k čemu mohou pomoci prasata s lidským genem

martin uhlíř

Respekt - - Obsah - www.ResPekt.cz/audIo

Osmiletý Bruno je trochu neohrabaný, zadní nohy se mu podlamují, jazyk visí z tlamy. Na to, že je více než stokilovým prasetem v pokročilém věku, si počíná celkem živě, přesto zdaleka ne tak čile jako prasata, která byla na „hřišti“před ním. I on sice nadšeně hledá piškoty na dně kovových jamek, ale z těch užších je ochablým jazykem už nedokáže vydolovat. Vstoupit na houpačku i na pohyblivý chodník odmítá. Je mrzutější a od jeho tlamy s velkými zuby je radno držet se dál.

Bruno se totiž od běžných miniprasat – což je ovšem poněkud zavádějící termín vzhledem k mohutnosti a váze zvířat – liší v jedné důležité věci. Má ve své dědičné informaci krátkou sekvenci lidské DNA, kvůli níž mu v těle vzniká defektní verze proteinu zvaného huntingtin. Ta u lidí způsobuje Huntingtonovu chorobu – zatím neléčitelné, smrtelné onemocnění mozku a nervového systému.

Jestli je Brunova těžkopádnost výsledkem této dědičné nemoci, nebo jen stáří, jehož první příznaky se u miniprasat objevují už kolem pátého roku života, není zcela jasné. Vědci z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově na minipra- satech zkoumají hlavně to, jakou škodu defektní protein v organismu páchá a proč kvůli němu nervové buňky umírají. Ve spolupráci s nizozemskou firmou také testují genetický lék, který množství vadného huntingtinu snižuje.

K léčbě lidí je odtud ještě daleko. Stejně jako u jiných chorob, které se vědci pokoušejí napravovat na úrovni genů, je i po desetiletích výzkumu zatím pokrok velmi pomalý. Možná se ale v poslední době blýská na lepší časy.

Zdědila jste mutaci

Jednoho dne roku 1986 odložil dvaapadesátiletý Richard Varney v koupelně svého domu v kanadské Britské Kolumbii hodinky, snubní prsten a peněženku, dojel na kole k říčnímu mostu mezi skalami, sesedl a skočil do pěnícího koryta. Odnesl to „jen“zlomenou pánví, z řeky jej zachránil rybář. K pokusu o sebevraždu jej dohnala právě Huntingtonova choroba, která veselého a obětavého muže proměnila v roztřeseného vzteklého pijáka. Událost, kterou nedávno vylíčil časopis Science, je ovšem hlavně příběhem jeho dcery Michelle Dardengo. V roce 2003, kdy její otec zemřel, si nechala udělat genetický test a dozvěděla se, že i ona časem nevyhnutelně onemocní stejnou chorobou. První příznaky pocítila po deseti letech, kdy si všimla, že se jí při psaní třese ruka a má problémy s rovnováhou. Z procházek se psem se vracela s krvavými dlaněmi a koleny, začínala zadrhávat v řeči.

Nemoc postihující čtyři až deset lidí ze 100 tisíc zpravidla propuká mezi 35. a 50. rokem života. Postupně se dostavuje třes

končetin a neovladatelné pohyby, jimž se někdy říká tanec svatého Víta. Pacienti zapomínají, propuká u nich demence. Příčina leží v genu, který odpovídá za výrobu zmíněného huntingtinu – je-li v něm určitá mutace, vyrábí se podle instrukcí v něm zapsaných huntingtin škodlivý, defektní. Tak jako v organismu Bruna a dalších transgenních miniprasat v Liběchově.

Před třemi lety svitla Michelle Dardengo naděje, že se u ní nemoc podaří zpomalit nebo na čas zastavit. Dobrovolně se zapojila do klinické studie kalifornské firmy Ionis Pharmaceuticals, která u lidí testovala převratnou terapii. Lékaři jí tehdy jako první pacientce na světě vstříkli do mozkomíšního moku krátké řetězce DNA připravené v laboratoři tak, aby buňkám znemožnily přečíst instrukce zapsané ve zmíněném genu a huntingtin podle nich vyrábět. Lze si to představit tak, že syntetická DNA pronikne do mozku, najde pošťáka, který do buněčných továren doručuje plány na výrobu huntingtinu, a zavolá na něj likvidační komando.

Léčba, již vědci testují na liběchovských prasatech, funguje velmi podobně. Běžné prase se tělesnou stavbou blíží člověku, ale to s lidským genem, který do embryí zakladatelské populace vpravil virus, výzkum dále usnadňuje – v každé buňce těla vyrábí zmíněný lidský mutovaný protein. Testy zatím ukazují, že lék, v tomto případě vstřikovaný přímo do mozku prasat, opravdu dokáže výrobu vadného proteinu narušit a jeho množství v mozku klesá.

Je možné, že léčba zvířatům skutečně pomáhá, nicméně jisté to ještě není. „Ta prasata nejsou úplně zdravá, ale jestli se u nich nemoc opravdu fyzicky projevuje, se nám zatím nepodařilo prokázat,“vysvětluje Zdenka Ellederová, která v liběchovském ústavu výzkum vede. S kolegy sice měří pohybové schopnosti prasat na zmíněném hřišti, zdá se také, že starší prasata s vadným proteinem jsou línější, počínají si při hledání piškotů laxněji – na jasný důkaz ale liběchovští vědci musí počkat do doby, kdy budou mít více transgenních prasat ve vyšším věku, a signál nemoci se tak přestane ztrácet v možných příznacích stáří. A není-li jasné, jestli zvířata skutečně mají příznaky Huntingtonovy choroby, nelze odhalit ani léčebný efekt.

Zatím se ukázalo mimo jiné to, že terapie není pro prasata nebezpečná. U lidí tomu ovšem může být trochu jinak a právě bezpečnost metody měla americká studie ověřit. Před první ze čtyř injekcí aplikovaných s měsíčním odstupem do míchy lékaři pacientku varovali, že zákrok nemusí přežít. Dopadlo to zatím dobře. Předběžné výsledky studie zveřejněné loni v prosinci ukazují, že necelé padesátce pacientů, kteří měli stejně jako Michelle to štěstí, že dostali účinnou látku, nikoli placebo, léčba neublížila a množství vadného proteinu se snížilo.

Jediný vyléčený

Jestli se to odrazilo na průběhu nemoci, má ověřit další, mnohem rozsáhlejší kolo testů, které se teď chystá v Kanadě, Spojených státech a Evropě. Michelle Dardengo byla po léčbě schopna dokončit větu, podle vlastních slov také méně zakopávala, nepadala tak často a opět dokázala ostříhat své kočce drápy, aniž hrozilo, že zvíře zraní. Jak ale uvádějí její příbuzní, zlepšení není stálé a v některých dnech se problémy objevují znovu.

Kromě toho je tu ještě jedna potíž. Každý člověk dostává do vínku dva geny pro huntingtin, jeden od otce a jeden od matky. Nemocní mají jeden z nich mutovaný, ale druhý funguje a zásobuje tělo „zdravým“proteinem. Jenže syntetická DNA použitá v klinické studii mezi oběma geny nerozlišuje, a v těle proto klesá i množství normálního huntingtinu. Jeho funkci přesně neznáme – a co to s pacienty dlouhodobě udělá, není rovněž jasné.

Na celou věc tak lze hledět dvojím způsobem. Nepochybně se daří fantastické věci – dopravit do mozku uměle připravenou substanci, která zabraňuje využití informace zapsané v genech. Podobně jako papír vsunutý mezi gramofonovou desku a jehlu brání reprodukci nahrávky. Zatím byl ovšem k běžnému užití schválen jediný lék, který tuhle metodu využívá. Jmenuje se Patisiran, povolení amerických úřadů získal před několika týdny a na evropské razítko zatím čeká. Pomáhá lidem se vzácnou dědičnou nemocí zvanou ATTR amyloidóza, která se projevuje necitlivostí nervů, onemocněním ledvin, očí a podobně.

Jestli jde o průlom, uvidíme. Právě na příběhu Huntingtonovy choroby lze ukázat, jak dlouhá cesta k léku může být. Mutace, která nemoc způsobuje, byla nalezena již v roce 1993 a tehdy se zdálo, že teď už to půjde rychle. „O 25 let později je tu malá šance, že terapie bude fungovat. To není zrovna trefa do černého,“řekl časopisu Science neurovědec Ole Isacson, který se pomocí syntetické DNA pokoušel léčit Huntingtonovu chorobu již v polovině devadesátých let.

Nepříliš rychlého pokroku jsme svědky také u genových terapií, kdy se vědci snaží změnit nebo nahradit přímo vadnou DNA – podle předchozího příměru už nepotřebují papír, ale rovnou přepisují chybnou nahrávku v drážce gramofonové desky. Vůbec poprvé se o to pokusili v roce 1990, poté se v dalších desetiletích dostavilo několik fantastických úspěchů, ale také někteří pacienti zemřeli. Jejich organismus nezvládl boj s viry, které „zdravou“DNA do buněk dopravují, nebo po zákroku dostali rakovinu.

V současnosti probíhá řada nadějných klinických studií, genovou terapii v nich lékaři nasazují proti krvácivosti nebo dědičným onemocněm oční sítnice, schválen je však v Evropě zatím jediný lék: genová terapie vzácné dědičné choroby způsobující nebezpečné záněty slinivky. Nemoc postihuje pouze jednoho člověka ze dvou milionů a od roku 2013, kdy metoda po letech výzkumu získala všechna povolení, se s její pomocí v Evropě vyléčil jediný pacient.

Jak editovat nádor

Proč jde vše tak pomalu? Nejobecněji proto, že vlastní dědičné informaci stále málo rozumíme. V devadesátých letech vědci předpokládali, že veškeré instrukce ke stavbě a fungování organismu jsou zaznamenány v posloupnosti více než tří miliard bází, „písmen“dědičné abecedy tvořících lidskou DNA. Tento kód, v němž se jednotlivá písmena sdružují ve slova (geny), měl být v podstatě vším, co o nás rozhoduje. Od té doby se obraz zkomplikoval.

Nezáleží jen na kódu samém, ale také na jeho tvaru, na způsobu, jakým je vlákno DNA v jádru buňky „smotáno“. Snad právě proto někteří lidé neonemocní, i když mají v určitém genu škodlivou mutaci. Možná se daný gen kvůli „zašmodrchání“vlákna dědičné informace dotýká jiného genu, a nemoc proto nepropukne. Například rakovinu prsu a vaječníků některé ženy nedostanou, i když mají škodlivou mutaci v rizikových genech označovaných BRCA1 a BRCA2. „Někde v genomu je něco, co fatální chybu kompenzuje, a my nevíme, co to je,“říká genetik Jaroslav Petr.

Důležité jsou také úseky DNA mimo geny, které podle dřívějších představ neměly hrát žádnou roli. A konečně je tu „kacířství“zvané epigenetika, s jehož existencí se někteří evoluční biologové donedávna odmítali smířit. Jde o to, že na vlákno DNA se mohou vázat různé látky, které dokážou určitý gen umlčet, nebo naopak probudit. Tyto změny, vyvolané mimo jiné i způsobem života a prostředím, v němž se pohybujeme, lze přitom zdědit. Jeden pokus provedený na myších ukázal, že dědit je možné dokonce i něco tak efemérního jako uměle vypěstovaný strach z vůně třešní. V novém světle se tak jeví třeba známá skutečnost, že děti často opakují chyby rodičů, například jejich drogovou závislost.

Přesto i opatrné našlapování v neznámém terénu genetického hřiště může přinášet úspěchy. Například v roce 2015 američtí lékaři genovou terapií „přeprogramovali“krev českého dítěte trpícího nevyléčitelnou leukemií tak, že nemoc z těla chlapce úplně zmizela (viz Respekt 41/2017). Před několika týdny pak prolétla odborným tiskem zpráva, že se pomocí převratné metody CRISPR, jakýchsi molekulárních nůžek umožňujících přesnou editaci DNA, u psů možná podařilo vyléčit Duchennovu svalovou dystrofii, smrtelné dědičné onemocnění postihující chlapce. Právě tuto metodu dostupnou teprve pár let pokládá řada vědců za největší naději, již výzkum nabízí. „Můžeme přesně zasáhnout třeba do DNA nádorů, přestřihnout gen, kvůli kterému u pacienta nefunguje chemoterapie,“vysvětluje Jaroslav Petr.

V liběchovském vepřinci mají dvě sotva tříletá prasata, jejichž dědičnou informaci před narozením rovněž editovaly molekulární nůžky CRISPR. Obě by měla představovat podstatně věrnější model Huntingtonovy choroby, než reprezentuje Bruno. Povalují se na slámě, o rozruch kolem hledání piškotů vůbec nejeví zájem. „Mají problémy s chůzí, kognitivně na tom nejsou dobře,“říká Ellederová. Zdá se, že se u nich nemoc projevila již v raném věku, a nebudou ji tedy maskovat ony projevy stáří.

Jakkoli to zní právě při pohledu na postižená zvířata cynicky, optimismus devadesátých a začátku nultých let se v poslední době díky těmto novým postupům částečně vrací. Léčba na úrovni genů možná časem opravdu překročí práh laboratoří a zdomácní v nemocnicích. Jak řekla časopisu Science po terapii psů se svalovou dystrofií americká vědkyně Jennifer Doudna, tvůrkyně metody CRISPR: „Úspěch ukazuje, kam míříme – k doručování geneticky upravených molekul do tkání, kde budou léčit. V cíli očividně nejsme, ale právě tohle je náš sen.“

bruno, miniprase s genem pro Huntingtonovu chorobu.

Měření motorických schopností miniprasete na pohyblivém chodníku, vlevo Zdenka Ellederová.

Navádění molekulárních nůžek CRiSPR-Cas9 na cílovou DNA.

Newspapers in Czech

Newspapers from Czech Republic

© PressReader. All rights reserved.