Lidský chromosom 6 a místo, kde se nachází gen SCA1. U lidí je tento gen odpovědný za degeneraci mozku, ztrátu koordinace pohybů,…

Genetici se snaží o nemoci zjistit co nejvíce a tak si vyrobili modelové zvíře - transgenní myš. Vznikla tak, že výzkumníci vzali lidský gen SCA1, přenesli jej a zabudovali do geonomu myši. Takto „vybavené“ myši trpí stejnými neduhy jako jejich lidské protějšky. Je vždy jen otázkou času než se u nich vyvine neléčitelná degenerace míchy a malého mozku.( spinocerebelární ataxie) projevující se zpočátku ztrátou kontroly pohybu,... Osudný těmto geneticky modifikovaným myším je lidský dominantní gen SCA1, který v nervových buňkách navodí produkci toxických proteinů. Ty  potom v nervové tkáni konají dílo zkázy.

Degenerace malého mozku vede zprvu ke ztrátě rovnováhy, konce jsou mnohem smutnější. Foto: Kevin Roth and Robert Schmidt, Washington University, St. Louis, MO, USA.

Beverly Davidsonovou z  University of Iowa napadlo, že by se mohla pokusit zmutovaný gen SCA1, který je původcem produkce toxického proteinu, umlčet. Něco jiného je porušit gen v jedné buňce embrya a něco jiného je umlčet gen v mnoha buňkách mozku vyvinutého organismu. Davidsonová  se rozhodla geny „uspat“ mechanismem, který se vyvinul během evoluce a to jak u zvířat, tak u rostlin. Je to mechanismus, který chrání buňky proti virům. Principem vyrušení nějakého signálu může v buňce být jeho interference (vyrušení). Funguje to tak, že k úsekům virové RNA si buňka vyrobí protismyslný (zrcadlový) úsek své „antivirové“ RNA. V buňce pak dojde k tomu, že  oba úseky RNA (smysluplný a protismyslný) se nerozlučně spojí. Takto spojená RNA není schopna zahájit syntézu nežádoucích proteinů. Davidsonová to poněkud otočila. Zatímco buňka si tvoří nežádoucí RNA podle které vzniká neblahá toxická bílkovina, vnesl do ní předem zkonstruovaný virus, do kterého vložil protismyslnou  - krátkou interferující RNA (siRNA). Tyto fragmenty (krátká vlákna) RNA potřebovala Davidsonová vpravit myším do mozkových buněk. Aby se fragmenty RNA dostaly na správné místo, byly předem vloženy do oslabených virů nazývaných virové vektory. Takto vybavené oslabené viry - vektory (trojské koně)  vstříknula Davidsonová myším do mozku. Virus ošálil obranný mechanismus nervových buněk a tím se podařilo vpravit  připravenou siRNA až na patřičné místo. Ta pak způsobila destrukci veškeré RNA v buňce, proti které byla namířena. Výsledkem bylo, že se toxický protein  přestal tvořit.

Profesorka  Beverly L. Davidsonová, University of Iowa

Výsledky testů
 Pokus,  jehož výsledky přinesly americkému výzkumnému týmu slávu, se uskutečnil na pět týdnů starých myších. Po šesti měsících od provedené genové terapie, navzdory tomu, že myši byly nositelkami genu SCA1, což je předem odsuzovalo k nemohoucnosti a demenci, všechny se stále pohybovaly normálně a nevykazovaly žádné příznaky poškození mozku. Myši, které do mozku injekci virů nedostaly trpěly  pohybovými problémy a na jejich mozcích bylo patrno, že jim počet nervových buněk klesl.  Davidsonová sůj úspěch pro tisk komentovala slovy: „Toto je první případ cíleného umlčení genu způsobujícího mozkové onemocnění, který byl proveden na živých zvířatech. Nyní přijde na řadu Alzheimer a Huntington“.
Odborníci soudí, že to ale v případě zmíněných nemocí nebude tak jednoduché, protože například gen, který způsobuje Huntigtonovu chorobu je vyjádřen na jiných buňkách a v odlišné části mozku (ve spodní části velkého mozku zvaném striatum a v mozkové kůře).  Dopravení vektoru na tato místa může být mnohem obtížnější. Léčba také nemusí být úspěšná v případě, kdy pacient bude mít zmutované obě kopie svého genu. V takovém případě by došlo  k zablokování produkce veškerého proteinu, který má daný gen na starosti a tím by mohlo dojít k nenapravitelnému poškození nervových buněk. Zmutované geny, které tvoří toxické proteiny u Huntingtonovy choroby mohou mít dokonce jiné a dosud nám neznámé úlohy. Ale nic z toho  by podle Davidsonové nemělo být významnější komplikací za předpokladu, že  tyto poškozené geny již nebudou potřeba a bude je možno natrvalo vyřadit z činnosti.

Další možné komplikace
Tomas Tuschl je člově, který je jedním z nejpovolanějších v tomto oboru. V době jeho působení v Ústavu Maxe Plancka to byl on, kdo jako první odhalil interferenci RNA v lidských buňkách. Tento vědec upozorňuje na to, že ošetření starých lidí může být problematické a nemusí se osvědčit. Svoje obavy vysvětluje tím, že se sice podařilo eliminovat lidský gen na transgenním organismu – myši, ale Davidsonová  také svým pokusem ukázala, že dokáže zabránit vzniku nemoci  jen tehdy, když terapie myší je zahájena ještě před tím, než se objeví  příznaky nemoci. A právě to může být při léčbě starých lidí problém. Tuschl, který nyní pracuje na Rockefeller University v New Yorku  v časopisu New Scientist  vysoce vyzdvihuje význam poznatku týmu Davidsonové a to především z dlouhodobého účinku léčby a také pro to, že tento přístup nemá vedlejší negativní účinky. V každém případě je to podle něj velký krok vpřed k budoucí léčbě mnoha dědičných nemocí.

 Hlavní pramen:  Nature Medicine doi:10.1038/nm1076