Ústav experimentální medicíny se podílí na nejkontroverznějším medicínském výzkumu ve světě posledních dvou desetiletí
Ústav experimentální medicíny Akademie věd v Praze je známý hlavně díky svému výzkumu kmenových buněk a snahám využít jich při náhradě poškozených tkání pacientů. Je to fantastická myšlenka a o její uskutečnění se snaží vědci po celém světě. A v rámci toho si museli odpovědět i na častou otázku: nezabíjejí při tom ještě nenarozené děti?
Třetí na světě Kmenové buňky jsou základní, dosud nerozlišené buňky, které se dokážou přeměnit v jiné – svalové, kostní, nervové či kožní buňky. Známé jsou sice už více než století, ale až nyní se mohli výzkumníci zaměřit na to, jak jich využít při léčení. Ředitelka Ústavu experimentální medicíny Eva Syková zapojila ústav do spolupráce s dalšími institucemi v Česku i v zahraničí.
Nic není jednoduché. Kmenových buněk je více typů, některé jsou proměnlivější než jiné. Nejvýrazněji se dokážou rozvinout ty, které pocházejí z embrya, protože z nich musí vyrůst celý organismus.
A právě při výzkumu embryonálních kmenových buněk zaznamenal ústav špičkový úspěch: už v roce 2003 získali Petr Dvořák a Aleš Hampl z jeho brněnského pracoviště kmenové buňky z několikadenních lidských zárodků. Byli třetí na světě, kdo to dokázal.
Odběrem buněk z lidských embryí, jež se tím zničí, se ve světě otevřel etický spor.
Oponenti argumentují, že zárodek je už lidskou bytostí, takže jeho využití někdy přirovnávají až k nacistickým pokusům na lidech.
„Museli jsme si sami odpovědět, jestli je náš výzkum správný,“ říká profesorka Syková. „Jsme přesvědčeni, že v něm etický problém není.“
Eva Syková tvrdí, že embryo ještě není lidskou bytostí. Kmenové buňky se z něj odebírají, když je zárodek starý asi pět dní a má podobu shluku buněk. Taková oplodněná embrya ženy bez povšimnutí potrácejí. Teprve sedmý den vývoje by se v těle matky mohl zárodek uhnízdit v děloze, do té doby nemá šanci na přežití. Nervová činnost se pak začne projevovat až mezi druhým a třetím měsícem. Ale co víc: embrya použitá na výzkum jsou ta, která už nikdo nechce. Zůstala nevyužitá na klinikách pro umělé oplození a stejně by je čekalo zničení. „Využít buňky z nich chápeme úplně stejně, jako když se od zemřelých dárců berou použitelné orgány pro transplantaci živým lidem,“ vysvětluje Syková.
Vědci v jejím ústavu ještě neplánují použít
embryonální kmenové buňky pro léčení pacientů. Dokud nebudou mít jejich vývoj zcela pod kontrolou, lidem je dávat nechtějí. Ukazuje se totiž, že se buňky musejí v laboratoři hodně upravovat, jinak mohou vytvořit nádory. Dávají proto zatím kmenové buňky z potkaních embryí ochrnutým potkanům. Výsledek? Zvířata začnou lépe hýbat nepohyblivými zadními končetinami. Pohybují se bez větších obtíží, ale úplného návratu k normální chůzi se zatím dosáhnout nepodařilo. Možnost výběru Vraťme se však ke konstatování, že kmenových buněk je více typů. Vědci používají také buňky fetální, z potracených lidských plodů (označení embryo se používá od oplození vajíčka, ve stáří od devátého týdne do porodu se říká plod – fetus). Nejsou tak univerzální, už směřují ke stavbě vymezených tkání. Ale nemají takovou tendenci k vytváření nádorů. Ve světě se fetální kmenové buňky zkušebně vpravují nemocným do mozku při léčení Parkinsonovy choroby a po mozkové mrtvici. V Praze jimi vědci zatím zkoušejí opravit mozek potkana po mrtvici.
Ve vědě cesta často nevede přímo. Právě díky experimentům s buňkami ze zárodků a plodů se vědci naučili lépe rozumět kmenovým buňkám z dospělého organismu a pracovat s nimi. Nacházejí se v kostní dřeni, v tukové tkáni, ve vlasových váčcích…
A nejnověji se rozvíjejí snahy vytvářet kmenové buňky také uměle, z běžných buněk lidského těla, které se složitými zásahy v laboratoři „přeprogramují“ do stadia, kdy si počínají podobně jako buňky kmenové. V tomto případě žádné etické problémy nehrozí.
Pomoc pro mozek i p ro odumírající nohu Tým profesorky Sykové už ve spolupráci s týmem docenta Martina Bojara v pražské Fakultní nemocnici v Motole připravil klinickou studii, při níž vlastní kmenové buňky dostávají nemocní trpící amyotrofickou laterální sklerózou. To je smrtelná choroba, při níž zanikají buňky v míše, ochabují svaly, nemocný se přestává hýbat, obtížně mluví, později musí dýchat s přístrojem a nakonec umírá. „Doufáme, že se nám podaří zpomalit průběh nemoci, ale ještě ji nedokážeme úplně zastavit,“ popisuje Eva Syková.
Další čtyři desítky pacientů s poraněnou míchou podstoupily léčbu, při níž dostaly své vlastní kmenové buňky z kostní dřeně.
Léčba je bezpečná, ale zlepšení je zatím jen velmi malé. Výzkumníci tedy připravují nový postup, který chtějí brzy nabídnout dalším pacientům s přerušenou míchou.
Podobně zdejší vědci zkoušejí opravit také defekty chrupavek, šlach a kostí. Díky kmenovým buňkám z kostní dřeně lze pacientům v pokročilém stadiu cukrovky zachránit nohu, která by jinak musela být amputována. Ústav při tom spolupracuje s pražským Institutem klinické a experimentální medicíny (IKEM), kde probíhá klinická studie. Po aplikaci kmenových buněk se vytvářejí nové cévy namísto těch, které při cukrovce chybějí.
Léčba kmenovými buňkami stojí statisíce korun a zdravotní pojišťovny ji zatím neplatí. Ústav experimentální medicíny ji financuje z výzkumných grantů, ze sponzorských darů a z prostředků své firmy Bioinova. Vědci však doufají, že během několika let dokážou nové postupy zavést do běžné léčebné praxe.
Manažerka roku pracuje ve vědě Když o někom víme, že získal titul Manažerka roku, podvědomě očekáváme, že zřejmě bude pracovat někde v bankovnictví nebo v průmyslu. Toto ocenění převzala letos v dubnu i ředitelka Ústavu experimentální medicíny Eva Syková, nyní čerstvě zvolená senátorka za Prahu 4.
„Vědecká instituce samozřejmě není továrna. Ale i tady hraje řízení velkou roli,“ říká.
„Máte možnost nechat ústav běžet samospádem a dělat jen související administrativu.
Vědci jsou celkem samostatní, takže to nějak bude fungovat. Anebo se můžete snažit lidi motivovat, vést je, pomáhat jim k nejlepším možným výsledkům, zajišťovat dlouhodobou perspektivu. To je hlavní úloha ředitele.“
Po zdejších úspěšných vědcích se chce, aby zhruba do věku 35 let založili vlastní výzkumnou skupinu. Od zkušenějších badatelů se v ústavu očekává, že vytvoří vlastní vědeckou školu, tedy nový směr výzkumu na světové úrovni.
Zatímco v zahraničí se vědecké instituce snaží zakládat firmy, v nichž by se daly vylight užít poznatky získané při výzkumu, v Česku je to stále neobvyklé. Ústav experimentální medicíny si však v roce 2008 založil Inovační biomedicínské centrum, jehož součástí je i podnikatelský inkubátor. Pracuje v něm průběžně pět až sedm firem. Nejdál z nich se dostala společnost Bioinova. Vznikla s využitím
evropských peněz a soustřeďuje se na přípravu kmenových buněk přesně požadovaným způsobem. Směřují do nemocnic, které nové léčebné technologie zkoušejí.
Smog škodí spermiím Asi nepřekvapí, že ústav se podílel například na vývoji známého a účinného léku na zranění a popáleniny Hemagel. Poznatky zdejších vědců však také pomohly státu zlepšit čistotu ovzduší. V devadesátých letech byly největší problémy v severozápadních Čechách, kde se nachází většina českých hnědouhelných elektráren. „Byla tu tehdy skupina odborníků z Mezinárodního měnového fondu a ti říkali – musíte zlepšit kvalitu vzduchu, jinak tu přece nebude nikdo investovat,“ popisuje Radim Šrám z Ústavu experimentální medicíny, který se výzkumem vlivu znečištění na lidské zdraví zabývá dodnes. „Pomohla nám americká vládní Agentura pro ochranu životního prostředí, díky níž jsme mohli uskutečnit škálu testů zdravotního stavu obyvatel a porovnat je s úrovní škodlivin z ovzduší.“ Zkoumali tehdy zdraví lidí žijících v Teplicích a pro srovnání i v Prachaticích, v čisté oblasti Šumavy. A získali světově unikátní poznatky. Že se obyvatelé Teplic dožívali nižšího věku než lidé v Prachaticích a že se už u dětí projevovaly dýchací potíže, to se vcelku očekávalo. Výzkum však navíc ukázal, že kvalita vzduchu ovlivňuje i možnosti početí dítěte. U mladých mužů z Teplic se ukázala nižší kvalita spermatu než u jejich vrstevníků z Prachatic a zhoršovala se vždy v závislosti na špatné kvalitě ovzduší.
Data průkazně ukázala, že děti, které první měsíce těhotenství prožily ve vyšších koncentracích znečištění, přicházely na svět v průměru s nižší porodní hmotností. Ta je spojována s výskytem nemocí v dětství i v dospělosti. Vědci tehdy říkali, že kdo chce zvýšit pravděpodobnost narození zdravého dítěte, měl by se o otěhotnění pokoušet na začátku léta, kdy bylo v severozápadních Čechách znečištění vzduchu nejmenší.
Pronikavá změna Při hledání viníka se však ukázalo, že to nejsou jenom tepelné elektrárny. Pouze v době určitého typu inverze zůstával kouř z elektráren v údolí zachycen jakoby pod pokličkou a vytvořil více než polovinu smogu. Avšak v běžných podmínkách se dým z vysokých elektrárenských komínů rozptýlil na velké vzdálenosti, zavinil sice kyselé deště, ale přímo v Teplicích byl zodpovědný jen za deset až patnáct procent špinavého vzduchu. Šedesát až pětašedesát procent znečištění vznikalo v domácnostech, v kamnech a malých kotelnách, v nichž se topilo sirnatým hnědým uhlím. Zbytek pak způsobila automobilová doprava.
Stát reagoval i na tyto výzkumy. Zákon o ovzduší si vynutil odsíření tepelných elektráren. Region dostal miliardové dotace na plynofikaci a na výměnu starých kamen za plynové kotle. Výsledek? Dnes je znečištění vzduchu v severozápadních Čechách desetinové oproti stavu ze začátku devadesátých let. I kvalita spermií mladých mužů v Teplicích se vrátila k normálu.
Doktor Šrám a jeho kolegové zkoumali vzduch v českých městech dál. V Praze například požádali o pomoc městskou policii.
Strážníci nosili v ulicích mezi popojíždějícími auty přístroj zachycující škodliviny ze vzduchu, který dýchali. Bylo v něm dvakrát víc škodlivin, než kolik vdechovali lidé v kancelářích.
Vědci jim také odebírali krev a zjišťovali stav DNA. Pobyt v ovzduší znečištěném výfukovými plyny se odrážel v polámání chromozomů, což jsou jakési balíčky nesoucí dědičné informace. Zahraniční poznatky říkají, že čím více poruch chromozomů, tím vyšší je pravděpodobnost onemocnění nádorovým bujením.
Modelem pro výzkum vlivu vytápění na zdraví lidí se zase stalo sledování v Českých Budějovicích. „Tady se projevuje vliv domácích topenišť a staré teplárny, takže třeba znečištění vzduchu nejnebezpečnější látkou benzo(a)pyrenem, která pochází z automobilových výfuků a nevhodných kotelen a je karcinogenní, je o polovinu větší než v Praze,“ konstatuje Radim Šrám.
Je Ostragen dobrý, nebo špatný?
Nyní odborníci z Ústavu experimentální medicíny nacházejí největší dopady špinavého vzduchu na lidské zdraví v Moravskoslezském kraji. Tady je podle měření na vině průmysl, zejména ArcelorMittal.
V Ostravě-Porubě jsou koncentrace již zmíněného benzo(a)pyrenu čtyřikrát vyšší než v Praze, v ostravské čtvrti Bartovice jsou osminásobné. Odpovídá tomu i zdokumentovaná nemocnost dětí, mnohem vyšší, než je v republice běžné; hlavně menší děti mívají častěji záněty dýchacích cest, angíny, záněty plic či astma. Největší překvapení však vědci našli v DNA obyvatel Ostravy. Ukázalo se, že jeden z jejich genů se chová jinak než třeba u lidí žijících v Praze. Písničkář Jaromír Nohavica mu vtipně dal název Ostragen. Vyznačuje se tím, že najde poškození dědičné informace a pomáhá narušené místo opravit.
To je na jednu stranu pro Ostravany dobrá zpráva: jejich organismus si patrně vytváří obranné mechanismy pro život ve špatném životním prostředí. Jenže nic není zadarmo. Vědci mají podezření, že genová změna se podílí na zkrácení délky života mužů, ta činí na Ostravsku 72 let, tedy o dva roky méně, než je republikový průměr. U žen se však tento rozdíl neprojevuje, což vyžaduje další výzkumy.
Zatímco v devadesátých letech dodal Ústav experimentální medicíny podklady pro velké změny, které zlepšily život v severozápadních Čechách, tentokrát to tak nevypadá.
Poznatky ze severní Moravy politici nechtějí příliš slyšet. A ministerstva školství a životního prostředí je přestala financovat.
V Ostravě-Porubě jsou koncentrace benzo(a)pyrenu čtyřikrát vyšší než v Praze, v ostravské čtvrti Bartovice jsou osminásobné. Odpovídá tomu i zdokumentovaná nemocnost dětí, mnohem vyšší, než je v republice běžné; hlavně menší děti mívají častěji záněty dýchacích cest, angíny, záněty plic či astma Teprve sedmý den vývoje v těle matky se zárodek může uhnízdit v děloze, do té doby nemá šanci na přežití
O autorovi| Josef Tuček, spolupracovník redakce
