Muchomůrka zelená Kredit: Archenzo, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Člověk nemusí být právě zaníceným houbařem, aby věděl, že muchomůrka zelená (Amanita phalloides) je smrtelně jedovatou houbou. Nejen v našich končinách tou nejnebezpečnější. A jistě se nestačí spoléhat, že ji rozeznáme podle světle olivově zeleného kloboučku. Existuje totiž i její bílá varieta – muchomůrka bílá. Navíc v podhorských oblastech roste muchomůrka jízlivá a na jihu, zejména na jihovýchodní Moravě byste již nyní mohli objevit i vzácnou muchomůrku jarní. Obě tyto méně známé muchomůrky jsou stejně toxické jako ty zelené, jenže jsou bílé. Všechny obsahují několik specifických cyklických peptidů s vysoce toxickými účinky. Nazývají se amatoxiny podle latinského rodového jména Amanita. Kromě nich muchomůrky obsahují také falotoxiny a virotoxiny, jež se podobají jak molekulární strukturou, tak působením. Sice zdaleka nejsou tak nebezpečné jako amatoxiny, ale tím, že pomáhají destruovat membránu jaterních buněk – hepatocytů, podporují letální účinek amatoxinů, konkrétně skupiny amanitinů (α, β, γ, ε), amaninamidu a amaninu.

Pro varování tři smrtelné "téměřžampiony": vlevo - muchomůrka bílá (varieta m. zelené), střed - mladá muchomůrka jarní, vpravo - muchomůrka jízlivá  Kredit: Thomas Pruß, Roberto Petruzzo, Σ64, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Muchomůrky zelené mají s převahou ten největší, prý až 90% podíl na všech otravách houbami, které jen podle dostupné evidence připraví na světě o život ročně několik set lidí a další tisíce si projdou krušným obdobím a přežijí jen díky intenzivní lékařské péči, nejednou s dlouhotrvajícími nebo i trvalými následky. Tepelně stabilní, tedy varem nezničitelné toxiny útočí především na játra, ale postiženy jsou i další orgány, například ledviny. Příznaky intoxikace se obvykle objevují po několika hodinách, kdy už se nebezpečné látky dostaly z trávicího traktu do krve a kolují organismem. Po počátečních urputných gastrointestinálních poruchách (zvracení, průjem) nastupuje žloutenka, křeče, malátnost, kóma a … Terapie začíná samozřejmě výplachem žaludku, pak infúzemi, farmakoterapií, jež někdy musí zahrnovat antibiotika, i když ty také zatěžují játra. V boji o život, kdy se léčbě navzdory stav zhoršuje, se lékaři někdy rozhodnou i pro riskantní transplantaci jater. Doposud se totiž nepodařilo objevit účinný protijed.

První, naději přinášející vlaštovka přiletěla z čínského velkoměsta Šen-čen, přesněji z tamní Sunjatsenovy univerzity, nazvané podle čínského revolucionáře a nacionalisty Sunjatsena (1866–1925). Je považován za zakladatele moderní Číny, byl také jejím prvním prezidentem. Přičinil se o zrod Národní lidové strany známé jako Kuomintang.

Struktura a toxicita amatoxinů Kredit: Edgar181, Wikimedia Commons, volné dílo

Vědci z několika výzkumných pracovišť této, ve světě vysoce hodnocené univerzity ve spolupráci se dvěma kolegy pracujícími v Sydney publikovali v časopise Nature Communications článek s vypovídajícím názvem „Identifikace indocyaninové zeleně jako inhibitoru STT3B proti cytotoxicitě houbového α-amanitinu“ (volně přístupný zde).

Výzkumníci využili metodu, kterou vedoucí studie Wang Qiao-ping, profesor na farmaceutické škole Sunjatsenovy univerzity spolu s kolegy vyvinul při hledání protilátky proti jedu smrtelně nebezpečné medúzy čtyřhranky Fleckerově (volně dostupný článek zde). Pomocí metody CRISPR/Cas9 (podrobnější článek zde), důmyslné molekulárně genetické techniky stříhání vláken dvoušroubovice DNA v buněčných jádrech a nahrazování vybraných úseků, vytvořili sadu lidských buněk, z nichž každá měla cíleně pozměněný určitý gen. A takto upravené buňky namnožili. Pak sledovali, která z mutací umožňuje buňce přežít působení toxinu α-amanitinu. Screening dopadl úspěšně, nebezpečnému amatoxinu se ubránily buňky, které neměly funkční gen pro tvorbu enzymu označeného STT3B (katalytická podjednotka komplexu oligosacharyltransferázy), který působí jako katalyzátor v procesu glykosylace, při níž se molekula sacharidu váže na protein. Tím, že vědci vyřadili gen z funkce, čímž buňka ztratila návod na syntézu enzymu STT3B, nejenom se přerušila příslušná biochemická dráha, ale také se α-amanitinu zablokoval vstup do buněk. Výsledek, který nikdo předtím nepředvídal, o to více překvapil a potěšil. Zatím však zůstává tajemstvím, jak procesy, na nichž se enzym STT3B podílí, umožňují amanitinu proniknout do buňky. Je to výzva pro další studium.

Sunjatsenova univerzita – přehled univerzitního areálu ve městě Šen-čen. Univerzita má pět takových kampusů ve třech velkoměstech a deset přidružených nemocnic. Kredit: Sun Yat-sen University, Shenzhen Campus

Dalším krokem bylo hledání sloučeniny, která dokáže působení STT3B blokovat a zároveň je pro člověka dostatečně bezpečná. Vědci otestovali přes tři tisíc chemických sloučenin a objevili indocyaninovou zeleň (zkratka ICG, sumární vzorec C₄₃H₄₇N₂NaO₆S₂), chemikálii původně určenou pro fotografování a vyvinutou v 50. letech minulého století známou společností Kodak. Jde o fluorescenční barvivo, které má excitační i emisní spektrum v oblasti blízkého infračerveného záření. V tomto spektrálním pásmu je to zatím jediné barvivo, které FDA, Úřad pro kontrolu potravin a léčiv Spojených států schválil (1959) pro použití v biomedicíně.

Struktura molekuly indocyaninové zeleně. Toto fluorescenční barvivo pohlcuje i vyzařuje v oblasti blízkého infračerveného záření (excitace λ = 600 až 900 nm, emise λ = 750 až 950 nm). Kredit: National Center for Biotechnology Information PubChem

Indocyaninovou zeleň již tradičně využívají oční lékaři při diagnostice chorob oční sítnice, kardiologové ke stanovení srdečního výkonu nebo hepatologové pro měření jaterních funkcí, hlavně sledování průtoku krve orgánem. V rámci zobrazovacích metod ICG nachází stále nové uplatnění v onkochirurgii, neurochirurgii, cévní a rekonstrukční chirurgii.

Po identifikaci ICG jako nadějné sloučeniny pro zablokování toxických účinků amanitinu došlo na testy. Vědci žel dost krutým, ale nevyhnutným pokusům vystavili laboratorní myšky. Hlodavcům vážícím 20 až 30 g vpíchli přímo do žaludku roztok s nepatrnou dávkou nejsilnějšího toxinu muchomůrky, alfa amanitinu – v přepočtu 0,33 mg/kg. Po 4 hodinách pak některým zvířátkům intravenózně aplikovali injekčně indocyaninovou zeleň v dávce 5 mg/kg. Tuto terapeutickou dávku pak zopakovali ještě dvakrát – po 8 a 12 hodinách po otravě. Pro posouzení bezpečnosti podávaného barviva jako protijedu byla vytvořena kontrolní skupina myší, kterým nebyl jed aplikován, ale dostávaly pouze injekce s ICG ve stejných intervalech jako léčená skupina. Tyto kontrolní myšky přežily bez jakékoli úhony. Jejich amanitinem intoxikované soukmenovkyně v léčené skupině měly 50% šanci na přežití, zatímco v té neléčené jen asi 15%. Vzhledem k tomu, že kromě injekcí s ICG nebyla otráveným hlodavcům poskytnuta žádná jiná terapie, jde o velmi povzbudivý výsledek. V průběhu a zejména na konci pokusu, který trval 30 dnů, vědci sledovali krev a porovnávali histologická vyšetření jater a ledvin u léčených a neléčených intoxikovaných zvířat, aby získali přehled, nakolik dokáže indocyaninová zeleň ochránit buňky těchto jedem nejvíce zasažených orgánů. Jako při každé terapii, i zde se jednoznačně prokázalo, že čím dřív se nasadí, tím je účinnější. Myšky však dostaly první injekci již po 4 hodinách po otravě, lidé v podobné situaci v té době o smrtelném nebezpečí povětšinou nevědí, protože první příznaky se zpravidla objeví později. Nicméně intravenózní injekcí s vhodnou dávkou ICG podanou okamžitě po podezření na otravu muchomůrkou se jistě nic nezkazí. Může pomoci mnohem víc, než výplach žaludku dlouho po houbové „mňamce“, kdy postižený svůj trávicí trakt vyprazdňuje zcela automaticky, protože se tělo velmi chytře zachraňuje, jak jen dokáže.

Pro redakci časopisu Nature se k výzkumu velmi pozitivně vyjádřilo několik odborníků, mezi nimi i náš známý toxikolog, profesor Jiří Patočka z Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Oceňuje metodu vyhledávání protilátek, kterou čínští vědci použili. Považuje ji za velmi moderní a připomíná, že „takových vědeckých studií by mělo být více".

Ano, pan profesor má bezpochyby pravdu. Přesto nejlepšími studiemi jsou ty naše vlastní prováděné při bezpečném rozpoznávání hub. Aby nám prospěly na těle i na duši nejen při jejich sběru v přírodě, ale i po konzumaci toho vynikajícího jídla, které z nich připravíme.

Video: Fotograf a znalec hub na všech kontinentech Stephen Axford: Jak houby změnily můj pohled na svět.

Stephena Axforda bychom mohli bez velké nadsázky označit za druhého Davida Attenborougha v říši hub.

Literatura

Nature, Nature Communications, South China Morning Post