hematoidy nie sú skutočné embryá a nikdy sa nimi nemôžu stať. Chýbajú im totiž kľúčové štruktúry, ako sú žĺtkový vak či placenta, ktoré sú pre ďalší vývoj nevyhnutné. Model sa tiež nezameriava na tvorbu mozgového tkaniva. Je teda zameraný výlučne na vývoj srdca a krvi. Výskum prebehol v súlade s platnou legislatívou a etickými normami, pričom bol schválený príslušnými etickými komisiami. Technológia bola zároveň patentovaná univerzitou.
