15. 4. 2026

buňky

Vědci z Kalifornie vypěstovali imunitní buňky určené k boji proti rakovině přímo v těle

MedicínaNovéVědecké objevy
 imunologie, věda, žíly, lymfocyty, leukocyty, tělo, monocyty, lymfatický systém, lymfatické žílyFoto: Phylum/vytvoženo pomocí AI/Pixabay
Popis: Obrázek ukazuje systém imunologie v těle, lymfatický systém.

Lymfatické uzliny jsou považované za řídící centra našeho imunitního systému. Když tělo bojuje s infekcí, často otékají a ztuhnou.

Vědci se stále častěji snaží nalézt co nejšetrnější metody, jak bojovat s infekcemi. Obzvláště s takovými, které nakonec vedou k rakovině. I když stále není jasné, proč některé vznikají nádory či typy rakoviny vznikají, svět medicíny se proto zaměřuje především na ty oblasti, kdy tělo již bojuje s nádory.

Tým vědců z Kalifornské univerzity v Berkeley nyní zjistil, že tato mechanická změna může pomáhat imunitnímu systému v boji proti nemocem. Své objevy chtějí vést k vytvoření nové metody, která by „pěstovala“ imunitní buňky, které by maximalizovaly schopnost ničit rakovinné buňky a zároveň tak omezili vedlejší účinky.

Vědci zkoumali, jak imunitní buňky reagují na různá mechanická prostředí. T-buňky, neboli lymfocyty, proto vystavili hydrogelům s různou tuhostí. Ty měly napodobit povrch přirozené lymfatické uzliny. Při testování schopností imunitních buněk bojovat proti rakovině vědci zjistili, že buňky aktivované na tuhých materiálech byly účinnější při ničení cílových rakovinných buněk, zatímco buňky aktivované na měkčích materiálech byly přesnější zabijáci.

Zjištění naznačují, že ztuhnutí lymfatických uzlin je způsob, jak aktivovat imunitní buňky, aby agresivně reagovaly na závažné infekce nebo hrozby. Rovněž jsme prokázali, že přístup založený na ‚mírné aktivaci‘ nám může pomoci vytvořit T-buňky, které zasáhnou správný cíl, a pouze ten správný cíl, s menším počtem vedlejších účinků,“ uvedla Delcassianová.

Podle Delcassianové se terapie T-buňkami a CAR-T-buňkami v současné době vyrábějí s využitím přístupu „tuhé aktivace“. Tyto imunitní buňky můžou být někdy příliš agresivní a napadat buňky mimo cílovou skupinu, což u pacientů způsobuje hyperzánět a další vedlejší účinky. Navíc, zatímco při léčbě rakoviny jsou superagresivní T-buňky žádoucí, při léčbě autoimunitních onemocnění mohou stav pacienta zhoršit.

Pomocí tohoto systému nyní můžou vědci vyrábět imunitní buňky s lépe kontrolovanými úrovněmi aktivace. Díky tomu budou terapie pomocí T buněk a CAR-T buněk vhodné pro širší spektrum onemocnění a u pacientů můžou omezit nežádoucí vedlejší účinky.


Zdroj: Derfogail Delcassianová, odborná asistentka bioinženýrství a hlavní řešitelka studie; https://vcresearch.berkeley.edu/news/researchers-grow-targeted-cancer-fighting-immune-cells

Kromě Delcassianové jsou spoluautory této studie Niroshan Anandasivam, Rabia Ali, Lordean Gustinvil a Matthew J. Rosenwasser, všichni z Katedry bioinženýrství Kalifornské univerzity v Berkeley a Iain Dunlop z Katedry materiálových věd Imperial College v Londýně.

Jak vznikl život na Zemi? Možným vědeckým vysvětlením je metabolismus

EvoluceNovéVýzkumZemě
dna, evolution, dinosaur, robot, cyborg, primeval times, t-rex, technology, digitization, helix, research, medical, science, genetically, dna strand, dna helix, discovery, development, coding, dna, dna, dna, dna, dna, evolution, evolution, evolution, evolution, robot, robot, robot, genetically, dna strand, dna strand, dna strand, dna helix, codingFoto: geralt/Pixabay

Jak se z neživé hmoty zrodily živé buňky? V okamžiku evoluce se anorganická hmota stala organickou a neživá hmota živou. Jak k tomu ale došlo patří k největším záhadám lidstva. To je možné řešení…

Vědci dosáhli klíčového kroku k pochopení toho, jak vznikl první buněčný život na Zemi, který nakonec vedl k zrození člověka. Vědci momentálně pracují na vývoji syntetických buněk, které napodobují živé buňky a doufají, že odhalí stopy, které můžou odpovědět.

I když neexistuje jediná definice života, v biologii se opakují tři prvky:

  • kompartmentalizace – bariéra, která odděluje vnitřek buňky od okolního prostředí;
  • metabolismus – tvorba a rozklad molekul pro provádění buněčných funkcí; a
  • selekce – proces, při kterém jsou určité molekuly upřednostňovány před jinými.

V minulosti se vědci zaměřovali na kompartmentalizaci, tedy rozdělení na oddíly, sekce nebo kompartmenty, nikoli na metabolismus. I když je tento cyklus budování a rozkládání molekul klíčovým aspektem toho, jak živé buňky reagují na podněty z prostředí, jak se replikují a jak probíhá jejich vývoj.

Vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu navrhli systém, který syntetizuje buněčné membrány a zahrnuje metabolickou aktivitu.

Buňky, které postrádají metabolickou síť, jsou zablokované. Nejsou schopné se přestavovat, růst ani dělit. Lipidy jsou mastné sloučeniny, které hrají klíčovou roli v mnoha buněčných funkcích. V živých buňkách slouží lipidové membrány jako bariéry, které oddělují buňky od vnějšího prostředí. Lipidové membrány jsou dynamické a schopné se přestavovat v reakci na buněčné požadavky.

Jako klíčový krok k pochopení vývoje živých buněk může být systém, v němž lipidy nejen vytvářejí membrány, ale prostřednictvím metabolismu je také rozkládají. Systém, který vytvořili, byl abiotický, což znamená, že použili pouze neživou hmotu. To je důležité pro pochopení toho, jak mohl vzniknout život na prebiotické Zemi, kdy existovala pouze neživá hmota.

Vědci se snažili odpovědět na základní otázku: Jaké jsou minimální systémy, které mají vlastnosti života?

Chemický cyklus, který vytvořili, využívá chemické palivo k aktivaci mastných kyselin. Mastné kyseliny se poté vážou na lysofosfolipidy, čímž vznikají fosfolipidy. Tyto fosfolipidy spontánně tvoří membrány, ale bez paliva se rozkládají a vracejí se k mastným kyselinám a lysofosfolipidovým složkám. A cyklus začíná znovu.

Nyní, když ukázali, že dokážou vytvořit umělou buněčnou membránu, chtějí pokračovat v přidávání vrstev složitosti, dokud nevytvoří něco, co má mnohem více vlastností, které si spojujeme se „životem“.

Umělecké ztvárnění znázorňující vír energie a to, jak se určité lipidy a mastné kyseliny spojují a tvoří membránu. Proces je cyklický, složky se spojují a oddělují a energie se přidává a odebírá.Foto: Zhen Xu/Titskový zdroj EurekAlert

https://www.eurekalert.org/multimedia/1083010; https://www.nature.com/articles/s41557-025-01829-5

Buňka během embryonálního vývoje využívá elektrické pole, které může fungovat i v jiných tkáních

MedicínaVěda
Foto: Julien Marcetteau za Barriga Lab/PoL /Tiskový zdroj EurekAlert
Popis obrázku: Kuličky představují buňky migrující dolů pomocí elektrických proudů během vývoje embrya.

Kromě vývoje mohou podobné mechanismy existovat také během hojení ran a progrese rakoviny. Pochopení toho, jak elektrická pole vedou migraci buněk, by dokonce mohlo inspirovat potenciální nové strategie v tkáňovém inženýrství a regenerativní medicíně.

Doktor Barriga a jeho kolegové z Technologické univerzity v Drážďanech zjistili, že buňky neurální lišty jsou během vývoje řízené vnitřními elektrickými poli. Prostřednictvím tohoto procesu, známého jako elektrotaxe (pohyb živočichů způsobený elektrickým proudem), mohou buňky snímat směr z elektrických polí generovaných uvnitř embrya a podle toho se pohybovat.

Neurální lišta je nezbytnou součástí embrya a tato oblast buněk tvoří kosti naší tváře a krku, stejně jako části nervového systému.

Komunikační tok

Jak embryo roste, existuje nepřetržitý tok komunikace mezi buňkami za účelem vytvoření tkání a orgánů. Buňky potřebují číst četné podněty ze svého prostředí. Ty mohou být chemické nebo mechanické povahy. Samotné však nemohou vysvětlit kolektivní migraci buněk. Velké množství důkazů ale naznačovalo, že k pohybu může dojít také v reakci na embryonální elektrická pole. Jak a kde jsou tato pole v embryích založena, bylo dosud nejasné.

Toto pozorování bylo dříve omezené na studium kultivovaných buněk, ale nyní bylo vědecky prokázané ve vyvíjejícím se embryu.

Citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1)

Doktor Barriga a jeho tým identifikovali enzym známý jako citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1), který se nachází v buňkách neurální lišty. Vzhledem k všestranné struktuře Vsp1 se zdálo, že je schopný jak snímat, tak převádět elektrické signály. Aby se potvrdilo, že Vsp1 je nutný pro elektrotaxi, vytvořili vědci defektní verzi enzymu a ukázali, že kolektivní elektrotaxe byla v buňkách injikovaných touto kopií narušená.

Na rozdíl od očekávání se enzym Vsp1 nezdál být relevantní pro samotný pohyb, ale místo toho by mohl specificky převádět gradienty elektrického proudu na směrovou a kolektivní migraci. Jedná se o unikátní pozorování, protože většina enzymových senzorů je vyžadovaná pro samotný pohyb, což ztěžuje studium jejich role ve vedení.

Buňky neurální lišty

Toto je první experimentální důkaz, který naznačuje, že elektrická pole se objevují podél cesty, kde migrují buňky neurální lišty a vysvětluje mechanismus jejich vzniku. Tyto objevy zdůrazňují cenný příspěvek, který poskytuje bioelektřina během embryonálního vývoje. Rozšířením našich znalostí o elektrotaxi uživých zvířat tento výzkum otevírá nové možnosti pro napodobování vývojových procesů v laboratoři s přesností větší než kdykoli předtím.

Je však zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili roli elektrických polí v buněčném chování a zvýšili naše chápání fyziky živých systémů.

Výzkum mechanismů elektrotaxe však stále pokračuje. „V širší perspektivě jsme nyní uvedli dalšího hráče do složitého procesu morfogeneze tkání,“ poznamenává doktor Barriga. „Otázkou nyní je, jak to zapadá do již zavedených rámců mechanických a chemických podnětů během embryogeneze?“.

Vědecký tým: Fernando Ferreira, Sofia Moreira, Min Zhao a Elias H. Barriga

Zdroj: EurekAlert, Nature DOI: 10.1038/s41563-024-02060-2, Technologická univerzita v Drážďanech

Těžba kmenových buněk v kyselých půdách pomocí nástroje AI-RACZ

Nové
AI-RACZ umožňuje přesnou identifikaci, třídění a sběr jednotlivých buněk a transformuje mikrobiální jednobuněčný výzkum.Foto: Ilustrační / Freepik

Mikroorganismy nabízejí nevyužitý potenciál pro pokrok v biotechnologii a udržitelnosti životního prostředí. Jejich složitost však představuje výzvy pro izolaci a podrobné studium specifických funkčních mikrobů.

Systém AI-RACS spojuje optickou pinzetu, jednobuněčnou Ramanovu spektroskopii (SCRS) a umělou inteligenci. Toto spojení umožňuje přesnou identifikaci, třídění a sběr jednotlivých buněk a transformuje mikrobiální jednobuněčný výzkum z manuálních operací s nízkou propustností na vysoce výkonné automatizované pracovní postupy.

Systém třídění buněk

Vědci ze Single-Cell Centera Qingdaova institutu Bioenergie a Technologie bioprocesů Čínské akademie věd (CAS) společně vyvinuli systém třídění buněk aktivovaných Ramanem (AI-RACS) s pomoci umělé inteligence.

Tento inovativní systém zautomatizoval izolaci a funkční analýzu mikroorganismů odolných vůči hliníku (ATM) z kyselé půdy. Jde o významný posun od manuálních, pracně náročných postupů, k vysoce výkonným automatizovaným pracovním postupům.

Foto: LIU Yang / Čínská akademie věd / Tiskový zdroj EurekAlert
AI-RACS podporuje těžbu půdních mikrobiálních zdrojů

Vědci úspěšně identifikovali a izolovali 13 kmenů tolerantních k hliníku, včetně Burkholderia  spp., Rhodanobacter  spp. a Staphylococcus aureus. Tyto kmeny vykazovaly vyšší metabolickou aktivitu ve srovnání s kmeny identifikovanými tradičními kultivačními metodami.

Použití SCRS jako kvantitativního biomarkeru umožnilo přesně určit a kategorizovat metabolicky aktivní mikroby s bezkonkurenční přesností.

Systém AI-RACS otevírá nové možnosti v oblastech jako je obnova zdrojů, environmentální management a průmyslové biotechnologie. 

Zdroj: Tisková zprávě EurekAlert, Studie byla publikovaná v Analytical Chemistry 

Vědci odhalili miliardový epos zapsaný do chemie života

NovéVědaVesmír
Foto: Goddardovo středisko pro vesmírné lety NASA/Francis Reddy/NASA/ESA/Tiskový zdroj
Nový výzkum od ELSI sleduje historii metabolismu od prvotní Země až po současnost (zleva doprava). Historie objevování sloučenin v průběhu času (bílá čára) je cyklická, téměř se podobá EKG.

Metabolismus je „bušícím srdcem buňky“. Studie Technologického institutu v Tokiu ukazuje, že k přeměně jednoduchých geochemických sloučenin na složité molekuly života je zapotřebí pouhá hrstka „zapomenutých“ biochemických reakcí.

Země byla v rané fázi bohatá na jednoduché sloučeniny. Jako je sirovodík, čpavek a oxid uhličitý. Molekuly, které obvykle nebyly spojeny s udržením života. Před miliardami let se časný život spoléhal na tyto jednoduché molekuly jako na zdroj suroviny. Jak se život vyvíjel, biochemické procesy postupně přeměňovaly tyto prekurzory na sloučeniny, které se zde nacházejí dodnes. Tyto procesy představují nejranější metabolické dráhy.

Aby mohli vědci modelovat historii biochemie, potřebovali výzkumníci ELSI inventář pro všechny známé biochemické reakce. Aby pochopili, jaké druhy chemických reakcí, je schopný život provádět. Obrátili se na databázi Kjótské encyklopedie genů a genomů, která katalogizovala více než 12 000 biochemických reakcí. S reakcemi v ruce začali modelovat postupný vývoj metabolismu.

Předchozí pokusy modelovat evoluci metabolismu tímto způsobem soustavně selhávaly při výrobě nejrozšířenějších komplexních molekul používaných současným životem. Důvod však nebyl zcela jasný. Stejně jako dříve, když výzkumníci spustili svůj model, zjistili, že lze vyrobit pouze několik sloučenin. Jedním ze způsobů, jak obejít tento problém: obnovit zastavený proces. Poskytnout systému ručně doplněné moderní sloučeniny. Výzkumníci zvolili jiný přístup: Chtěli zjistit, kolik reakcí chybí. A jejich lov je zavedl zpět k jedné z nejdůležitějších molekul celé biochemie: adenosintrifosfátu (ATP).



ATP je buněčný energetický nukleotid, který může být použitý k řízení reakcí, jako je tvorba bílkovin. ATP je zcela zásadní pro funkci všech známých buněk, které by se jinak ve vodě nevyskytovaly. Má však jedinečnou vlastnost: pokud není ATP již přítomen, neexistuje žádný jiný způsob, jak vyrobit současný život. Cyklická závislost na ATP byla důvodem, proč se model zastavil.

Buněčný energetický nukleotid

Jak by se dalo toto „úzké místo ATP“ vyřešit? Jak se ukázalo, reaktivní část ATP je pozoruhodně podobná anorganické sloučenině polyfosfátu. Umožněním reakcí generujících ATP používat polyfosfát místo ATP, úpravou celkem pouhých osmi reakcí. To by stačilo k dosážení téměř celého současného metabolismu jádra. Vědci pak mohli odhadnout relativní stáří všech běžných metabolitů a klást důrazné otázky o historii metabolických drah.

Jednou z takových otázek je, zda byly biologické dráhy vytvořené lineárním způsobem, ve kterém se postupně přidává jedna reakce za druhou. Nebo zda se reakce drah vynořily jako mozaika, ve které se spojují reakce nesmírně odlišného věku. tvořit něco nového. Vědci to dokázali kvantifikovat a zjistili, že oba typy drah jsou téměř stejně běžné v celém metabolismu.

Ale vraťme se k otázce, která inspirovala studii. Kolik biochemie se ztratí v čase? „Možná to nikdy nebudeme vědět přesně, ale náš výzkum přinesl důležitý důkaz: pouze osm nových reakcí, které všechny připomínají běžné biochemické reakce, je potřeba k přemostění geochemie a biochemie, říká Smith.“ „To nedokazuje, že prostor chybějící biochemie je malý, ale ukazuje to, že i reakce, které zanikly, mohou být znovu objevené ze stop, které po sobě zanechala moderní biochemie,“ uzavírá Smith.

Odkaz:

Joshua E. Goldford 1,2,3,*,# , Harrison B. Smith 3,4,# , Liam M. Longo 3,4,# , Boswell A. Wing 5 a Shawn Erin McGlynn 3,4,6, *, Primitivní purinová biosyntéza spojuje starověkou geochemii s moderním metabolismem, Nature Ecology & Evolution, DOI: 10.1038/s41559-024-02361-4

  1. Divize geologických a planetárních věd, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA
  2. Physics of Living Systems, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA
  3. Blue Marble Space Institute of Science, Seattle, WA, USA
  4. Institut vědy o životě Země, Tokyo Institute of Technology, Tokio, Japonsko
  5. Katedra geologických věd, University of Colorado, Boulder, CO, USA
  6. Výzkumný tým biofunkčních katalyzátorů, RIKEN Center for Sustainable Resource Science, Wako, Japonsko

Technologický institut v Tokiu, stojí v popředí výzkumu a vysokoškolského vzdělávání, jako přední univerzita pro vědu a techniku ​​v Japonsku.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS. Vědecká studie byla publikovaná v Nature Ecology & Evolution , DOI:10.1038/s41559-024-02361-4.

Výzkumníci Cornellovy lékařské fakulty produkují štěpy, které replikují lidské ucho

MedicínaNovéTOP 10
brown donut on white tableFoto: Franco Antonio Giovanella / Unsplash
Ilustrační.

Pomocí nejmodernějších technik tkáňového inženýrství a 3D tiskárny sestavili vědci z Cornellovy lékařské fakulty a fakulty inženýrství, repliku dospělého lidského ucha, které vypadá a působí přirozeně. 

Studie publikovaná v Acta Biomaterialia nabízí příslib štěpů s dobře definovanou anatomií a správnými biomechanickými vlastnostmi pro ty, kteří se narodili s vrozenou malformací nebo kteří přijdou o ucho později v životě.

„Rekonstrukce ucha vyžaduje několik operací a neuvěřitelné množství umění a jemnosti,“ řekl hlavní autor Dr. Jason Spector ’91, šéf Divize plastické a rekonstrukční chirurgie v Newyorském Cornellově presbyteriánském centru a profesor chirurgie a plastické chirurgie). „Tato nová technologie může nakonec poskytnout možnost, která se bude zdát reálná pro tisíce lidí, kteří potřebují operaci k nápravě deformací vnějšího ucha.“ 

Foto: Spector Lab / Vědecký zdroj
Na obrázku je složité plastové lešení pro levé ucho (přední pohled vlevo, zadní pohled vpravo), které bylo vytvořeno na 3D tiskárně na základě dat z ucha osoby.

Mnoho chirurgů staví náhradní ucho pomocí chrupavky odstraněné z dětských žeber, což je operace, která může být bolestivá a plná jizev. A přestože výsledný štěp může být vytvořen tak, aby se podobal druhému uchu příjemce, obecně nemá stejnou flexibilitu. 

Jedním ze způsobů, jak vytvořit přirozenější náhradní ucho, je využít pomoc chondrocytů, buněk, které tvoří chrupavku. V dřívějších studiích Spector a jeho kolegové použili chondrocyty pocházející ze zvířat k osazení lešení vyrobeného z kolagenu, klíčové složky chrupavky. Ačkoli se tyto štěpy zpočátku úspěšně vyvíjely, postupem času se dobře definovaná topografie ucha, jeho známé hřebeny, křivky a přesleny, ztratila. 

„Protože buňky při práci tahají za tkanou matrici proteinů, ucho se stáhlo a zmenšilo na polovinu,“ řekl doktor Spector. 

K vyřešení tohoto problému v této studii doktor Spector a jeho tým použili sterilizovanou chrupavku pocházející ze zvířat ošetřenou k odstranění všeho, co by mohlo vyvolat imunitní odmítnutí. To bylo naloženo do složitých plastových lešení ve tvaru ucha, které byly vytvořeny na 3D tiskárně na základě dat z ucha člověka. Malé kousky chrupavky působí jako vnitřní výztuhy k vyvolání tvorby nové tkáně v lešení. Podobně jako výztuž zpevňuje štěp a zabraňuje kontrakci. 

Během následujících tří až šesti měsíců se struktura vyvinula do tkáně obsahující chrupavku, která úzce kopírovala anatomické rysy ucha, včetně šroubovitého okraje, „antihelixového“ okraje uvnitř a centrální konchální misky. 

„To je něco, čeho jsme předtím nedosáhli,“ řekl doktor Spector. 

Dr. Spector na tomto projektu pracoval s dlouholetým spolupracovníkem Larrym Bonassarem, profesorem Daljit S. a Elaine Sarkariaovou v oboru biomedicínského inženýrství na Meinigově fakultě biomedicínského inženýrství v Cornellova inženýrství. 

Spector a Bonassar provedli biomechanické studie, aby otestovali cit ucha. To potvrdilo, že repliky měly pružnost a elasticitu podobnou chrupavce lidského ucha. Upravený materiál však nebyl tak pevný jako přirozená chrupavka a mohl se roztrhnout. 

Aby se tento problém napravil, doktor Spector plánuje přidat do směsi chondrocyty, ideálně ty odvozené z malého kousku chrupavky odstraněné z druhého ucha příjemce. Tyto buňky by položily elastické proteiny, které činí ušní chrupavku tak robustní, a vytvořily by štěp, který by byl biomechanicky mnohem podobnější přirozenému uchu, řekl.  

Článek byl upraven z publikace vědecké práce Cornellovy lékařské fakulty s otevřeným přístupem.

Vědci pozorovali nebezpečnou duplikaci genomu vedoucímu k tvorbě rakoviny

MedicínaTiskové zprávy
cells, human, medicalFoto: Pixabay / Ilustrační foto

Podle tiskové zprávy AAAS zveřejněné v Eureka Alert, vědci z Lékařské fakulty univerzity Johnse Hopkinse tvrdí, že při práci s lidskými prsními a plicními buňkami, zmapovali molekulární dráhu, která může buňky svést na nebezpečnou cestu příliš častého duplikování genomu, což je charakteristickým znakem rakovinných buněk.

Zjištění publikovaná v časopise Science odhalují, co se pokazí, když skupina molekul a enzymů spustí a reguluje takzvaný „buněčný cyklus“, opakující se proces tvorby nových buněk z jejich genetického materiálu.

Tyto poznatky by mohly být využity k vývoji terapií, které přeruší zádrhele v buněčném cyklu a mohou zastavit růst rakoviny, navrhují vědci.

Při replikaci se buňky řídí řádným postupem, který začíná vytvořením kopie celého genomu, následuje oddělení kopií genomu a nakonec dochází k rovnoměrnému rozdělení replikované DNA do dvou „dceřiných“ buněk.

Lidské buňky mají 23 párů každého chromozomu, polovinu od matky a polovinu od otce, včetně pohlavních chromozomů X a Y, neboli celkem 46, ale je známo, že rakovinné buňky procházejí mezistupněm, který má dvojnásobný počet, tedy až 92 chromozomů. Jak k tomu dochází, bylo doposud záhadou.

„Vědci z oboru pro studium rakoviny si stále kladou otázku: Jak se genomy rakovinných buněk tak zhoršují?“ říká doktor Sergi Regot, Ph.D., docent molekulární biologie a genetiky na Lékařské fakultě Univerzity Johnse Hopkinse. „Naše studie zpochybňuje základní znalosti o buněčném cyklu a nutí nás přehodnotit naše představy o tom, jak je cyklus regulován.“

Regot říká, že buňky, které jsou po zkopírování genomu vystaveny stresu, se mohou dostat do klidového nebo senescentního stádia a chybně riskovat, že svůj genom zkopírují znovu. A nakonec jsou tyto spící buňky smeteny imunitním systémem poté, co jsou "rozpoznány" jako chybné. 

Jsou však případy, zejména s přibývajícím věkem člověka, kdy imunitní systém tyto buňky nedokáže odstranit. Ponecháme-li je v těle samotné, mohou abnormální buňky znovu replikovat svůj genom a při dalším dělení zamíchat chromozomy a způsobit tak začátek růstu rakoviny.

Ve snaze zjistit podrobnosti o molekulární dráze, která se v buněčném cyklu pokazí, se Regot a postgraduální výzkumný asistent Connor McKenney, který vedl tým, zaměřili na lidské buňky, které lemují prsní kanálky a plicní tkáň. Důvod: Tyto buňky se obecně dělí rychleji než jiné buňky v těle, což zvyšuje možnosti vizualizace buněčného cyklu.

Regotova laboratoř se specializuje na zobrazování jednotlivých buněk, díky čemuž je zvláště vhodná k odhalení velmi malého procenta buněk, které nevstoupí do klidového stádia a pokračují v replikaci svého genomu.

Pro tuto novou studii tým zkoumal tisíce snímků jednotlivých buněk, když procházely buněčným dělením. Výzkumníci vyvinuli svítící biosenzory pro označení buněčných enzymů nazývaných cyklin dependentní kinázy (CDK), známé pro svou roli při regulaci buněčného cyklu.

Regot říká, že probíhají klinické studie testující látky poškozující DNA s léky, které blokují CDK. „Je možné, že kombinace léků může u některých rakovinných buněk podnítit dvojnásobnou duplikaci jejich genomu a vytvořit heterogenitu, která v konečném důsledku uděluje rezistenci vůči lékům,“ říká Regot.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Scienece.

Proč jsme ještě nenaklonovali člověka?

TechnologieTOP 10

Je to z etických důvodů nebo existují technologické bariéry?

V roce 1996 se ovce Dolly dostala na titulky po celém světě poté, co se stala prvním savcem, který byl úspěšně naklonován z dospělé buňky. Mnoho komentátorů si myslelo, že to bude katalyzovat zlatý věk klonování, přičemž četné hlasy spekulovaly, že první lidský klon musí být jistě jen pár let daleko, napsal server Livescience.

Někteří lidé navrhli, že lidské klony by mohly hrát roli při vymýcení genetických chorob, zatímco jiní se domnívali, že proces klonování by nakonec mohl odstranit vrozené vady (navzdory výzkumu skupiny francouzských vědců v roce 1999) zjištění, že klonování může ve skutečnosti zvýšit riziko vrozených vad). 

Od úspěchu Dolly se objevila různá tvrzení – všechna nepodložená, je důležité dodat – o úspěšných programech pro klonování lidí. V roce 2002 Brigitte Boisselier, francouzská chemička a oddaná zastánce raëlismu – náboženství UFO založeného na myšlence, že mimozemšťané vytvořili lidstvo – tvrdila, že ona a tým vědců úspěšně porodili prvního klonovaného člověka, kterého pojmenovala Eva.

Boisselier však nebyl ochoten – nebo dokonce nebyl schopen – poskytnout jakýkoli důkaz, a tak se všeobecně věří, že jde o podvod

Tak proč, téměř 30 let od Dolly, ještě nebyli naklonováni lidé? Je to primárně z etických důvodů, existují technologické bariéry, nebo se to prostě nevyplatí dělat?

„Klonování“ je široký pojem, protože jej lze použít k popisu řady procesů a přístupů, ale cílem je vždy vytvořit „geneticky identické kopie biologické entity,“ uvádí NHGRI.

Jakýkoli pokus o lidské klonování by s největší pravděpodobností využíval techniky „reproduktivního klonování“ – přístup, při kterém by byla podle NHGRI použita „zralá somatická buňka“, s největší pravděpodobností kožní buňka. DNA extrahovaná z této buňky by byla umístěna do vaječné buňky dárce, kterému bylo „odstraněno vlastní jádro obsahující DNA“.

Vajíčko by se pak začalo vyvíjet ve zkumavce, než by bylo „implantováno do lůna dospělé ženy,“ uvádí NHGRI.

Nicméně, zatímco vědci klonovali mnoho savců(otevře se na nové kartě), včetně skotu, koz, králíků a koček, se lidé na seznam nedostali.

„Myslím, že neexistuje žádný dobrý důvod k výrobě [lidských] klonů,“ řekl Live Science v e-mailu Hank Greely, profesor práva a genetiky na Stanfordské univerzitě, který se specializuje na etické, právní a sociální otázky vyplývající z pokroku v biologických vědách. .

„Klonování lidí je obzvláště dramatická akce a bylo jedním z témat, která pomohla zahájit americkou bioetiku,“ dodal Greely.

Etických obav kolem klonování lidí je mnoho a jsou různé. Podle serveru Britanica, potenciální problémy zahrnují „psychologická, sociální a fyziologická rizika“. Patří mezi ně myšlenka, že klonování by mohlo vést k „velmi vysoké pravděpodobnosti“ ztrát na životech, stejně jako obavy z používání klonování zastánci eugeniky. Kromě toho by podle Britannica mohlo být klonování považováno za porušení „principů lidské důstojnosti, svobody a rovnosti“. 

Kromě toho klonování savců historicky vedlo k extrémně vysokým úmrtnostem a vývojovým abnormalitám u klonů, jak již dříve uvedla Live Science.

Dalším zásadním problémem lidského klonování je to, že namísto vytvoření uhlíkové kopie původní osoby by se vytvořil jedinec s vlastními myšlenkami a názory.

„Všichni známe klony – jednovaječná dvojčata jsou klony jeden druhého – a proto všichni víme, že klony nejsou stejná osoba,“ vysvětlil Greely.

Lidský klon, pokračoval Greely, by měl pouze stejnou genetickou výbavu jako někdo jiný – nesdíleli by jiné věci, jako je osobnost, morálka nebo smysl pro humor: ty by byly jedinečné pro obě strany.

Lidé jsou, jak dobře víme, mnohem víc než jen produktem jejich DNA. I když je možné reprodukovat genetický materiál, není možné přesně replikovat životní prostředí, vytvořit identickou výchovu nebo nechat dva lidi setkat se se stejnými životními zkušenostmi.

Mělo by klonování lidí nějaké výhody?

Pokud by tedy vědci klonovali člověka, mělo by to nějaké výhody, vědecké nebo jiné?

„Neexistují žádné, které bychom měli být ochotni vzít v úvahu,“ řekl Greely a zdůraznil, že etické obavy nelze přehlédnout.

Pokud by však byly z rovnice zcela odstraněny morální ohledy, pak „jedním teoretickým přínosem by bylo vytvoření geneticky identických lidí pro výzkumné účely,“ řekl Greely, i když by rád znovu potvrdil svůj názor, že by to mělo být považováno za „etické“. nestartující.“

Greely také uvedl, že bez ohledu na jeho vlastní osobní názor byly některé potenciální výhody spojené s klonováním lidí do určité míry nadbytečné díky dalšímu vědeckému vývoji.

„Myšlenka použití klonovaných embryí k jiným účelům než k výrobě dětí, například k produkci lidských embryonálních kmenových buněk identických s buňkami dárce, byla široce diskutována na počátku 2000,“ řekl, ale tento směr výzkumu se stal irelevantním – a následně nebyl rozšířen — po roce 2006 byly objeveny tzv. indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Jedná se o „dospělé“ buňky, které byly přeprogramovány tak, aby připomínaly buňky v raném vývoji.

Shinya Yamanaka, japonský výzkumník kmenových buněk a nositel Nobelovy ceny za rok 2012, učinil objev, když „přišel na to, jak vrátit buňky dospělých myší do embryonálního stavu pomocí pouhých čtyř genetických faktorů,“ uvádí článek v Nature. Následující rok Yamanaka po boku renomovaného amerického biologa Jamese Thompsona, dokázal totéž udělat s lidskými buňkami.

Když jsou iPSC „přeprogramovány zpět do embryonálního pluripotentního stavu“, umožňují „vývoj neomezeného zdroje jakéhokoli typu lidských buněk potřebných pro terapeutické účely“, podle Centra regenerativní medicíny výzkumu kmenových buněk na univerzitě v Kalifornii, LA.

Proto namísto použití embryí „můžeme efektivně dělat totéž s kožními buňkami,“ řekl Greely.

Tento vývoj v technologii iPSC v podstatě učinil koncept používání klonovaných embryí zbytečným a vědecky podřadným.  

Podle článku z roku 2015 zveřejněného v časopise Hranice v buněčné a vývojové biologii, lze v současnosti iPSC použít pro výzkum v oblasti modelování nemocí, objevování léčiv a regenerativní medicíny.

Kromě toho Greely také navrhl, že lidské klonování už prostě nemusí být „sexy“ oblastí vědeckého studia, což by také mohlo vysvětlit, proč v posledních letech zaznamenalo velmi malý rozvoj.

Poukázal na to, že editace genomu lidské zárodečné linie je nyní v mysli veřejnosti zajímavějším tématem, přičemž mnozí jsou zvědaví například na koncept vytváření „super miminek“. Editace zárodečné linie neboli zárodečné inženýrství je proces nebo řada procesů, které vytvářejí trvalé změny v genomu jedince. Tyto změny, pokud jsou účinně zavedeny, se stanou dědičnými, což znamená, že budou předány z rodiče na dítě.

Taková úprava je kontroverzní a dosud plně pochopená. V roce 2018 vydal Výbor pro bioetiku Rady Evropy, který zastupuje 47 evropských států, prohlášení řekl, že „etika a lidská práva musí být vodítkem pro jakékoli použití technologií pro úpravu genomu u lidských bytostí“, a dodal, že „aplikace technologií pro úpravu genomu na lidská embrya vyvolává mnoho etických, sociálních a bezpečnostních problémů, zejména v souvislosti s jakoukoli úpravou lidského genomu, která mohl být předán dalším generacím.“

Rada však také poznamenala, že existuje „silná podpora“ pro používání takových inženýrských a editačních technologií k lepšímu pochopení „příčin nemocí a jejich budoucí léčby“, a poznamenala, že nabízejí „značný potenciál pro výzkum v této oblasti a pro zlepšení lidských zdraví.

George Church, genetik a molekulární inženýr z Harvardské univerzity, podporuje Greelyho tvrzení, že editace zárodečných linií pravděpodobně v budoucnu vzbudí větší vědecký zájem, zejména ve srovnání s „konvenčním“ klonováním.

„Editace zárodečných linií založená na klonování je obvykle přesnější, může zahrnovat více genů a má efektivnější přenos do všech buněk než úprava somatického genomu,“ řekl Live Science.

Church však horlivě nabádal k opatrnosti a připustil, že takové úpravy dosud nebyly zvládnuty.

„Potenciální nevýhody, které je třeba řešit, zahrnují bezpečnost, účinnost a spravedlivý přístup pro všechny,“ uzavřel.

Zdroj: Livescience

Přehled ochrany osobních údajů

Tyto webové stránky používají soubory cookies, abychom Vám mohli poskytnout co nejlepší uživatelský zážitek. Informace o souborech cookie se ukládají ve vašem prohlížeči a plní funkce, jako je rozpoznání, když se na naše webové stránky vrátíte a pomáhají našemu týmu pochopit, které části webových stránek považujete za nejzajímavější a nejužitečnější.


Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276