Kmeňové bunky si dajú diétu
Vo vysoko aktuálnej oblasti výskumu kmeňových buniek výskumníci na
IMBA - Ústav pre molekulárnu biotechnológiu Rakúskej akadémie vied, pozorne počúvajte dva objavy: Keď kmeňové bunky už nie sú potrebné, zomierajú od hladu. Je to metabolizmus kmeňových buniek, ktorý utesňuje ich osud.
V každom embryu zvieraťa sú kmeňové bunky zodpovedné za stavbu tkanív a orgánov, za rast a regeneráciu. V určitom okamihu však kmeňové bunky vykonali svoju prácu a musia zmiznúť. Za letu úplne zmiznú, u cicavcov a ľudí ich niekoľko zostane. Ak však zbytočné kmeňové bunky zostanú pozadu, môžu sa vyvinúť do zhubných nádorov.
Nádory z kmeňových buniek u dojčiat a malých detí
Takéto nádory kmeňových buniek sa pozorujú aj u kojencov a malých detí, kde sa vyskytujú okrem iného v mozgu a napriek agresívnym terapiám sú ťažko liečiteľné. Našťastie sú tieto takzvané rabdoidné nádory zriedkavé, ale vo výsledku sú málo preskúmané. 80 percent malých detí s takýmto nádorom na mozgu zomrie do dvoch rokov od diagnostikovania.
Zbohom kmeňovým bunkám
Výskumník kmeňových buniek Jürgen Knoblich, zástupca riaditeľa IMBA, a jeho tím teraz objavili mechanizmus, ktorý zaisťuje, aby sa kmeňové bunky po vývoji orgánov a tkanív naďalej transformovali do normálnych buniek a vzdali sa existencie kmeňových buniek.
Musíte vedieť, že kmeňová bunka sa počas embryonálneho vývoja delí asymetricky. Delí sa na veľkú bunku, ktorá zostáva kmeňovou bunkou, a menšiu bunku, ktorá sa špecializuje na niečo ako nervovú bunku. Mozog je tiež tvorený z nervových buniek. Kmeňová bunka stratila počas tohto procesu delenia podstatu a pred ďalším delením rastie späť na pôvodnú veľkosť.
Nakoniec, ak je k dispozícii dostatok nervových buniek a kmeňová bunka už nie je potrebná, musí zmiznúť. V renomovanom vedeckom časopise Cell publikovala postdoktorandka Catarina Homem mechanizmus, ktorý objavila u ovocnej mušky: „Kmeňové bunky po rozdelení jednoducho nerastú. Vďaka tomu sa po každom rozdelení zmenšujú, až kým už nie je možné asymetrické rozdelenie a v poslednom kroku dôjde k symetrickému rozdeleniu na dve nervové bunky. Kmeňová bunka tak zmizla. ““
Metabolizmus ako centrálny riadiaci prvok
Druhým úplne novým zistením je, že metabolizmus bunky zjavne rozhoduje, ktorým smerom sa bunka vyvíja. Steroidné hormóny kontrolujú, či bunka pomocou kyslíka úplne spaľuje cukor, alebo či bez kyslíka nerozloží cukor úplne, ale skôr si zachová určité fragmenty. Z nich sa neskôr získajú nové tuky alebo aminokyseliny potrebné pre rast. Ak sa cukor, rovnako ako v prvom variante, úplne spáli, bunkám po chvíli dôjdu stavebné bloky a nemôžu rásť.
Ak má kmeňová bunka zmiznúť, je nevyhnutne potrebný prvý variant metabolizmu. Bunka si prakticky urobí diétu a spaľuje svoj cukor tak dôkladne, že sa po procesoch delenia už nedokáže zregenerovať na pôvodnú veľkosť. Takto sa zmenšuje a zmenší, až bude nakoniec možné iba posledné symetrické rozdelenie.
Druhá metabolická cesta, pri ktorej sa cukor fermentuje na laktát bez kyslíka, je ten, ktorý si musia vyvinúť aj nádorové bunky.
"Na našej práci je prekvapujúce, ako silno môže metabolizmus ovplyvniť osud bunky," vysvetľuje Knoblich a nálezy tejto štúdie. „Všeobecne sa verí, že bunky prechádzajú určitým vývojovým programom a prispôsobujú im svoj metabolizmus. Naša práca však ukazuje, že je to naopak a že samotný metabolizmus riadi osud buniek. To tiež vrhá úplne nové svetlo na úlohu výživy v našich telách vrátane tumorigenézy. ““
Pretože je zrejmé, že mechanizmus objavený u ovocnej mušky sa dá nájsť aj u cicavcov a ľudí, je možné v dohľadnej budúcnosti objasniť, ako sa zo zvyšných kmeňových buniek v mozgu kojencov a malých detí môže vyvinúť agresívny rhabdoidný nádor. Ďalšie štúdie tu pomôžu získať presnejšie vedomosti.
Nasledujúca publikácia sa na túto tému objaví 14. augusta 2014 v renomovanom časopise Cell:
Homem, C. et. al. (2014). Ecdysone a Mediator menia energetický metabolizmus, aby zastavili proliferáciu v nervových kmeňových bunkách Drosophila. Bunka.
Oznámenie o konzultácii
Mag. Evelyn Devuyst, MAS
Tlačová hovorkyňa IMBA
Tel. +43 (0) 1 797 30 - 3626
evelyn.devuyst (zavináč) imba.oeaw.ac.at
IMBA
IMBA - Inštitút pre molekulárnu biotechnológiu ÖAW je medzinárodne uznávaný výskumný ústav s približne 200 zamestnancami z 25 krajín. Vedci skúmajú molekulárne procesy v bunkách a organizmoch a snažia sa vysvetliť príčiny vývoja ľudských chorôb. Dvanásť výskumných skupín pracuje na biologických a medicínskych otázkach z oblastí, ako sú biológia RNA, bunková biológia, onkológia, výskum kmeňových buniek a imunológia. www.imba.oeaw.ac.at
OeAW
Rakúska akadémia vied (ÖAW) je popredným sponzorom neuniverzitného akademického výskumu v Rakúsku. Jeho výskumné zariadenia zamestnávajú celkovo okolo 1 300 ľudí a uskutočňujú základný výskum bez aplikácií v spoločensky významných oblastiach prírodných, prírodných a technických vied, ako aj humanitných, spoločenských a kultúrnych vied.