Zahlavi

Nový poznatek o buněčných elektrárnách: zkracují hojení ran více než o třetinu

12. 05. 2021

Spojením krevních destiček a kmenových buněk se dá ovlivnit a výrazně zlepšit hojení povrchových ran, zjistil tým vědců z Francie a České republiky. Klíčovou roli při tom hrají mitochondrie, zvané také buněčné elektrárny, které putují mezi krevními destičkami a mezenchymálními kmenovými buňkami. Na výzkumu, jehož závěry publikoval časopis Cell Metabolism, se podíleli odborníci z Biotechnologického ústavu AV ČR.

Říznutí při krájení zeleniny nebo povrchové rány třeba při sportu. Nejde o život ohrožující zranění, přesto dokážou znepříjemnit život. V budoucnu by však na ně mohla existovat účinnější léčba než jenom náplast a čas. Hlavní roli v ní hrají drobné „buněčné elektrárny“, jak se také mitochondriím někdy říká. Jejich funkcí je zajištění energie, kterou buňky potřebují pro svůj růst a další činnosti.

Zlepšené vlastnosti
Vědci z Biotechnologického ústavu AV ČR spolu s kolegy z francouzské Université Paris-Sud zjistili, jak tyto drobné organely využít rovněž pro rychlejší regeneraci ran. Ví se, že krevní destičky zvyšují aktivitu mezenchymálních kmenových buněk, což jsou zárodečné buňky, které mají schopnost přetvořit se v buňky jiné. Hrají důležitou roli například při léčbě a reparaci poškozených tkání. Mechanismus působení ale odborníci dosud neznali.

Mezenchymální buňky
Mezenchymální kmenové buňky označené fluorescenční barvou.

Česko-francouzský tým přišel na to, že při spojení krevních destiček a mezenchymálních kmenových buněk dochází k přenosu mitochondrií, což mění vlastnosti těchto buněk. Výsledkem je lepší hojivá schopnost. Pokusy probíhaly jak na oddělených buňkách, tak i na živých zvířatech, konkrétně myších.

„Náš přínos spočívá zejména v tom, že jsme poskytli unikátní speciálně upravené myší modely, které mají červené mitochondrie,“ vysvětluje Jiří Neužil, vedoucí laboratoře molekulární terapie Biotechnologického ústavu AV ČR. Pomocí těchto modelů pak společně ukázali, ze mitochondrie z krevních destiček přecházejí do zárodečných buněk.

„Ukázalo se, že samotné mezenchymální kmenové buňky zrychlují hojení ran asi o 20 procent. Ovšem ve směsi s krevními destičkami dokonce až o 40 procent, což slibuje nadějné praktické využití,“ upozorňuje vědec. Jak konkrétně by mohlo vypadat, zatím nechce spekulovat.

Důležitým poznatkem ovšem je, že krevní destičky, které se smíchají s mezenchymálními kmenovými buňkami, musejí mít plně funkční mitochondrie. Pokud jsou poškozené, hojení ran se nezkracuje.

Francouzsko-český tým vědců
Tým vědců z Francie a ČR na výzkumu spolupracoval zhruba tři roky.

Vědci z Biotechnologického ústavu AV ČR a Université Paris-Sud tímto výzkumem navázali na předchozí výsledky, při nichž se zjistilo, že rakovinné buňky bez mitochondriální DNA „kradou“ mitochondrie z ostatních buněk. Bez toho by nemohly znovuzahájit proces dýchání, což je pro tvorbu a růst nádorů zcela zásadní.

Obě pracoviště se v současnosti snaží přijít na to, jak přesně se mitochondrie z krevních destiček do mezenchymálních kmenových buněk dopravují. Za tímto účelem připravila takzvané transgenní myši. U nich je možné selektivně odstranit protein Miro1, který je pro přenos důležitý.

Nadějný MitoTam
Studiem mitochondrií se Jiří Neužil zabývá dlouhodobě. Zajímá ho jejich role při léčbě rakoviny. Podařilo se mu vyvinout látku MitoTam, která se v současné době připravuje na druhou fázi klinických testů. O nových přístupech k léčbě nádorů se zaměřením na mitochondrie pronesl nedávno přednášku, kterou je možné zhlédnout v záznamu.

2021_05_12_iVysílání

Text: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, ve spolupráci s Biotechnologickým ústavem AV ČR
Foto: Shutterstock; Biotechnologický ústav AV ČR

Licence Creative Commons Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce