Nemocné zelené opice

Jména rHD1 a rHD2 připomínají označení robotů z filmové ságy Hvězdné války. Jejich nositelé však nejsou výsledkem hollywoodských filmových triků. Transgenní makaky rHD1 a rHD2 získal metodami genového inženýrství tým Antonyho Chana z Yerkesova federálního centra pro výzkum primátů v americké Atlantě. ¹⁾ Makaci mají do dědičné informace propašovány hned dva cizí geny. Jeden je vypůjčen od člověka a kóduje bílkovinu huntingtin (HTT). Druhý pochází od mořské medúzy pohárovky (Aequorea victoria) a buňky podle něj vyrábějí zeleně fluoreskující protein (GFP). Buňky makaků pak pod ultrafialovým světlem zeleně září. Lidský gen dává opicím do vínku těžké dědičné onemocnění, které zevrubně popsal už v roce 1872 americký lékař George Huntington a je po něm nazváno Huntingtonova choroba nebo také Huntingtonova chorea. ²⁾

Proč někdo vyrábí nemocné,

a navíc světélkující opice?

Odpověď musíme hledat mezi lidmi, kteří mají gen pro huntingtin postižený zvláštním typem mutace. Gen HTT obsahuje úsek, který určuje, že se do huntingtinu za sebe zařadí 6 až 35 molekul aminokyseliny glutaminu. U některých lidí se však příslušná trojice písmen genetického kódu (cytosin, adenin a guanin – CAG) namnoží víckrát. Vypadá to, jako kdyby se gen „zakoktal“. Vznikne pak bílkovinná molekula, v které po sobě následuje 36 až 180 glutaminů. U lidí ze západní Evropy se to stane u tří až sedmi ze sta tisíc narozených dětí, u Asiatů a původních obyvatel subsaharské Afriky jen u jednoho ze sta tisíc. Nadbytečné glutaminy mění zásadně vlastnosti huntingtinu, tato bílkovina se pak hromadí v nervové tkáni a ničí ji. Vzniká smrtelná a nevyléčitelná Huntingtonova choroba, k jejímž příznakům patří změny osobnosti, narušení pohybu, ³⁾ demence.

Poznání tajů Huntingtonovy choroby a vývoj účinné léčby naráží na řadu problémů. Mutace postihující gen HTT je dominantní. To znamená, že člověk onemocní, i když zdědí „zakoktaný“ gen jen od jednoho z rodičů. Defektní huntingtin stačí napáchat zlo, i když se vedle něj vyskytují molekuly normálního proteinu syntetizované podle „zdravého“ genu. Ani když se dodá další kopie nepoškozeného genu (což bývá podstatou genové terapie mnoha dědičných chorob vyvolaných recesivní mutací), není to nic platné. ⁴⁾

Jak „zakoktaný“ lidský gen vyzkoušet?

S potížemi se vědci potýkají i při studiu Huntingtonovy choroby na laboratorních zvířatech. Genetici sice dokázali vnést „zakoktaný“ lidský gen HTT do dědičné informace myší, ale u těch se projevy navozené nemoci na hony liší od projevů u člověka. Proto se Antony Chan nakonec rozhodl vytvořit makaky s Huntingtonovou chorobou. Využil k tomu metodu, s kterou slavil úspěch už v roce 2001, ⁵⁾ když získal prvního transgenního makaka ANDiho. ⁶⁾ Gen pro GFP a gen HTT s čtyřiaosmdesátkrát pomnoženou trojicí písmen genetického kódu pro glutamin vložili do virů a ty pustili v laboratoři na dozrálá vajíčka odebraná samicím makaka. Viry odvedly svou práci pašeráků dědičné informace na jedničku a vnesly podstrčené geny do DNA ve vajíčkách. Následně vědci vajíčka oplodnili spermiemi makaka a vzniklá embrya transplantovali do dělohy samic. Začali se 130 vajíčky a získali 23 embryí, z nichž se narodilo pět mláďat. Všechna měla funkční gen GFP a jejich buňky svítily. To dokazovalo, že se přenos genů zdařil. Pokud by vědci přenášeli samotný „zakoktaný“ gen HTT a u makaků se neprojevily příznaky onemocnění, nebylo by jasné, kde se stala chyba. Je to tím, že se přenos genů nezdařil? Anebo je to tím, že zakoktaný lidský gen HTT není s to vyvolat onemocnění u makaků?

Výsledky nenechaly nikoho na pochybách

A zdaleka ne jen proto, že makaci pod ultrafialovým zářením přímo přízračně „zelenají“. Následky úspěšného přenosu „zakoktaného“ genu HTT se nedaly přehlédnout. Dvěma mláďatům viry zabudovaly do DNA větší počet kopií defektního genu HTT. Makaci měli už při narození těžce poškozený mozek. Tkáň se podobala mozku člověka v závěrečné fázi Huntingtonovy choroby a obě zvířata zemřela do čtyřiadvaceti hodin po narození. Další makak zdědil menší počet kopií defektního genu HTT a žil měsíc. Brzy se u něj ale projevily příznaky typické pro Huntingtonovu chorobu. Trpěl například nekontrolovanými trhavými pohyby končetin, tzv. choreou. Zbývající dvě opice, označované jako rHD1 a rHD2, mají jen jednu kopii „zakoktaného“ genu a s defektním huntingtinem žijí déle než půl roku. U jednoho z makaků se už ale začínají projevovat první příznaky onemocnění.

„Věříme, že informace získané studiem těchto zvířat nám dovolí lépe pochopit, jak Huntingtonova choroba vzniká a jak se rozvíjí,“ řekl Chan v rozhovoru pro vědecký týdeník Science.

K léku na toto onemocnění máme stále ještě hodně daleko. Díky makakům rHD1 a rHD2 jsme však vykročili nadějným směrem.

Poněkud extravagantní vzhled „fluoreskujících“ zvířat, kterým vědci vnesli do dědičné informace gen pro GFP, někdy svádí k mylnému dojmu, že hlavním smyslem podobných pokusů je pouhý rozmar genových inženýrů. ⁷⁾ Vědci jsou obviňováni, že se do eskapád s geny pouštějí jen proto, že to umějí a mohou. Nic není dále pravdě. ⁸⁾ Makaci rHD1 a rHD2 jasně dokazují, že prvotním motivem je poznání a v konečném důsledku navrácení zdraví, záchrana lidských životů a boj s utrpením.