Zvětšit obrázek

Klíčová část molekuly prionového proteinu, která je zodpovědná za proměnu na prion. Rozhodující je „narovnání“ fialově znázorněných spirálových úseků.

Choroby řazené ke spongiformním encefalopatiím, např. skrapie ovcí, bovinní spongiformní encefalopatie skotu (BSE)  nebo lidská Creutzfeldt-Jakobova choroba, jsou vyvolány bílkovinnou infekční částicí zvanou prion. Tvorba prionů je celkem uspokojivě poznána. Proteinové infekční částice vznikají změnou tvaru molekuly prionového proteinu, který je organismu vlastní a chrání jeho buňky v extrémních situacích před následky velké zátěže. Kdybychom neměli prionový protein, nemohli bychom onemocnět prionovou chorobou, protože by se nám neměly z čeho tvořit priony.

Pokusy na myších prokázaly, že se savci bez prionů docela dobře obejdou. Pokud nejde skutečně do tuhého, tak jim v životě bez prionového proteinu nic nechybí. Proto už byly provedeny pokusy, při kterých vědci metodami genového inženýrství zablokovali hospodářským zvířatům gen pro prionový protein a vytvořili tak linie ovcí, skotu a prasat rezistentní ke spongiformním encefalopatiím.
Němečtí vědci vedení Mathiasem Pfeiferem se pokusili navodit odolnost u dospělých myší tím, že jim blokovali tvorbu prionového proteinu v mozku. Využili k tomu techniky RNA interference, za kterou už brzy převezmou letošní Nobelovu cenu Andrew Fire ze Stanford University a Craig Mello z University of Massachusetts za objev RNA interference.  Připomeňme si, že RNA interference do určité míry popírá některé „učebnicové pravdy“. Fire a Mello objevili molekuly RNA, které se vymykají dosud panujícímu obrazu RNA jako pasivního „nosiče zpráv“. Na rozdíl od „obyčejné“ RNA tvořené jediným vláknem, je interferující RNA uspořádána podobně jako DNA do dvojité šroubovice.

Dvojitá šroubovice RNA vzniká podle vlastních genetických instrukcí buňky a nebo do ní přichází z vnějšího prostředí (např. jako dědičná informace některých virů). V buňce je působením endonukleázy Dicer rozštěpena na malé úseky čítající 21 až 23 písmen genetického kódu (bazí). Tyto fragmenty se označují jako „malé interferující RNA“. Používá se pro ně většinou zkratka siRNA odvozená z anglického „small interfering RNA“. siRNA dokáže splnit své úlohy jen když se jedno její vlákno spojí s velkým komplexem označovaným jako RISC. Zkratka komplexu pochází z anglického „RNA-induced silencing complex“, což si můžeme do češtiny volně přeložit jako „komplex pro umlčování dědičné informace buzený prostřednictvím RNA“.

Zvětšit obrázek

Typický obrázek spongiformní encefalopatie – mozek nabývá po degeneraci vzhledu ementálského sýru.

Malý fragment siRNA spolu s komplexem RISC dosednou na mRNA v místě, které odpovídá pořadím bazí sekvenci siRNA. Komplex RISC pak v daném místě začne mRNA štěpit a vyvolá tak její degradaci. Tím je přerušen tok informace podle klasického dogma genetiky. Gen není nijak poškozen, ale z cytoplasmy buňky mizí mRNA a je tak zabráněno syntéze příslušného proteinu. RNA interference je vysoce specifická a zároveň razantní. „Vymazává“ jen přesně vybrané mRNA, ale činí to skutečně důkladně.

Zvětšit obrázek

Sympaťák Andrew Fire se netají tím, že má obrovskou radost, když vidí, jak si RNA interference razí cestu do praxe a pomáhá lidem. Z Pfeiferových pokusů se raduje určitě také.

Pfeifer a jeho tým vpravili myším do mozku velké množství dvojšroubovicové RNA cílené na gen pro prionový protein. Podařilo se jim snížit produkci proteinu z více než dvou třetin. Pokud myši s takto oslabenou produkcí prionového proteinu nakazili priony, pozorovali podstatně zvýšenou odolnost k prionům. Výsledky experimentů přinesl Journal of Clinical Investigation.

Bohužel, podobné snížení produkce prionů v lidském mozku není možné. Jak řekl v rozhovoru pro časopis Nature přední světový odborník na priony Adriano Aguzzi: „Na to, abychom dostali do lidského mozku tolik interferující RNA, jako ji dostaneme injekční jehlou do mozku myší, bychom potřebovali zahradní hadici.“

Aguzzi nicméně považuje léčbu prionových chorob pomocí RNA interference za problém spíše technický než problém principiální. Důležité je, že Pfeifer podal důkaz o tom, že RNA interference funguje i proti prionům. Ten otevírá možnost získat metodami genového inženýrství zvířata rezistentní k prionům. Do genomu zvířete by byl vnesen gen pro interferující dvoušroubovicovou RNA a zvíře by pak mělo silně potlačenou produkci prionového proteinu. Díky tomu by se nemohlo nakazit spongiformní encefalopatií.

Prameny: J. Clin. Invest., Nature