Výzkum vzácných chorob pomáhá k zásadním objevům

Stanislav Kmoch, foto: Archiv 

„Většina zásadních objevů a konceptů v genetice a molekulární biologii pochází ze studia vzácných onemocnění,“ shrnuje Stanislav Kmoch, proč je důležité zkoumat nemoci, kterými trpí jen pár jedinců na světě. „Příroda nám odhalí nejvíce tajemství tehdy, když nefunguje tak, jak má původně naplánováno,“ vysvětluje. Přirovnává to k pochopení fungování složitého přístroje, který má mnoho součástek: „Postupně můžeme jednotlivé součástky odstranit a sledovat, co se s funkcí přístroje stane. Takové součástky člověka jsou jednotlivé geny.“

Přesně tak dnes probíhají pokusy na buněčných a zvířecích modelech, kdy vědci „vypínají“ či případně aktivují konkrétní geny a sledují, co se se zkoumaným systémem stane. „Takové pokusy samozřejmě nelze dělat u člověka. Můžeme pouze sledovat, co změnila sama příroda - jaké genetické mutace vytvořila a jaké dopady tyto mutace mají na své nositele,“ doplňuje Kmoch. Systematickým studiem genetických příčin a biologických mechanismů vzácných vlastností (mutace mohou mít i pozitivní efekt) či nemocí tak můžeme postupně pochopit fungování genů i celého organismu.

Najít mutace genů dnes již velmi dobře umíme pomocí sekvenování genomu, ale to samo o sobě nestačí. Genová mutace totiž automaticky neznamená problém; řada mutací nemá žádný vliv, některé jsou nějakým způsobem kompenzované, ale jiné způsobují vážné nemoci. „Navíc málokdy je to jasná a jednoznačná příčina - tento gen funguje/ nefunguje -, většina nemocí je způsobena mírnou mutací genu, která má za následek, že něco částečně nefunguje a to způsobuje komplikace,“ vysvětluje Kmoch.

Detektivní případy

Na začátku výzkumu vzácných onemocnění je pacient, nejčastěji dítě, které má nejrůznější klinické příznaky a nemůže se přijít na příčinu obtíží. „Přečteme sekvenci jeho genomu, porovnáme ji s databází a zjistíme, kde se sekvence pacienta liší od běžné populace,“ vysvětluje Kmoch dnes již běžnou DNA diagnostiku, kterou provádí mnoho pracovišť po celé zemi.

350 milionů je přibližně na světě pacientů trpících nějakým vzácným onemocněním. Společně by tvořili třetí nejlidnatější stát na světě.
5 a méně pacientů na deset tisíc jedinců je hranicí pro definici vzácného onemocnění.
8 tisíc různých vzácných onemocnění je klinicky popsáno. Jedná se o velmi heterogenní skupinu onemocnění, často s naprosto unikátními příznaky.
90 % onemocnění je geneticky podmíněno. Jedná se většinou o klinicky závažná, život ohrožující či omezující onemocnění.
5 let je maximální věk dožití u 60-70 procent pacientů, onemocnění se ale mohou projevit až v dospělosti.

„K nám se dostanou jen ty komplikované a detektivní případy, ale i u těch se dříve či později dopátráme příčiny onemocnění,“ popisuje začátek příběhu - identifikaci problému. Poté začíná věda v tom pravém slova smyslu, kdy vědci v laboratořích pátrají po dalších buněčných souvislostech nemoci. „Někdy se podílíme i na hledání vhodného terapeutického postupu,“ říká vědec, který velmi úzce spolupracuje s lékaři. U některých metabolických poruch, například fenylketonurie, je léčba poměrně snadná pomocí dietetických opatření. „Ale takto jednoduše řešitelných nemocí je bohužel málo,“ dodává.

Metodická revoluce

Stanislav Kmoch se výzkumu vzácných onemocnění věnuje přes 30 let, podílel se na rozluštění desítek vzácných onemocnění a také na vývoji mnoha nových diagnostických metod, které byly postupně zavedeny do klinické praxe. Přímo tak byl svědkem obrovského technologického a metodického pokroku posledních let. „Rozvoj nových metod, kdy můžeme například poměrně rychle a levně osekvenovat celý genom, je něco zcela zásadního a úžasného,“ komentuje a dodává, že díky tomu vyřešili některá onemocnění třeba i po 15 letech.

V blízké době ale další podobnou revoluci neočekává. „Myslím, že jsme teď dosáhli bodu, kdy nám bude chvíli trvat, než se naučíme uvažovat a myslet v rozměru genomu, komplexních buněčných systémů a všechny tyto informace budeme umět plně využívat, interpretovat a aplikovat v klinické praxi,“ shrnuje profesor Kmoch.

Vedlejší produkt: GeneSpector

Dlouholetý výzkum profesora Kmocha dal vzniknout univerzitnímu spin-offu GeneSpector, který loni v září na trh uvedl nový diagnostický postup pro covid-19 a další virová onemocnění (psali jsme zde - pozn. red.). „Vzácná onemocnění jsou specifická tím, že konkrétní nemocí trpí často jen pár pacientů, proto vzorky do laboratoří putují opravdu z celého světa,“ vysvětluje, proč již před mnoha lety vyvinuli speciální odběrové médium, které pacientské vzorky stabilizuje a neutralizuje, takže již nejsou infekční. „Za vznikem komerčního produktu stojí řada šťastných náhod, ale já jsem především rád, že naše metoda chrání laboratorní personál a že jsme celý postup testování zjednodušili a zrychlili,“ skromně říká původce vynálezu. GeneSpector výrazně navýšil testovací kapacity v řadě nemocnic a laboratoří a aktuálně se touto technologií provádí 30 procent všech testů v České republice a 80 procent na Slovensku. GeneSpector také nabízí diagnostickou sadu, která umí rozlišit mezi onemocněním covid-19 a chřipkou typu A a B.

Profesor Kmoch v tom ale jako správný vědec hned vidí i další výzkumná témata, protože odebraný vzorek je dlouhodobě stabilní a dalo by se z něho studovat mnoho dalších věcí. „U pozitivních vzorků bychom například mohli sledovat přítomnost dalších patogenů a znaků, které by mohly vysvětlovat, proč se tak liší průběh onemocnění nebo proč se z manželů ve společné domácnosti nakazí jen jeden,“ nastiňuje možné směry výzkumu, které by ho lákaly a mrzí ho, že se více nestudují. „Bohužel naše laboratoř má omezené kapacity a jiné výzkumné projekty, kterým se musíme věnovat,“ říká. Avšak hned dodává, že některé nové poznatky budou určitě využívat: „Například jsme si vyzkoušeli, že ze stěru z nosohltanu získáme epitelové buňky, které můžeme využít při našem výzkumu. Díky tomu budeme moci v některých případech nahradit i biopsii ledvin.“

Autorka: Pavla Hubálková 

Článek vyšel na webu Týdeníku Hrot

Stanislav Kmoch