Na 28. februára pripadá Deň zriedkavých ochorení. Po celom svete žije približne 300-miliónov ľudí trpiacich niektorou z týchto vážnych chorôb, u ktorých často nepoznáme príčinu ani možnosť liečby. Zmeniť sa to snažia vedci po celom svete, vrátane českých. Napríklad na výskum tzv. Angelmanovho syndrómu sa zameriavajú vo výskumnom centre BIOCEV vo Vestci pri Prahe.
Ochorenie, ktoré je definované ako vzácne, postihuje menej ako päť osôb z každých 10-tisíc jedincov. Prepočítané, medzi dvoma tisíckami ľuďmi nájdeme menej ako jedného človeka s určitým typom zriedkavého ochorenia. Rozmanitosťou príznakov sa líši choroba od choroby, niekedy aj pacient od pacienta trpiaceho rovnakou chorobou. Takých chorôb je známych cez osem tisíc a asi na 72 % z nich je genetického pôvodu. Takmer tri štvrtiny týchto chorôb sa prejavujú už v útlom veku a počas vývoja detí.
Príkladom zriedkavého ochorenia je Angelmanov syndróm, ktorý postihuje jedného zo 16-tisíc ľudí a je spôsobený zmenou na pätnástom chromozóme. Modifikácia génu zamedzuje jeho funkcii a je dôvodom nesprávnej tvorby proteínov. Dôsledkom je narušený vývoj mozgu dieťaťa. Ochorenie spôsobuje ťažkú mentálnu retardáciu, motorické ťažkosti, epileptické záchvaty a absenciu reči. Typickým prejavom je mávanie rukami a bábková chôdza, fascinácia vodou a usmievavý výraz. Deťom s touto chorobou sa kvôli stálemu úsmevu na tvári prezýva „anjelské deti“.
Myšie embryá, ktoré pomáhajú
Kvôli svojmu genetickému pôvodu sa vzácne ochorenia ako je Angelmanov syndróm nachádzajú v hľadáčiku vedcov z Českého centra pre fenogenomiku, ktoré je súčasťou výskumného centra BIOCEV. Bádatelia z pracoviska vo Vestci pri Prahe pri výskume chorôb využívajú ako modelový organizmus myš domácu. Genóm myši obsahuje približne 22-tisíc jednotlivých génov a tie sú v drvivej väčšine (okolo 98 %) zhodné s tými ľudskými. Analýza a popis ich funkcií tak pomáha odkrývať, ako funguje náš vlastný ľudský organizmus a jeho genetická výbava.
Pri výskume vedci určitú časť myší DNA deaktivujú a následne sledujú, ako sa zmeny prejavia na vyvíjajúcom sa organizme. Ako vysvetlil základný princíp výskumu Radislav Sedláček, riaditeľ Českého centra pre fenogenomiku v BIOCEV a vedúci oddelenia transgénnych modelov chorôb pri Ústave molekulárnej genetiky AV ČR: „Je to jednoduché, jednoducho gén deaktivujeme. Vezmeme jeho podstatnú časť zodpovednú za určitú funkciu a vyberieme ju.“
Na precíznu prácu s DNA jednobunkového myšacieho embrya vedci používajú techniku zvanú CRISPR-Cas, ktorej vývoj bol v roku 2020 ocenený Nobelovou cenou za chémiu. Tieto veľmi presné molekulárne nožnice umožňujú pracovať s konkrétnym úsekom DNA a modifikovať vybrané časti genetického kódu.
Z myšieho embrya s takto upraveným génom sa vyvinie organizmus a následne prejde radom diagnostických testov. Tie odhalia, kde konkrétny gén pôsobí a ako sa jeho modifikácia prejavuje. Ako opísal Radislav Sedláček: „Existujú gény, ktoré nemajú zvláštny vplyv priamo na fyziológiu, ale môžu hrať určitú úlohu pri vzniku chorôb. Funkcia iných génov, ktorých je zhruba tretina, je ale natoľko dôležitá, že pokiaľ ich vyradíme, embryo sa nevyvinie a myš sa vôbec nenarodí. A práve tieto gény často spôsobujú choroby a problémy pri vývoji plodu.“
Výskum príčin celého radu chorôb
U myší s vyvolaným Angelmanovým syndrómom sa vedcom už podarilo objasniť, ako je možné ovplyvniť, a dokonca aj zmierniť následky genetických zmien, ktoré chorobu vyvolávajú. Výskum tak prispieva nielen k objasneniu mechanizmu ochorenia, ale súčasne pomáha s vývojom metód, ako mu predchádzať. Okrem základného genetického výskumu sa myšie modelové organizmy využívajú aj vo vývoji a testovaní nových druhov liečiv a terapeutických postupov.
Zriedkavých ochorení spôsobených genetickými zmenami je celý rad. Okrem Angelmanovho syndrómu je to napríklad syndróm Nethertonov, ktorý sa prejavuje postihnutím kože, alergiou a astmou a v extrémnych prípadoch môže viesť až k úmrtiu. Niekedy je ochorenie známe ako syndróm bambusových vlasov, pretože vlasy postihnutých detí pripomínajú krehké a lámavé steblá bambusu. Vedcom z centra BIOCEV sa podarilo objasniť genetickú príčinu tejto choroby a pri modeloch myší dokonca odstrániť takmer všetky symptómy. Vyliečené myši sa potom dožili rovnakého veku, ako úplne zdraví jedinci.
Katalogizácia génov a ich funkcií
Výskum sa však nevzťahuje výhradne na zriedkavé ochorenia. Rakovina, cukrovka alebo neplodnosť majú v mnohých prípadoch aj genetickú príčinu. Aj o tieto choroby sa vedci z Českého centra pre fenogenomiku zaujímajú. V spolupráci so zahraničnými odborníkmi tak českí vedci výskumom myšieho genómu prispievajú k vzniku encyklopédie funkcií génov, ktorá by predstavovala jeden z najvýznamnejších moderných míľnikov v biológii a medicíne.
Viac informácií:
Myš s bambusovými chlupy může pomoci při léčbě dětí se vzácným onemocněním
Studio ČT24: Mezinárodní den Angelmanova syndromu
Medzinárodný deň zriedkavých chorôb
Zdroj: https://www.avcr.cz; https://www.sukl.sk, zverejnené: 1. 3. 2022, autor: rpa
