Spor o embryonální kmenové buňky

Jaroslav Petr

24.9.2001

Kmenové buňky

Úraz, choroba nebo nezadržitelný proces stárnutí mohou vážně poškodit lidské tkáně a orgány. Pokud bychom dokázali tyto škody průběžně napravovat, pak bychom mohli zachránit život a navrátit zdraví milionům lidí.

V lidském těle najdeme celou řadu buněk schopných obnovovat jeho poškozené či opotřebené části. Označujeme je jako buňky kmenové. Ty prodělávají buněčné dělení podobně jako jiné buňky, ale v jejich případě nevznikají z jedné mateřské buňky dvě rovnocenné buňky dceřiné. Produktem jejich "asymetrického" dělení jsou dva diametrálně odlišné typy buněk. Jeden se prakticky neliší od výchozí mateřské kmenové buňky a je tudíž předurčen k tomu, aby udržoval v těle železnou zásobu kmenových buněk. Druhý je základem pro vznik nových specializovaných buněk, jejichž stavy je třeba obnovit. Rejstřík proměn buněk předurčených k další specializaci je různě široký.

Některé kmenové buňky mají před sebou jen jednu "profesi"a hovoří se o nich jako o unipotentních buňkách. Patří k nim například spermatogoniální buňky, které se dělí ve varleti jednak na další spermatogoniální buňky a jednak na buňky, které jsou předurčeny k proměně ve spermie. Unipotentní buňky lze využít k léčbě chorobných stavů. Transplantací cizích spermatogoniálních buněk byla u neplodných samců pokusných zvířat obnovena narušená tvorba spermií a uplatnění výsledků tohoto výzkumu v humánní medicíně by mohlo otevřít nové možnosti léčby neplodnosti mužů.

Před jinými kmenovými buňkami se otevírá více osudů a ty pak označujeme jako multipotentní. Nervové kmenové buňky mohou v mozku zajišťovat vznik různých typů buněk nervového systému, krvetvorné kmenové buňky zase zajišťují kromě vlastní obnovy i vznik červených krvinek a buněk plnících úkoly imunitní obranu. Využití multipotentních typů kmenových buněk nachází už dnes významné uplatnění při léčbě nejrůznějších chorobných stavů. Je například základem úspěchu při transplantacích kostní dřeně.

Existují ale buňky, kterým není odepřen žádný z možných buněčných osudů.Takové buňky označujeme jako pluripotentní. Nejsou sice schopny vytvořit nového jedince (to znamená, že nejsou totipotentní), ale jinak se dokážou proměnit v jakýkoli typ buněk těla. Pluripotentní buňky najdeme v embryoblastu časného zárodku. To je ta část zárodku, která se vyvíjí ve vlastní embryo. Zbývající část zárodku, tzv. trofoblast, je předurčen k proměně v plodové obaly a placentu. Jeho buňkám není pluripotence dopřána. Právě z embryoblastu lze ve vhodných kultivačních podmínkách vypěstovat neomezeně se množící linii buněk, které si udržují pluripotenci. Takovou linii buněk označujeme jako embryonální kmenové buňky. Již počátkem osmdesátých let se podařilo vědcům získat tento jedinečný typ buněk kultivací embryoblastu myši. Myší embryonální kmenové buňky přinesly do biologie skutečnou revoluci. S jejich pomocí bylo možné například vyšlechtit myši, které měly cíleně vyřazen z činnosti vybraný úsek dědičné informace. Technika označovaná jako genový knockout znamenala zásadní průlom ve studiu funkce genů.

Laická veřejnost se díky kampani sdělovacích prostředků začala o embryonální kmenové buňky zajímat až na sklonku devadesátých let, poté co byly v roce 1998 publikovány hned dvě práce oznamující vypěstování lidských embryonálních kmenových buněk. Tento objev byl prezentován rozporně. Na jedné straně byly lidské embryonální kmenové buňky líčeny jako "živá voda", na druhé straně byla jejich produkce prohlašována za zločin.

Optimisté čerpají své naděje ze skutečnosti, že se lidské embryonální buňky mohou díky své pluripotenci proměnit za vhodných kultivačních podmínek na jakýkoli typ buněk lidského těla. Mohou z nich vznikat nové krvetvorné buňky, nové neurony, buňky srdečního svalu nebo buňky slinivky produkující inzulín. Potenciální možnosti léčby degenerativních onemocnění nebo úrazů pomocí embryonálních kmenových buněk se zdají nevyčerpatelné.

Při vytvoření lidských embryonálních kmenových buněk je ale proměněno lidské embryo (a tudíž potenciální lidská bytost) v masu buněk, z které už tato bytost vzniknout nemůže. Tvorbu lidských embryonálních buněk proto mnozí lidé vnímají jako zničení lidského života a je pro ně nepřijatelná podobně jako umělé přerušení těhotenství.

Společnost se dostává do nelehké situace. Na jedné straně se jí nabízí perspektiva úspěchů v boji s chorobami, které dnešní medicína zvládá jen s obtížemi nebo je vůbec neumí léčit. Na druhé straně je tento příslib zatížen faktem, že tu dochází k dezintegraci lidského zárodku. Řešení tohoto sporu lze nalézt jen diskusí. Diskuse o lidských embryonálních kmenových buňkách bohužel nejednou sklouzává z věcné konfrontace stanovisek v hádky plné emocí.

Embrya "ze zkumavky"

Lidské embryonální buňky lze získat především z lidských zárodků. Podobný typ buněk, snad s poněkud problematičtěji vymezeným rejstříkem možných "buněčných osudů", lze vypěstovat i z prapohlavních buněk lidského plodu. Za termínem prapohlavní buňky se skrývají nerozlišené, nediferencované buňky, z kterých by se v pohlavních žlázách vyvinuly pohlavní buňky - vajíčka u dívek a spermie u chlapců. Prapohlavní buňky lze získat jen z plodů po umělém přerušení těhotenství a nesou proto z morálního a etického hlediska totéž "stigma" jako embryonální kmenové buňky.

V současnosti se pro produkci embryonálních kmenových buněk využívají především časná lidská embrya. Nejdostupnější jsou vědcům při tzv. oplození in vitro, tedy při postupu, při kterém je lidské vajíčko oplozováno lidskou spermií v laboratorních podmínkách mimo tělo matky. Postup známý pod označením "oplození ve zkumavce" je základem pro boj s lidskou neplodností. Ta postihuje v současné době zhruba každý pátý partnerský pár.

Vajíčka pro vlastní oplození jsou matce odebírána nenáročným zákrokem po hormonální stimulaci. Díky tomu dozrává v těle matky větší počet vajíček. Může jich být deset i více. Oplození v laboratorních podmínkách bývají podrobena všechna získaná vajíčka a výsledkem může být poměrně vysoký počet embryí. Zpět do těla matky se obvykle nepřenáší více než tři embrya. Je to kompromis. Na jedné straně stoupá s počtem přenesených embryí naděje na narození dítěte, na druhé straně roste i pravděpodobnost, že se v těle matky uchytí více zárodků. Těhotenství s vyšším počtem vyvíjejících se plodů představuje zvýšené riziko jako pro děti tak i pro jejich matku.

Nepoužitá embrya se obvykle zamrazí a uskladní v tekutém dusíku. Díky speciálnímu postupu nejsou embrya mrazením poškozena a po opětovném rozmrazení jsou plně životaschopná. Někdy tato embrya využijí jejich biologičtí rodiče k tomu, aby přivedli na svět další děti. Velmi často ale stráví embrya v kontejnerech s tekutým dusíkem několik let a nakonec jsou zničena, protože se pro ně nenajde uplatnění. Legislativa mnoha zemí nedovoluje skladovat embrya "donekonečna".

I toto "vraždění" embryí naráží na odpor některých skupin obyvatelstva, i když je zřejmé, že embrya na věky držená v tekutém dusíku by svůj potenciál k přetvoření v lidskou bytost nikdy nenaplnila. Detailní analýza údajů dokládá, že po několika letech není možné dohledat mnohé z biologických rodičů zamražených embryí.

Je nemorální proměnit tato "nadbytečná" embrya v embryonální kmenové buňky, které lze využít k výzkumu a v budoucnu i k léčbě těžkých onemocnění? Je to skutečně horší, než když se embrya jen "bez užitku" (jak ošklivě to ve spojitosti s lidským zárodkem zní) zničí? Tyto otázky dnes vzrušují společnost a odpovědi se pohybují v širokém rozmezí od kategoricky odmítavého"ne" až po nadšeně souhlasné "ano".

Dalším zdrojem embryí pro tvorbu embryonálních kmenových buněk jsou lidské zárodky vytvořené po dohodě s dárci pohlavních buněk oplozením ve zkumavce zcela cíleně jen pro tento účel. Tento postup byl již uplatněn na soukromých klinikách ve Spojených státech. Jeho zastánci jej prohlašují za eticky "čistší", protože dárkyně vajíček i dárci spermií předem souhlasí se zničením vzniklého zárodku a zárodek nevzniká s úmyslem početí lidského tvora. Odpůrci tohoto postupu vnímají ze stejných důvodů cílenou tvorbu embrya z morálního a etického hlediska jako nepřijatelnou.

Klonování

Třetí možnost vzniku embrya pro produkci embryonálních kmenových buněk představuje klonování. Tento postup se opírá o koncepci tzv. terapeutického klonování. Jeho podstatou je vytvoření zárodku ze specializované buňky lidského těla. Člověku, který by potřeboval léčbu buňkami vypěstovanými z embryonálních kmenových buněk, by byly odebrány specializované tělní buňky (např. buňky pokožky nebo ústní sliznice) a jejich jádro by bylo vpraveno do lidského vajíčka zbaveného vlastní dědičné informace. Tak vznikne zárodek, který je z genetického hlediska totožný s pacientem. Pokud by byl takový zárodek přenesen do těla náhradní matky, narodil by se z něj pacientův klonovaný dvojník. To si ale terapeutické klonování neklade za cíl. Vzniklý zárodek by byl dezintegrován na embryonální kmenové buňky a z nich by byl vypěstovány buňky potřebné pro léčbu. Výhodou postupu je genetická totožnost pacienta a buněk použitých k léčbě. Odpadly by tak problémy s přijetím léčebných buněk imunitním systémem příjemce. Pacientovi by byly připraveny jeho vlastní ("soukromé") embryonální kmenové buňky.Celá postup vidíme na následujícím obrázku:

terapeutické klonování

Odpůrci tohoto postupu poukazují opět na akt zničení zárodku při jeho přetvoření na embryonální kmenové buňky. Zároveň je ale nesmírně pobuřuje fakt, že tu dochází ke klonování člověka. Někteří biologové razí zcela opačnou interpretaci a léčebné klonování považují za "rediferenciaci buněk", tedy jakousi "rekvalifikaci" snadno dostupných buněk pacientova těla na buňky, které pacient potřebuje pro uzdravení.

Není sporu o tom, že terapeutické klonování představuje jednu z možných cest, jak zajistit vzájemnou slučitelnost buněk odvozených z embryonálních kmenových buněk s imunitním systémem pacientova těla. Existují i další alternativy. Jednou z nich je vytvoření tak široké škály typů lidských embryonálních kmenových buněk, aby se mezi nimi našly buňky přijatelné prakticky každým obyvatelem naší planety. Další alternativu představuje vytvoření "univerzálně přijatelných" embryonálních kmenových buněk, které by bez potíží přijal kdokoli. Vědci věnují velkou pozornost i možnosti ovlivnit funkce imunitního systému příjemce tak, aby nevnímal daný typ buněk jako cizí. To vše je ale běh na dlouhé trati s cílem v nedohlednu.

Zakázat nebo povolit

V současnosti vystupuje do popředí naléhavá potřeba podřídit nakládání s embryonálními kmenovými buňkami při výzkumu a případné léčbě nějakým pravidlům. Přístup jednotlivých zemí se liší podle jejich právního systému, kulturních tradic, momentální politické konstelace, vlivu vědeckých kruhů nebo náboženských a jiných skupin na politické dění.

Velká Británie se zřejmě řadí k nejliberálnějším ze zemí, které se rozhodly regulovat aktivity na tomto poli zákony. V Británii je povolen výzkum na lidských embryonálních kmenových buňkách, je tu povolena tvorba nových linií těchto buněk a pro tyto účely lze využívat "přebytečná" embrya z oplození "ve zkumavce". V přísně kontrolovaných případech dovoluje britský zákon i cílenou produkci embryí včetně jejich tvorby klonováním.

V jiných zemích (Norsko, Rakousko, Polsko, Irsko) je jakákoli práce s lidskými embryonálními kmenovými buňkami zakázána. Některé státy zvažují zmírnění (Švýcarsko, Německo) nebo částečné zrušení zákazu (Francie).

V řadě zemí je povolen výzkum a tvorba embryonálních kmenových buněk z "nadbytečných" embryí vzniklých oplozením in vitro, ale nesmí se pro tyto účely embrya cíleně vytvářet (Japonsko, Austrálie, Španělsko, Itálie, Finsko, Švédsko, Kanada, Izrael).

Velká pozornost byla věnována rozhodnutí amerického Kongresu a amerického prezidenta. Právě v USA totiž byly vypěstovány první lidské embryonální kmenové buňky a americkým vědcům patří v této oblasti výzkumu výsadní postavení. Kongres nejprve postavil mimo zákon všechny formy klonování člověka včetně terapeutického klonování a prezident George W. Bush vzápětí oznámil, že ze státních prostředků budou podporovány jen práce na již ustanovených liniích lidských embryonálních kmenových buněk. Zdůvodnil to tím, že v případě těchto linií již byla lidská embrya nenávratně zničena a existující linie představují dostatečnou základnu pro výzkum, "který by mohl vést k průlomovým metodám léčby, bez toho, že bychom museli překročit základní morální hranici". Tomu se mnohem jednodušeji říká, že se má vlk nažrat a koza zůstat celá.

Bush prohlásil v přímém televizním přenosu, že "se rozhodoval s velkou pečlivostí a modlil se, aby se rozhodl správně". Je otázka, nakolik se mu podařilo tento záměr naplnit. Jeho omezení finanční podpory státním institucím se neprojeví v soukromém sektoru, který hraje v biotechnologickém výzkumu USA velice významnou roli. Soukromé biotechnologické firmy mohou i nadále vytvářet nové linie lidských embryonálních buněk (a tedy, řečeno slovy odpůrců, "vraždit lidská embrya") jakýmkoli způsobem s výjimkou klonování. Americké university ale už dnes pociťují nepříznivé důsledky presidentova "pečlivého rozhodnutí". Někteří špičkoví odborníci odešli z USA do zemí (např. Velké Británie), kde jim legislativa skýtá pro práci větší prostor. Některé university přišly o významné finanční dary ze soukromé sféry s odůvodněním, že nyní nemohou provádět ten typ výzkumu, na který byly peníze určeny.

Odhad, že na světě je dostupných 64 linií lidských embryonálních kmenových buněk, které budou moci americké státní instituce využívat, se ukazuje jako nadhodnocený. Ne všechno, co se vědcům podaří vypěstovat z lidského zárodku, lze označit za embryonální kmenové buňky. Tyto buňky mají silný sklon ke spontánní proměně v buňky nejrůznějších typů. Hlavním "trikem" tvorby skutečných embryonálních kmenových buněk je právě zamezení všem možným typům specializace a udržení buněk ve všestranně nespecializovaném stavu. Ne vždy se to povede a ne vždy je případný neúspěch na první pohled patrný. Využití stávajících linií lidských embryonálních kmenových buněk může zkomplikovat i fakt, že linie i postupy jejich tvorby jsou patentově kryty.

kolonie lidských embryonálních buněk

To, co vypadá při poslechu televizního projevu prezidenta Bushe jako velice moudré a logické rozhodnutí, se při bližším pohledu jeví jako řešení přinejmenším rozporuplné. Znovu se potvrdilo, že neexistují jednoduchá řešení složitých otázek.

Výzkum by měl pokračovat

Práce vědců by se v žádném případě neměla zastavit. To zdaleka neplatí jen o embryonálních kmenových buňkách. Poznání nelze omezovat vytyčením jakýchkoli hranic. Konečné využití výsledků výzkumu ale může (a v mnoha případech dokonce musí) podléhat kontrole. Při tvorbě pravidel, která budou regulovat využívání vybraných technologií, by měl být zohledněn názor celé společnosti. Je povinností vědců, aby dávali společnosti k dispozici přijatelnou formou dostatek informací, protože každý si jistě rád vytvoří vlastní názor na základě solidních a objektivních fakt. Za úvahu zcela jistě stojí i názor, že tak jako nemůže být někdo k využívání některých technologií nucen jejími zastánci a propagátory, nemělo by být jiným občanům bráněno ve využívání technologií odpůrci těchto postupů.