Kmenové buňky přežijí i bez kyslíku

Kmenové buňky dokáží díky přestavění metabolismu přežít v těle i v místech, které jsou chudé na kyslík. K výsledkům dospěl americký vědec Hesham Sadek z University of Texas Southwestern Medical Center v Dallasu a jeho kolegové (Simsek et al. 2010). Běžné buňky bez přítomnosti kyslíku umírají. Krvetvorné kmenové buňky se vyskytují především v kostní dřeni s malým obsahem kyslíku a jejich metabolismus je možné přestavět pomocí formování konkrétního genu. Jsou tak schopni získávat energii z běžného odbourávání cukru mechanismem, který nevyžaduje kyslík.

Kmenové buňky: http://stemcells.nih.gov/info/scireport/chapter5.asp

(© 2001 Terese Winslow, Lydia Kibiuk)

„Existuje jen málo studií zabývajících se metabolismem kmenových buněk (Yanes et al. 2010) a našim cílem bylo zjistit, jak kmenové buňky dýchají v prostředí bez kyslíku a jak se dokáží replikovat," řekl Sadek. Zjištěné poznatky jsou v rozporu s chováním běžných buněk, které v nepřítomnosti kyslíku umírají.

Výzkumný tým objevil unikátní metabolické schopnosti v tzv. krvetvorných kmenových buňkách. Krvetvorná kmenová buňka se kopíruje velmi rychle a je odpovědná za krvetvorbu a tvorbu buněk imunitního systému. Dokáže přestavět svůj metabolismus pomocí formování určitého genu. Poté použije glykolýzu k získávání energie, která je předstupněm skutečného, účinnějšího odbourávání cukru - oxidativní fosforylace (Alberts et al. 2008).

Kmenové buňky 2: http://www.brown.edu/Courses/BI0032/web_projects.html

Kmenové buňky krvetvorby jsou nejdůležitějším materiálem pro transplantaci kostní dřeně. Jejich užitečnost spočívá v jejich regenerační schopnosti. Po transplantaci se přemění v krev a imunitní buňky imunitního systému (Purstem et al. 2010).
„Naše poznatky poukazují na důležité vlastnosti kmenových buněk kostní dřeně, které jim umožňují přežít v prostředí s malým obsahem kyslíku (jako po srdečním infarktu)" řekl Sadek. Zvláštní druh kmenových buněk by mohl být použit ve stovkách studií o regeneraci srdce.
Pochopení kmenových buněk, společně s obnovením jejich funkce a schopností, by mohlo vést k novým způsobům, jak jim umožnit růst ve velkém množství i mimo tělo. V laboratoři by tak například mohly být pěstovány buňky kostní dřeně a být k dispozici při transplantacích.

Autor: Dina Velichová

Použité zdroje:

Originální studie: Simek T., Kocabas F., Zheng J. et al. (2010) The Distinct Metabolic Profile of Hematopoietic Stem Cells Reflects Their Location in a Hypoxic Niche. Cell Stem Cell 7, (3) 380-390

Připraveno podle: Theresa Klüber, Luftanhaltende Zellen. In: wissenschaft [online] cit. 6. 9. 2010.

Další použité zdroje:

Alberts B., Johnson A., Lewis, J. et al. (2008) Molecular biology of the cell. Fifth edition. New York, Garland Science, 1601s.

Yanes O., Clark J., Wong DM et al. (2010) Metabolic oxidation regulates embryonic stem cell differentiation. Nature Chemical Biology 6, 411-417 [online] cit. 6. 9. 2010.

PurStem, Dospělé kmenové buňky. In: purstem [online] cit. 6. 9. 2010.

Wikipedia, buněčné dýchání. In: wikipedia [online] cit. 6. 9. 2010.