Česká vědkyně zkoumá „ježčí“ molekulu. Její myší modely pomohly objevit postup obnovy buněk v kostech
Mezinárodní skupina vědců oznámila v březnu objev, který se propsal i na stránky jednoho z nejuznávanějších vědeckých časopisů světa, Nature: Kmenové buňky se v růstových chrupavkách kostí dokážou obnovovat stejně jako v kůži nebo v krvi. Objev může v budoucnu pomoci zmírnit růstové poruchy u dětí nebo obecně zlepšit léčebné postupy. Nemalou roli ve výzkumu sehrála i Mária Hovořáková z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR. „Díky jejím špičkovým organizačním schopnostem, velké zodpovědnosti a skvělé pomoci byly naše experimenty úspěšné,“ říká hlavní řešitel projektu, švédský vědec Andrei Chagin z Institutu Karolinska, což je v žebříčku světových univerzit nejvýznamnější evropská lékařská univerzita.
Když vstoupíte do laboratoře Márie Hovořákové, na první pohled vás zaujmou police plné černých kufříků. „V nich jsou řezy myšími hlavičkami. Zkoumáme hlavně jejich zuby. Díky genetické modifikaci dokonce některým z nich pod mikroskopem svítí,“ vysvětluje drobná vědkyně. Tady v Ústavu experimentální medicíny Akademie věd v pražské Krči zkoumá na myších modelech hlavně otázky vývoje chrupu, věnuje se jim takřka celou svou vědeckou kariéru.
Teď, ve svých dvaačtyřiceti letech, se vystudovaná antropoložka a matka tří dětí dočkala velkého profesního zadostiučinění. Koncem února se její jméno objevilo na předních místech mezi autory článku v časopisu Nature. Ten mezi vědci platí za absolutní špičku a pro Hovořákovou je to první „zářez“ v tomto prestižním magazínu. „Jsem živoucím důkazem, že to jde, i když se staráte o tři děti,“ směje se. Článek paradoxně pojednává o výzkumu, který od jejího dlouhodobého zaměření odbočuje, i když jen zdánlivě, protože obojí nakonec směřuje k problematice regenerace tkání.
Mezinárodní tým vědců v čele se švédským profesorem Andreiem Chaginem popsal jednu ze záhad růstu dlouhých kostí, o níž výzkumníci dodnes jen polemizovali. Přestože jde o ryze vědecký poznatek, může tento objev v budoucnu pomoci zmírnit růstové poruchy u dětí nebo obecně zlepšit léčebné postupy. Děj, jejž vědci včetně Hovořákové vysledovali, se odehrává v růstových ploténkách. To jsou chrupavčité destičky na koncích dlouhých kostí, kde se vytvářejí buňky zvané chondrocyty – stavební materiál chrupavky, bez nějž by kosti nemohly růst.
„Předpokládalo se, že pokud bude v těchto místech určitá populace kmenových buněk, které by vytvářely zásobu, tak by bylo možné z nich při růstu kosti čerpat, tím by se zabezpečoval růst. Ale v jistém momentu by se zásobník vyčerpal,“ popisuje původní domněnky Hovořáková. S kolegy ale odhalila, že se kmenové buňky v růstových ploténkách dokážou samy obnovovat. To je něco úplně nového. Podobná regenerace tkáně je typická pro kůži nebo krev, u kostí ji však vědci potvrdili poprvé. „Objevili jsme, že v období těsně po narození dojde u některých kmenových buněk ke změně – rozdělí se a začnou dávat nejen vznik buňkám tvořícím chondrocyty, ale vzniká i buňka, která zabezpečí obnovu původní populace kmenových buněk,“ popisuje doktorka Hovořáková.
Myší zuby a ježek Sonic
K objevu přispěla nemalým dílem – její unikátní myší modely pomohly vědcům zákonitosti vysledovat. Zvláštní kmen geneticky modifikovaných myší přitom nevznikl přímo pro tento vědecký projekt, ve zvěřinci v Krči přebývá už od dřívějších výzkumů, zaměřených právě na chrup. Pomocí těchto geneticky upravených myší sleduje vědkyně procesy, při nichž hraje rozhodující roli gen, který stojí dlouhodobě ve středu jejího zájmu. „Jmenuje se sonic hedgehog, ale do češtiny se jako ježek Sonic nepřekládá,“ popisuje Mária Hovořáková. Jméno bodlinatého zvířete z počítačové hry nenese gen náhodou – jeho název je odvozený od larev octomilky, které mají právě v tomto genu mutaci a které díky svým ostnatým bříškům připomínají ježka. „Je to molekula, která je od prvopočátku vývoje embrya přítomná při vývoji spousty orgánů: chlupů, zubů, končetin…“ dodává vědkyně.
Jak lze tedy v geneticky upravených myších doktorky Hovořákové pozorovat „ježčí“ molekulu? „Při správném křížení vzniknou jedinci, u kterých jste schopni vidět naši molekulu pod fluorescenčním mikroskopem. Buňky, které budou exprimovat sonic hedgehog, budou svítit zeleně, jelikož na gen pro sonic hedgehog je navázaný gen pro zelenou fluorescenci. Ten byl původně objeven u medúzy,“ vysvětluje vědkyně.
Právě zájmem o „ježčí“ molekulu a unikátním myším modelem si vysloužila místo v mezinárodním týmu vědců, který na článku vydaném v Nature začal pracovat zhruba před čtyřmi lety. Protože molekula hraje důležitou roli i při růstu kostí, konkrétně při
