Vědci odhalili příčinu padesáti chorob

Vědci udělali další krok k léčbě vážných nemocí, jako je Alzheimerova choroba, vady zraku a sluchu nebo rakovina vaječníků. Asi za padesát těžkých chorob mohou změny ve čtrnáctém chromozomu. Vědcům se podařilo tuto část lidského genetického kódu dešifrovat. K léčbě a k výrobě účinných léků je však ještě daleko.

Objev nyní zkoumají farmaceutické firmy. "Zajímají je genové odlišnosti, které mohou signalizovat nemoc," vysvětluje genetik Jiří Forejt z Akademie věd. "Potom mohou začít vyrábět léky."

Vezměme jako příklad tuberkulózu: jednoduchým testem se zjistí, že vyšetřovaný člověk nese desetinásobné riziko nákazy. Proto by se měl nechat očkovat a zároveň se vyhýbat rizikovému prostředí.

Dalším úkolem, který mají vědci před sebou, je vadný gen vyřadit nebo odstranit. "U myší už to umíme," říká genetik Forejt. "Do oplodněného vajíčka se vnese gen, který se přenese do všech buněk. Do člověka něco vnášet je horší, riskantní a nebezpečné." Lidské tělo obsahuje 23 párů chromozomů. Loni se povedlo přečíst tři nejmenší: dvacátý, dvacátý první a dvacátý druhý.

Vědci znají příčinu padesáti chorob
V genetice se tuší mnohamiliardový byznys (v dolarech). Nejen proto jsou na luštění lidského genomu napřeny velké síly vědeckého světa. Přečtení genomu ­ a jeho 23 párů chromozomů ­ je prvním krokem k vývoji léků proti dědičným chorobám. Proto tak obrovský zájem farmaceutických firem. To bude ten byznys.

Nyní se vědcům podařilo přečíst 14. chromo­zom. Je to v pořadí již třetí, který rozluštili, ale zatím nejdelší. Původně počíta­la vědecká obec s tím, že do dubna letošního roku budou dešifrovány všechny molekuly DNA, ale vý­zkumné týmy už posunuly termín na léto. A tak se teď dá očekávat, že zprávy o rozluštění dalších chro­mozomů budou přicházet v ry­chlém sledu.

Jen náhodou se to odehraje v ro­ce, kdy se zároveň slaví 50. výročí objevu struktury DNA jako nositel­ky dědičné informace.

Čtrnáctý chromozom lidského genetického kódu dešifroval ame­ricko-­francouzský tým. Vědci tak učinili další krok k léčení někte­rých dědičných nemocí, například Alzheimerovy choroby nebo gene­tických vad zraku a sluchu.

Z 1050 nalezených genů je totiž více než 60 podezřelých, že jejich mutace mohou vyvolávat geneticky podmíněné nemoci. Právě rozpoznání jednotlivých genů, jejich funkce v těle a jejich variabilita, může v budoucnu vést k vítězství medicíny nad dědičností.

Rozluštění 14. chromozomu je jedním z dalších kroků, není prv­ním ani posledním. Historie luštění lidského genomu začala před dese­ti lety. Byla korunována v červnu 2000, kdy s velkou slávou vyhlásil Bill Clinton, že první hrubé čtení lidského genomu je u konce.

Ve skutečnosti to tehdy znamenalo, že bylo genetikům známo devadesát procent genetické informace, podle které byl stvořen člověk ­ ale v ku­sech. "Představme si lidský genom jako knihu, třeba bibli, která obsa­huje tři miliardy písmen," přibližu­je situaci docent Jiří Forejt z Ústa­ vu molekulární genetiky Akademie věd ČR v Praze.

"V této knize však neumíme číst. Nerozumíme všem slovům. Jen rozeznáme řady pís­men a mezery mezi nimi. Deset ti­síc písmen, pak mezera jako rekla­ma v televizi, dalších deset tisíc písmen..."

Jedním z velkých překvapení při luštění lidského genomu bylo to, že většina genomu nic nekóduje a že obsahuje jen 30 tisíc funkčních ge­nů. Devadesát sedm procent naše­ho genomu zkrátka nemá žádný význam ­ nebo jej vědci neznají. "Nebylo tudíž vůbec jednoduché funkční geny v té genomové poušti najít," dodává genetik Forejt.

Ve čtení byly chyby, a dokonce se ani vždy neznalo pořadí jednot­livých úseků. Tato práce však byla přelomová, velice důležitá a užiteč­ná -­ získalo se obrovské množství informací o genech i lidských cho­robách. Přesto bylo jasné, že vědce čeká ještě mnoho mravenčí práce.

Lidské tělo obsahuje 23 párů chromozomů. Po prvním čtení ge­nomu nastala brzy další fáze ­- věd­ci si genom rozdělili a začali luštit chromozom po chromozomu, již bez chyb a bez mezer.

Dosud se po­ vedlo přečíst tři nejmenší: dvacátý, dvacátý první a dvacátý druhý. Na nich bylo pochopitelně nejméně práce. To nesnižuje jejich význam ­ 22. chromozom ovlivňuje například leukemii nebo schizofrenii, některé z genů na 21. chromozomu způsobují i Downův syndrom.

Čtrnáctý chromozom zkoumali vědci v Genoskopu u Paříže ­ a ná­hodou zrovna oni dosáhli úspěšného konce dřív než jiní. Nově dešifrovaný čtrnáctý chro­mozom je dosud nejdelší nepřetrži­tě přečtenou sekvencí lidského ge­nomu. Je tvořen 87 410 661 páry nukleotidů, tedy hlavních staveb­ních prvků, které tvoří kyselinu deoxyribonukleovou (DNA) v lid­ském těle.

"Víc už o jeho sekvenci vědět ne­budeme. Dokud bude na planetě žít člověk, jeho 14. chromozom už se nezmění," zdůrazňuje genetik Jiří Forejt význam vědecké události.

Že na něm leží geny odpovědné asi za padesát chorob či syndromů, už se ví dlouho. Ale teď už se také ví, které z nich konkrétně mají spojitost například se zmíněnou Alzheimerovou chorobou, se spas­tickou paraplegií (ochrnutím sva­lů) nebo dědičnými vadami zraku a sluchu, rakovinou vaječníků a dalšími desítkami chorob.

Ještě to neznamená, že odborníci úplně rozumějí tomu, čím jsou tyto ne­moci způsobeny. Ke slovu se proto dostává takzvaná funkční genomi­ka ­- obor, který k přečteným ge­nům má přidat i informaci o tom, za co jsou v lidském těle odpověd­né, jakou v něm hrají roli.

V projektu lidského genomu se mezilidské rozdíly ignorovaly. U 14. chromozomu se už zkoumala DNA smíchaná z více lidí. Právě porovnání různých úseků DNA může dát vědcům odpověď, kde je zdroj ne­moci. Jenže pořadí nukleotidů na 14. chromozomu je téměř v 99 procen­ tech stejné. A i odlišnosti na každém stém nukleotidu v drtivé většině ne­ znamenají nemoc.

Určité genové va­riace nedělají nic víc a nic míň, než že zvyšují nebo snižují pravděpo­ dobnost určitého onemocnění. Má­lokdy chorobu způsobuje jen jeden vadný gen, který je jasně odpovědný za nemoc. Většina nemocí je poly­genních ­ projeví se, jen když se se­ jdou mutace několika různých genů na různých chromozomech. To všechno velice komplikuje poznání.

Porovnávání zdravé a nemocné populace a získávání informací o tom, které variace jsou nejspíš odpovědné za tu kterou chorobu, je tedy směr, kterým hledí týmy vědců na celém světě.

Existují dvě možnosti variací: buď je vyměněno jedno písmeno (nukleotid), nebo písmeno zcela chybí. "Pokud u nemocných zjistí­me, že na určitém místě genu chybějí dvě písmena a u zdravých se ta­to chyba vyskytuje stokrát méně či vůbec, pak jsme asi našli gen, který s chorobou souvisí," říká Forejt.

Vědci nejsou mágové. A tak nám ani v budoucnu neřek­ nou: Ve vašem genomu je psáno, že ve 23 letech dostanete zarděnky. "Lidé nejsou roboti," zdůrazňuje Jiří Forejt. "Organismus se sice vyvíjí podle genového předpisu, ale u většiny ne­mocí je neméně důležité, s čím se člověk za život potká. Jeho návyky, jídlo, životní podmínky. Bude­-li se někdo pohybovat v prostředí plném karcinogenů, má daleko větší pravděpodobnost nádo­rového onemocnění než jiný člověk se stejnými geny," dodává.

A co si od rozluštěných chromo­zomů slibují farmaceutické firmy? "I tyto firmy potřebují základní sekvenci, ale pak je velmi, velmi zajímají právě ony 'podezřelé geny', genové variace, které mohou signalizovat nemoc. Tyto firmy potom mohou začít vyrábět léky - či alespoň diagnostické soupravy­ - zaměřené právě na tyto odlišnosti," vysvětluje genetik Forejt.

Vezmě­me jako příklad vnímavost k tuber­kulóze: jednoduchým testem se zji­stí, že má vyšetřovaný člověk dese­tinásobné riziko nákazy, ale pak už se ví, že by se měl nechat očkovat a vyhýbat rizikovému prostředí.

Variací je spousta a ne všechny se projeví na lidském zdraví (nebo se neprojevují jako nemoc, ale jen jako citlivost, náchylnost). Pak bude cílem vědců identifikovat gen, jehož změna má za následek zvýšené riziko pro určitou choro­bu. "To jsou však cíle na několik desítek let," upozorňuje Forejt.

"Přečtený genom a přečtené chro­mozomy však umožní, že dnes bě­ hem roku zjistím to, co dřív trvalo desetiletí." 

Najít vadný gen. Diagnóza, to je první cíl. Ale pak přichází další, mnohem těžší úkol: vyřadit jej ne­bo odstranit. To ovšem není jen tak. "U myší už to umíme, do oplodněného vajíčka se vnese gen a ten pak přeneseme do všech bu­něk. Do člověka něco vnášet je horší, riskantní a nebezpečné," při­ pomíná genetik Forejt.

Pokud se genetičtí lékaři zaměří jen na ne­mocný orgán, například na játra, a gen se do nich vnese pomocí vi­rů, aby dobře pracovala, při neús­pěchu zemře nejvýš onen pacient. Pokud by však geny vložili již do zárodečných buněk člověka a ma­nipulace se nepovedla, omyl by se přenášel do všech pokolení, do všech potomků pacienta.

Ni­kdo zatím přesně neví, co se stane. Zda se změněný gen nedo­stane tam, kam nepatří, a zda neuškodí.