Alexandre Emil Jean Yersin, švýcarský mikrobiolog objevil v roce 1894 v mrtvých krysách bakterii. Dostala po něm jméno Yersinia pestis.

Již  Starý zákon hovoří o moru a to v souvislosti  Filištínkými, kteří byli v roce 1060 před naším letopočtem potrestáni božím trestem za uloupení schrány Boží smlouvy v izraelském chrámu. Další morová pohroma byla v letech 542 až 750. Vznikla v centru Afriky a šířila se přes Středozemní moře do Evropy. Ve 14. století  během pěti let vymřela více jak třetina obyvatel Evropy (více než 25 milónů lidí). Ještě v 19. století v Číně, Indii a jihovýchodní Asii  zmírá na mor více než 10 miliónů lidí.

Yersinia pestis v elektronovém mikroskopu.

Mor, kterému se říkalo černá smrt, způsobuje baktérie Yersinia pestis. Lidskou populaci decimovala tato nemoc celá staletí. Vyvinutí antibiotik sice na čas přineslo určitou úlevu, protože se jedná o patogen, který je na antibiotika citlivý, ale nyní nám tato choroba začíná hrozit znovu. Tentokrát v důsledku jejího možného použití teroristy. Zatímco veřejnosti pojem mor prakticky nic neříká, u odborníků vyvolává stále větší obavy. Důvodem je výskyt kmenů, které antibiotikům odolávají…
Jejich nasazení teroristy by skončilo katastrofou, protože za stávající situace, přes veškerou péči, se i nyní ročně zaznamenává 1000 až 3000 vzplanutí infekce. Dochází k nim v místech, kde lidé přichází do kontaktu s hlodavci infikovanými normálním kmenem této bakterie. Bakterie, která naštěstí zatím nemá ve svém genomu odolnost vůči antibiotikům.

Zvětšit obrázek

Nekróza prstů následkem morové infekce.

Mor má i bubonickou (tzv. dýmějovou) formu. Pro tu je typický bolestivý zánět mízních uzlin, nejčastěji v tříslech. Uzliny obvykle dosahují velikosti vejce. Po jejich rozpadu dochází k vytvoření hlubokého vředu. Existuje i plicní forma moru, která se může šířit vzduchem. Tato forma je pokládána za  téměř ze sta procent smrtelnou. Infekce by totiž musela být bez prodlení rozpoznána a okamžitě by musela být zahájena léčba vysokými dávkami účinných antibiotik, kdyby se mělo dosáhnout úspěchu. Protože však příznaky při samém vzniku infekce v době  jednoho až šesti dnů připomínají spíše běžná chřipková onemocnění (teprve pak prudce roste teplota), vhodná doba pro účinný zákrok se propase. A to stále ještě neuvažujeme o formě, kterou by mohli požít případní teroristé - totiž formu odolnou na antibiotika. Tam by pak ani včasný zásah nebyl nic platný.

A nohou.

Za této situace, kdy proti těmto superbakteriím nemá lidstvo obranu, se jako jediná možnost ochrany jeví vakcinace. Jedině ta má šanci zabránit šíření infekce.  

Tři vědci z Arizony Luca Santi, Hugh Mason a Charles Arntzen, všichni z Centra pro infekční choroby a výzkum vakcín, našli nyní způsob jak z rostlin rychle získat hodně proteinů. Použili jej pro tvorbu bakteriálních proteinů, které jsou pro imunitní systém stimulem pro tvorbu protilátek. Říká se jim antigeny. Nejde o to,aby rostlina tvořila celou bakterii, ani podstatnou část jejích povrchových proteinů, nýbrž pouze nicotný výběžek, na který  dobře reagují buňky našeho imunitního systému.
 

Zvětšit obrázek

Genom bakterie černé smrti Yersinia pestis.

Z celé škály proteinů vystřihli výzkumníci jen kousek, který naše bílé krvinky dráždí nejvíce. Gen pro tvorbu tohoto proteinu pak vložili do buněk zmíněného tabáku. Buňky tabáku, který mají ve svém genomu gen navíc, se jeho pokyny řídí a tvoří kýžený protein. Vypadá to jednoduše, ale jen proto, že nezacházíme do podrobností. Ono totiž zabudovat gen jen tak „kamsi“ ještě neznamená, že bude funkční. Gen kolem sebe musí mít patřičné pomocníky, které mu napovídají „kdy, kde a co a jak“ má dělat.

To všechno se, jak se zdá,  se výzkumníkům nyní podařilo protože  jejich tabáček produkuje proteiny specifické pro „černou smrt“ tak lehce, jako by to byl nikotin. Rostlinou vytvořený protein stimuluje imunitní buňky a u pokusných zvířat dochází k tvorbě protilátek a vykazují zvýšenou odolnost proti infekci. I když se jedná „pouze“ o pokus na morčatech, prakticky to znamená  už jen  krůček k aplikaci takto připravených antigenů i u lidí.

Zvětšit obrázek

Jedním z nejmenších známých virů je virus tabákové mozaiky. Má jen tři geny a tvoří jej vlákno RNA obalené proteinovými subjednotkami. Po úpravách se využívá jako trójský kůň dopravující cizí genetickou informaci do rostlinné buňky.

V odborné hantýrce se jedná o přípravu rekombinantní subjednotkové vakcíny. Problémy s jejím užitím budou mít zřejmě členové Greenpeace, protože v zásadě se jedná o somatickou inzerční mutagenezi a výsledný produkt je dílem geneticky modifikovaných buněk. Lidský organismus bude ale  za takovou aplikaci vděčný, protože na rozdíl stávající vakcíny nebude zatěžován tvorbou protilátek proti celé řadě neefektivních antigenů a tím po aplikaci vakcíny nebudou vznikat vedlejší negativní reakce.

Co dodat, snad jen to, že kromě klasické injekční formy vakcinace zkoušeli možnost podání této vakcíny také jen ve formě aerosolu. Pokusy ve zdravotním středisku americké armády v Marylandu ukázaly, že i tato forma aplikace je účinná.

Zvětšit obrázek

Profesor Charles J. Arntzen, jeden z členů kolektivu, kterému se podařilo přinutit tabák k tvorbě vakcíny.

Ještě se sluší připomenout, že na této práci, jak přiznává i vedoucí týmu Mason, nejdůležitější část úspěchu jeho pokusu byla založena na principu, který vypracovali ve výzkumném pracovišti v Halle, na území bývalé NDR. U jeho zrodu stála trojice výzkumníků, jejichž  jména se nyní píší: Anatoli Giritch, Victor Klimyuk and Yuri Gleba. A jak už to ve vědě chodí, tak vlastně tři Rusové, pracující v Německu dali dohromady expesní systém, který jak dokázali Američané, je možné  použít na tvorbu prakticky jakéhokoliv  proteinu. Omezení zde platí jen co do jeho délky, protože příliš dlouhé proteinové řetězce rostlina tvořit neumí.

Na toho hlavního jsme málem zapomněli, je jím virus, konkrétně virus tabákové mozaiky. On je tím trojským koněm, který po úpravách dokáže do genomu rostlinných buněk vpašovat potřebný náklad, podle kterého pak buňky poslušně tvoří žádoucí proteinový produkt.
I když zpráv o podobných systémech je již v literatuře poměrně dost, tabák se v tomto směru jeví jako nedostižný. Je to díky jeho rychlému růstu a schopnosti tvořit velká množství potřebného proteinu. Po jeho infikování příslušným virovým vektorem mu to trvá jen deset dnů, než vytvoří dostatek proteinů, aby se dal „sklízet“. Pak už je to jen otázka rutiny oddělování zrna od plev - z kaše balastu vzniklé rozmělněním listů se musí získat jen ten jediný a nepoškozený protein. Jeho čištění trvá  jeden až dva týdny, poté je vakcína  k použití a  prakticky v jakémkoli množství.

Zvětšit obrázek

Listy tabáku jsou následkem probíhající infekce pokroucené. K tvorbě doutníků se nehodí, ale jsou příslibem vysoké výtěžnosti proteinu k výrobě vakcíny.

Jak jsme už naznačili, tabáku je celkem jedno jestli tvoří nikotin, nebo podvržený protein. Když si uvědomíme, jak snadno půjde ve skleníku „pěstovat“ vakcíny proti infekčním chorobám, pak snad i těm nejzapřísáhlejším odpůrcům kouření se musí tabák začít jevit jako roztomilá květina. 

Pramen: Arizona State University