Zvětšit obrázek

Měření času, který zvíře potřebuje k zapamatování si místa, kde lze z vody vylézt, je oblíbený způsob neurologů, jak testovat paměť. Potkani s chimerickým genem v mozku v tomto směru své soupeře jednoznačně přechytračili. (Foto: Stanford University)

Steroidy, jako např. s kortison a prednison, bývají součástí klasické léčby řady poruch.  Jsou dobrým sluhou, ale zlým pánem. Jsou totiž schopny rozhasit poměry v té části mozku, která má na starosti zdravý rozum. U lidí, kteří berou tyto léky je známo, že častěji trpí narušeným úsudkem a schopností se učit. Říká se tomu steroidová demence. Neurolog Robert Sapolsky vyvinul se svými kolegy gen, který by měl takové pacienty problémů ušetřit. Jeho genová terapie by měla steroidy zbavovat jejich vedlejších účinků, přičemž by jim nebránila činit v těle dobře tam, kde je to potřeba.

Sapolsky je odbroník na fysiologické procesy probíhající v organismu při stresu. Populární se stala jeho kniha „Proč zebry nedostanou žaludeční vředy“.
Tento profesor neurologie se brzo stane ještě populárnější.  Bude to v souvislosti s jeho novými poznatky. Se svým týmem se zaměřil na účinek stresu na hipokampus. Jde o tu část mozku, která má na starosti proces učení. Nervy v této části mozku se vyznačují tím, že mají mnoho receptorů reagujících na steroidní hormony, neboli glukokortikoidy. Přirozeným glukokortikoidem je kortizol (hydrokortizon), je produktem nadledvinek.

Známějším hormonem nadledvinek je adrenalin, což je „hormon akce“, hormon extrémního výkonu. Tedy výkonu, který je způsoben extrémním nebezpečím, který mobilizuje tělo k útoku či útěku, což znamená, že mobilizuje veškeré rezervy. V těle je přítomen i jeho bratr noradrenalin, který je na úrovni vysoké aktivity, ale ne ještě zahnání do kouta. Ale pak jsou tu ještě hormony kůry nadledvinek, kortikoidy, které jsou určené pro trvalou zátěž, tedy pro stres. Všechny tyto hormony na sebe navazují a spolupracují spolu. Jejich úkolem je připravit tělo na akci. Ale v přírodě není nic zadarmo a tato mobilizace je pro nás něco podobného, jako když u studeného motoru sešlápnete plynový pedál na podlahu. Zanechává to následky. Když se vlivem stresu u nás vyplaví hodně molekul  kortikoidů, hodně se jich také naváže na receptory v hipokampu. To spustí kaskádu dějů, jež vedou až k tomu, že se nervové buňky poškodí. Projevuje se to zhoršenou pamětí.

Robert Sapolsky, Stanford University

Všechny hormony ale tak zlé v tomto směru nejsou. Tak například samičí pohlavní hormon estrogen, ten naší paměť podporuje a může negativnímu efektu kortikoidů zabránit. Vědce ze Staanfordovy university napadlo těchto účinků estrogenu využít. Pozorování jeho ochranných účinků měli u potkanů dost a kromě toho je jeho ochranný vliv na paměť dobře znám i u lidí. Ženy mají s rostoucím věkem lepší rozpoznávací schopnosti, než mají muži.

Sapolsky si vzal do hlavy, že genová terapie může být využita k omezení zhoubného efektu stresu a dokazuje to na laboratorních potkanech. Se svými spolupracovníky za tím účelem stvořil něco, čemu genetici říkají chiméra. Jde o úsek DNA se dvěma propojenými geny. Konkrétně spojil potkaní gen pro glukokortikoidový receptor s lidským genem pro estrogenový receptor.

Když tento chimerický gen vpravil injekcí do potkaního mozku, fungovalo to. Gen zajistil tvorbu nového receptoru, který škodlivý signál glukokortikoidů  převáděl na blahodárný efekt estrogenového signálu.
Ukázalo to, že genová terapie pracuje na molekulární úrovni. Zbývalo zjistit, jak to ovlivní chování zvířat.

Jedním z oblíbených testů, kterým vědci zjišťují prostorovou paměť zvířat je Morrisovo vodní bludiště.  Jde vlastně o dostatečně velkou a hlubokou nádobu, ve které zvíře musí plavat. Zvíře hledá z takové situace únikovovu cestu. Za určitou dobu přijde na to, že v jednom místě je těsně pod hladinou plošina, která mu dovolí z vody vylézt a odpočinout si.
Netrénovanému zvířeti to většinou trvá minutu. S postupem doby se čas zlepšuje, až jim nakonec nalezení správného místa jim trvá 5 - 10 sekund.

Poté, co si zvířata zapamatují místo kde je plošina, odstraní ji. Pak už se jen počítá, kolikrát potkan křižuje místo, kde se původně plošina nacházela. Považuje se to za měřítko přetrvání poznatku. Když zvířeti utkví nějaká věc pevně v paměti, vrací se na místo znovu a znovu, jako by si říkalo „já vím, že to tady někde je!“

Zbývalo zjistit, jak se budou chovat ve stresových situacích potkani, kterým vpraví do mozku onen chimerický gen. Nestačí ale jen tak do mozku gen vstříknout. To by bylo málo. Aby byl gen aktivní, je potřeba jej dostat do buněk. K tomu jim posloužil oslabený virus. Viry jsou vhodnými pomocníky, když něco potřebujeme přepasírovat přes buněčnou membránu a vpravit to na patřičné místo v chromosomu. 
Pokud by se gen stal funkční, měl by škodlivý stresový signál převést na prospěšný efekt estrogenu a to by mělo u zvířat zabránit negativním stresovým reakcím. Aby v pokusu, který to měl prokázat, omezili případný efekt přirozeného estrogenu, který se tvoří samicím spontánně, probíhal celý pokus jen na samcích.
 

Profesor neurologie „ve stresu“.

Každý potkan byl vycvičen, aby se naučil znát, kde je plošina pod vodou schována. Aby se u potkanů projevil efekt stresu, podrobili je různým útrpným procedůrám. Například je částečné znehybnili. V jiném pokusu zase podchladili vodu, ve které zvířata musela plavat.

Ukázalo se, že chimerickým genem infikovaní jedinci zvládali stresovou zátěž podstatně lépe. Rychleji nabrali správný směr, kde se původně plošina nacházela, a také toto místo vícekrát křižovali.
Rozdíl je tak patrný, že v tak velký efekt vědci ani nedoufali. Podle nich to znamená, že nejen že zákrok zlepšuje psychický výkon stresovaného mozku, ale že by měl vylepšit i schopnost učit se ale i uchovávat si vjemy i ve stresovém prostředí.

Tento typ genové terapie by mohl prospět nemocným, kteří trpí v důsledku toho, že jejich léčba je založena na vysokých dávkách steroidů. Například u pacientů s mnohočetnou sklerózou, reumatoidní artritidou a s mnoha dalšími chorobami. Určitě se najdou zájemci, kteří budou přesvědčeni, že žijí v trvale stresové situaci a budou si tímto způsobem chtít vylepšit svoje schopnosti. Sapolsky se k tomuto vylepšování náhodných zájemců ale propůjčit nehodlá.

Komentář osla: Jen aby generálové byli stejného názoru jako Sapolsky.