I běžná infekce může být fatální, když kmenové buňky neposlouchají

Mezinárodní tým pod vedením molekulární genetičky Meritxell Alberich Jorda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR provedl studii o produkci bílých krvinek. Vědci zjistili, že pro jejich výrobu musí probíhat výměna informací mezi kmenovými buňkami. Díky bílým krvinkám organismus adekvátně reaguje na přítomnost patogenů. Způsob, jakým si buňky mezi sebou vyměňují informace, má zásadní vliv na naši imunitu.

Bílé krvinky v podobě policistů s obuškem, kteří chrání naše tělo před nebezpečnými viry, bakteriemi a jinými patogeny. Tak je zachytil francouzský kreslený seriál Byl jednou jeden život. Všechny buňky krve (destičky, červené a bílé krvinky) vznikají v kostní dřeni z hematopoetických kmenových buněk, přičemž pouhých pár tisíc kmenových buněk produkuje za jednu vteřinu až deset milionů nových krevních buněk. Jejich množství je přitom pevně dáno a případné odchylky mohou vést k závažným onemocněním krve, jako jsou například anémie, neutropenie nebo leukémie.

První obrannou linii proti zánětům a bakteriálním infekcím tvoří speciální bílé krvinky, takzvané neutrofilní granulocyty. Když jich máme dostatečný počet, pomáhají nám zdolávat nemoci a přežít. Vědci v čele s molekulární genetičkou Meritxell Alberich Jorda objevili dosud neznámou roli mezibuněčné komunikace pro produkci těchto bílých krvinek. Zjištění publikoval časopis Blood.

Titulní strana příslušného vydání časopisu Blood, která zobrazuje kmenové buňky.

Počet bílých krvinek se během infekčních onemocnění výrazně zvyšuje, což je zásadní pro jejich zdolání. „Na druhou stranu ale může přehnaná imunitní reakce organismu vést i k úmrtí infikovaného jedince. Důležité je, aby byly zachované správné počty bílých krvinek, a tedy aby se dočasné zvýšení jejich počtu po překonání co nejrychleji vrátilo do normálu,“ upozorňuje Petr Daněk z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, který se na výzkumu rovněž podílel.

Laboratoř Meritxell Alberich Jorda společně s týmy Vladimíra Kořínka a Tomáše Brdičky vytvořila geneticky modifikované myši. Jejich hematopoetické kmenové buňky nedokážou zpracovat a vyhodnotit signály, díky nimž kmenové buňky komunikují s okolními buňkami.

Nefunkční mezibuněčná komunikace vede k nedostatečné produkci bílých krvinek a k hromadění kmenových buněk v kostní dřeni.

Pomocí těchto myší autorský kolektiv prokázal, že příjem signálu aktivuje geny řídící produkci granulocytů. „Kmenové buňky, které nebyly schopné komunikovat se svým okolím, vyprodukovaly zcela nedostatečné množství granulocytů, což se projevilo drastickým snížením obranyschopnosti organismu. I běžné infekce se ukázaly být pro experimentální myši fatální,“ vysvětluje Meritxell Alberich Jorda.

Šlo konkrétně o kvasinku Candida albicans, která u lidí způsobuje ústní a genitální houbové infekce. Tato mykóza bývá nebezpečná hlavně pro lidi se sníženou imunitou. „Naše studie tak odkrývá nový mechanismus, který reguluje produkci bílých krvinek a zaručuje organismu přirozenou imunitu. V současnosti ji dále studujeme,“ doplňuje vědkyně.

Tým pod vedením Meritxell Alberich Jorda prokázal důležitost mezibuněčné komunikace. 

Díky zjištění by odborníci mohli v budoucnu zvyšovat, nebo naopak snižovat počet neutrofilních granulocytů. Umožnilo by to regulovat imunitní systém v závislosti na konkrétních potřebách pacientů, kteří trpí například neutropenií nebo autoimunitními onemocněními.

Klinické využití je prozatím velmi vzdálené. Výzkum však odhalil nový mechanismus, který krvetvorný systém k regulaci počtu bílých krvinek využívá. „Jakým způsobem a zda ho vůbec bude možné v klinickém prostředí využít, musí být předmětem dalšího bádání, a pokud by se taková aplikace našla, musela by být následně řádně otestována v sérii klinických testů,“ uzavírá Petr Daněk.

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock; Blood; Ústav molekulární genetiky AV ČR

Přečtěte si také

• Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
• I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
• Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
• Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
• Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor
• Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
• Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu
• Enzym „ptakopysk“ pomůže s vývojem nových účinnějších antibiotik
• Buňka je polívka se spoustou ingrediencí, říká Roman Pleskot
• Žralok malohlavý zná recept na dlouhověkost, dožívá se více než 400 let