Brněnští vědci naprogramovali kmenové buňky, aby tvořily zdravou zubní tkáň

Vědcům z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity se podařilo „naprogramovat“ kmenové buňky tak, aby se přeměnily v buňky utvářející zubní tkáň. Zasáhli přímo do jejich genomu.

Brněnští vědci dokázali něco, co by ve středověku označili za alchymii: změnili jeden druh buněk na jiný. Dokázali provést přímý zásah do genů takzvaných pluripotentních kmenových buněk, jež se teoreticky mohou proměnit na jiné buňky, tak aby z nich vznikla zubovina.

Experti pod vedením Jana Křivánka z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity se tomuto nadějnému směru věnují už delší dobu – a nutno dodat, že velmi úspěšně. Už dřív jako první detailně popsali proces vývoje odontoblastů, tedy buněk tvořících hlavní tvrdou zubní tkáň neboli zubovinu. Teď se jeho týmu podařilo tyto buňky cíleně vytvořit.

„Vytipovali jsme čtyři řídicí neboli regulační geny, což jsou geny kontrolující expresi dalších genů, a chtěli jsme zjistit, zda s jejich pomocí dokážeme přimět kmenové buňky, aby se přeměnily v buňky utvářející zub,“ vysvětluje hypotézu Křivánek. Jeho tým ji potvrdil a dokázal toho teď využít.

Vědci nejprve ve zkumavce vytvořili upravené buňky, které pak vložili do myší, a studovali, co se bude dít. Ukázalo se, že i v myších se tyto uměle upravené kmenové buňky vývojově nasměrovaly do buněk tvořících zubní tkáň. Tento pokus tedy přibližuje situaci, která se odehrává v živém organismu.

Zubovina je žlutobílá hmota podobající se kosti. Tvoří většinu zubu. Skládá se ze sedmdesáti procent z anorganických látek, zbytek jsou organické látky a voda. Je citlivá na teplo a na chemické podněty.

Způsob ovlivnění kmenových buněk

Tento výzkum neslibuje, že do několika let ukončí zubařství, protože lidem začne zázračně dorůstat sklovina sama od sebe. Novátorský přístup brněnských vědců spočívá ve způsobu, jakým kmenové buňky ovlivnili. Zatímco běžně v podobných projektech bývají vystaveny působení zvnějšku, Křivánek s kolegy zasáhli přímo dovnitř genomu. K tomu využili takzvané lentiviry, rod retrovirů schopných způsobovat u lidí chronická onemocnění charakterizovaná dlouhou inkubační dobou (patří mezi ně například HIV).

„Pro nás je zásadní, že jde o viry, které dokážou svou DNA napevno včlenit do svého hostitele,“ zdůvodňuje volbu Křivánek a přibližuje přístup: „Mají kapacitu pro nesení cizorodé genetické informace, takzvané cargo space, do které jsme cíleně vpravili sekvenci vybraného řídicího genu. Vzniklým virionem jsme infikovali kmenové buňky a tímto způsobem jsme pak do jejich genomu dostali potřebnou genetickou informaci.“

U takto infikovaných buněk se pak vědci postupným „zapínáním“ čtveřice vybraných regulačních genů snažili najít kombinaci, která povede k přeměně kmenové buňky právě v odontoblast. „V rané fázi buňky začaly exprimovat geny charakteristické pro odontoblasty. Dále začaly vytvářet kolagen a následně jsme zjistili, že jsou kromě kolagenu schopné tvořit také mineralizující ložiska vzniklá ukládáním vápníku,“ přibližuje konkrétní pozorování Josef Lavický, Křivánkův doktorand a první autor studie, kterou aktuálně uveřejnil Journal of Dental Research.

Podobný proces probíhá i při tvorbě kostí nebo zubní skloviny, obecně u tvorby tvrdých tkání. Podle vědců může výzkum otevřít nejen nové cesty v zubní regenerativní medicíně. V širším kontextu především ukazuje novou metodu, jak se dá přistupovat k získávání jiných buněčných typů – rozličné funkční buňky z buněk kmenových. „My jsme se zaměřili na odontoblasty, ale věřím, že pokud by se pečlivě vybrala kombinace transkripčních faktorů, tedy jiných regulačních genů, mělo by být možné podobným způsobem získat i jiné buněčné typy, ať už by šlo například o buňky epitelové, nebo třeba neurony,“ dodává Křivánek.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vědci poprvé léčili člověka virem, který navrhla AI. Výsledky jsou zatím neznámé

Kontroverzní výzkum virů, které nyní navrhují a upravují umělé inteligence (AI), poprvé dospěl do fáze, kdy byla tato technologie použita u lidského pacienta. Společnost Radical Numerics, která za experimentem stojí, ale řadu klíčových informací nezveřejnila.
před 4 hhodinami

Lidmi způsobená změna klimatu zastavila nástup nové doby ledové, naznačuje výzkum

Až doposud se předpokládalo, že nástup doby ledové nehrozil další tisíce let. Nová studie teď popsala, že se ve dvacátém století objevily náznaky toho, že ledovce začaly růst, což představuje začátek takzvaného glaciálního období doby ledové. Následně ale bylo vše jinak.
před 5 hhodinami

Začíná Týden Akademie věd, zdarma nabízí stovky akcí po celém Česku

Tradiční akce Týden Akademie věd České republiky letos nabízí stovky přednášek, výstav i prohlídek míst, kam se veřejnost běžně nedostane. Žádná z akcí není zpoplatněná, lidé tak mohou zjistit, jak vypadá špičková tuzemská věda, zcela zdarma.
před 7 hhodinami

Skoro tři miliony „úhořů“ na jednom místě. Vědci popsali obří mumraj u Tasmánie

Mořští biologové zdokumentovali hejno téměř tří milionů ryb, které se pravidelně objevuje u jedné podmořské hory poblíž pobřeží Tasmánie jižně od Austrálie. Vědci dokázali spočítat, kolik tvorů hejno tvoří, díky kombinaci hned několika metod.
před 8 hhodinami

Studie odhalila skrytou souvislost mezi zpěvem ptáků, řečí a hudbou

Ptačí cvrlikání má s lidskou řečí a hudbou společného více, než by se mohlo na první pohled zdát. Studie zveřejněná v časopise Science odhalila společné akustické vzorce u stovek druhů ptáků a v lidské řeči a písních z 52 jazyků.
včera v 09:00‌‌

Vědci popsali nový druh dinosaura velikosti krocana, živil se ovocem

Vědci popsali nový druh dinosaura, který po území dnešních Spojených států kráčel před zhruba 66 miliony let. Byl velký přibližně jako krocan, neměl zuby a místo nich měl zobák uzpůsobený k rozmělňování měkké potravy. Vědci mu dali jméno Infernogallus jamesi, tedy „pekelné kuře“. Byl to však býložravec a živil se nejspíše ovocem, což podle vědců ukazuje, že jídelníček dinosaurů byl mnohem pestřejší, než se dosud předpokládalo. O studii publikované v časopise Nature Communications informovala agentura Reuters.
31. 10. 2026‌‌

Skarabové udrží trasu rovnou jako pravítko. Vědci to chtějí využít v biorobotice

Schopnost některých druhů hmyzu pohybovat se rovně ve složitém terénu fascinuje vědce už desítky let. Teď se skupina evropských expertů pokusila přenést toto poznání do praxe.
30. 10. 2026‌‌

Úspěšné vědecké granty mají skončit. Ať pokračují, vyzývá učená společnost

Rada Učené společnosti České republiky vyzvala vládu a sněmovnu, aby umožnily pokračování programu ERC CZ zaměřeného na podporu špičkového tuzemského výzkumu.
30. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.