Myši odolné k nervovým plynům
Gen zajišťující rychlý rozklad bojových látek by mohl už v blízké budoucnosti chránit vojáky před útokem bojovými nervovými plyny.
Lidem zasaženým bojovými nervovými plyny, jako jsou sarin nebo tabun, se ztěžka dýchá. Tělo jim ochromí silný třas a křeče. Upadají do bezvědomí a umírají udušením. V laboratořích amerického Armádního lékařského výzkumného ústavu pro chemickou obranu dostaly pokusné myši během šesti týdnů smrtící dávku sarinu celkem devětkrát. Látka pětadvacetkrát jedovatější než cyankali jim však neublížila.
Tým armádních výzkumníků vedený biochemikem Nageswararaem Chilukurim zvířata obrnil proti nervovým plynům injekcí viru upraveného genovými inženýry. Modifikovaný virus propašoval do dědičné informace jaterních buněk gen, podle kterého si myši vyráběly enzym schopný sarin rychle rozkládat.
Sarin a jemu podobné látky míří na souhru nervových a svalových buněk zajišťovanou molekulami acetylcholinu. Sval se stáhne poté, co se v něm acetylcholin naváže na speciální vazebnou bílkovinu. Trvalá vazba by však svalu nedovolila uvolnění a ochromila by ho. Proto jsou nervové buňky vybaveny enzymem acetylcholinesterázou. Ten působí jako molekulární štípací kleště a navázaný acetylcholin průběžně likviduje.
Sarin a jemu podobné látky vyřadí acetylcholinesterázu z činnosti. Svaly zahlcené nahromaděným acetylcholinem jsou permanentně nuceny ke stahu, a to je ochromí.
Otravě sarinem a dalšími nervovými jedy se dá zabránit jen s velkými obtížemi. Pomůže rychle píchnutá injekce protijedu, např. atropinu nebo diazepamu. Protijed musí ve svalech „předběhnout“acetylcholin a obsadit část jeho vazebných míst. Pak jsou buňky svalu chráněny před škodami vyvolanými záplavou acetylcholinu. Ani včas podaný protijed ale někdy trvalému poškození nervů nezabrání.
Genová čistička
Nově vyvíjené protijedy mají za úkol zlikvidovat v těle člověka bojovou látku. Izraelští vědci už úspěšně otestovali na myších bílkovinu paraoxonázu 1, která je schopná silně urychlit rozklad sarinu na neškodné zplodiny. Vytvoření dostatečných zásob paraoxonázy 1 pro případ útoku nervovým plynem však není jednoduché.
Nageswararao Chilukuri sází na to, že si lidský organismus vyrobí potřebné množství léčebné bílkoviny sám. Vložil do viru gen pro tvorbu paraoxonázy 1 a viry vpravil myším do jater. Viry zabudovaly podstrčený gen do dědičné informace jaterních buněk a zvířata si podle něj vyráběla ochrannou bílkovinu.
Buňky s cizím genem působily jako čistička likvidující nebezpečné toxiny a zlikvidovaly nervový jed dřív, než stačil ve svalech napáchat větší škody. Myši díky tomu odolávaly i smrtícím dávkám sarinu a tuto odolnost si držely po dobu několika měsíců.
Výsledky studie publikované v předním lékařském časopise Science Translational Medicine otevírají cestu k preventivní ochraně před nervovými jedy. Vojáci by dostali před vojenskou misí injekci geneticky modifikovaného viru a při zásahu sarinem a jemu podobnými látkami by pak neutrpěli větší újmu na zdraví.
Smír s imunitním systémem Myši si vytvářely dostatečné množství ochranné bílkoviny, i když jim vědci vpíchli geneticky modifikovaný virus injekcí do svalu. To je dobrá zpráva, protože injekce do svalu je jednoduchá a nehrozí při ní takové komplikace jako při zavádění geneticky modifikovaného viru do jater.
Přesto není tento postup bez problémů. Imunitní systém myší Čilé myši reagoval na paraoxonázu 1 jako na cizorodou molekulu a zvířata si proti ní vytvářela protilátky. Množství protilátek naštěstí nebylo nikdy tak vysoké, aby významně oslabilo efekt ochranné bílkoviny a narušilo odolnost zvířat k nervovým plynům.
Reakci imunitního systému vysvětlují vědci tím, že genoví inženýři neuložili do modifikovaného viru „čistý“myší gen pro paraoxonázu 1, ale jakousi skládanku vytvořenou z úseků králičích, myších a lidských genů. Imunitní systém člověka by na produkt této genové skládačky zřejmě reagoval ještě podrážděněji. Tvorba protilátek by mohla být tak vydatná, že by obranu proti nervovým plynům povážlivě oslabila.
Bez rizik by se zřejmě neobešlo ani použití lidského genu pro paraoxonázu 1. I na tu by mohl imunitní systém vojáků reagovat tvorbou protilátek. Ty by pak nevyřazovaly z funkce jen enzym vyráběný podle instrukcí dodaných virem, ale také enzym, který si člověk vytváří podle svého vlastního genu. Paraoxonáza 1 hraje důležitou roli při odbourávání cholesterolu. Pokud by byla její produkce potlačena imunitní reakcí, hrozil by lidem vzestup hladin cholesterolu v krvi a následně i kardiovaskulární onemocnění.
Pro armádu i pro civilisty Mezinárodní společenství se dohodlo na zákazu chemických zbraní hromadného ničení už v roce 1925. Bezmála o století později jsou ale tyto zbraně stále ještě v arzenálech některých zemí, a ty je neváhají použít. Syrská armáda například 4. dubna 2017 zaútočila sarinem na město Chán Šajchún. O život přišly desítky civilistů včetně dětí. Ochrana proti nervovým plynům je tedy stále aktuální.
Chilukuri je přesvědčen, že postup vyvinutý jeho týmem nakonec najde uplatnění a bude chránit nejen vojáky při bojových misích, ale třeba i zdravotníky, kteří se jako první dostanou na místo útoku nervovými plyny. Ve hře je i využití mimo armádu. Zemědělci nebo zaměstnanci chemických provozů se mohou dostat do kontaktu s pesticidy na bázi organofosfátů. Ty nejsou zdaleka tak jedovaté jako sarin, ale princip jejich účinku je stejný. I organosfosfátové pesticidy vyřadí z činnosti acetylcholinesterázu a způsobí zaplavení svalů acetylcholinem. Zvýšená produkce paraoxonázy 1 by mohla pracovníky rizikových profesí před otravou organofosfáty ochránit.
Autor je spolupracovníkem redakce