Z hodin biologie si pamatujeme, že mitochondrie jsou „buněčné elektrárny“, tedy hlavní zdroj energie našich buněk. Možná také to, že jak to tak bývá, když se motor rozbije, je z toho vážný problém. U lidí poškození mitochondrií vede k závažným, neléčitelným onemocněním.
Někteří badatelé se proto logicky ptají, proč nepoužít stejného prostředku i k něčemu dobrému. Proč třeba nezacílit na mitochondrie buněk, které v těle působí jen potíže – třeba rakovinových. V nich mitochondrie pracují trochu jinak než ve zdravých (takže se na ně přece jen trochu „cílit“ dá, aniž bychom zasáhli ty zdravé) a také na vyšší výkon, aby stačily potřebám překotně se množících nádorů, které jsou stále hladové po energii (takže jsou na její nedostatek citlivé).
V rámci výzkumu rakoviny jde o poměrně malé a úzké pole, ale v lednu se na něm objevil jeden zajímavý a překvapivý výsledek, pod který se podepsali i Češi. Konkrétně z týmu profesora Jiřího Neužila, který působí napůl z Biotechnologického ústavu v Praze a australské Griffith University.
V časopise Cell Metabolisme (placený přístup) s kolegy popisuje nezvyklé pozorování: všimli si, že rakovinové buňky dokáží v případě úplného výpadku vlastních „elektráren“ sáhnout do zdravých buněk v okolí a z nich získat nové. Protože mitochondrie obsahují vlastní DNA, rakovina tak podstoupí jakousi genetickou úpravu či léčbu, která opraví jinak neopravitelnou chybu v genech.
Škatule, škatule
Jak to vědci zjistili? Vytvořili rakovinové buňky s vážně poškozenými mitochondriemi, kterými pak nakazili myši, aby zjistili, zda dokáží takové buňky tvořit nádory. Upravené nádorové buňky s poškozenými mitochondriemi se na začátku chovaly podle předpokladů a v těle zvířat se nevytvářely nádory. Rakovina byla evidentně hodně oslabená. Ale situace se po čase změnila a rakovina začala postupně „prospívat“. Logicky se nabízí otázky, jak je to možné.
Mitochondrie po českuNa výzkumu se podíleli i vědci z Biotechnologického ústavu české Akademie věd, z laboratoře vedené profesorem Jiří Neužilem. Vědec, který napůl pracuje v Austrálii (Griffith University ve státě Queensland). On i jeho skupina se na zkoumání role mitochondrií v rakovinách soustřeďují dlouhodobě. Například skupině molekul, které nazývá „mitokany“(odvozeno od „mitochondria and cancer“) a které vyvolávají působením na mitochondrie rakovinových buněk jejich řízenou „sebevraždu“, apoptózu – což je jeden z hlavních přirozených obranných mechanismů proti zhoubnému bujení buněk. Tyto (a také další látky) jsou nyní ve fázi přípravy klinických testů, které by měly potvrdit nejprve jejich neškodnost, a pak jejich účinnost pro lidské pacienty. Na přípravě zkoušek se podílí i český investor, kterého nechtěl Neužil jmenovat. |
Když vědci na Novém Zélandu, kde se pokusy prováděly, nově rostoucí nádory analyzovali, zjistili, že obsahují zdravé mitochondrie. A protože tato buněčná tělíska mají vlastní DNA, snadno zjistili, že nejde o původní mitochondrie, ale tělíska, která nesou stejnou DNA jako mitochondrie ve zdravé myší tkání. Nějakým způsobem tedy došlo k tomu, že poškozené rakovinové buňky si od zdravých myších buněk pořídily fungující náhrady a rázem ožily.
Něco takového - tedy přenos genetického materiálu z jedné dospělé buňky do druhé - v tkáni živých zvířat nikdo zatím nepozoroval (ve zkumavce, tedy in vitro, už ano). Ne, že by v přírodě byla taková výměna zcela neobvyklá - bakterie si podobně vyměňují geny (tzv. horizontálním přenosem) zcela běžně. U zvířat či rostlin jsme ale nikdy nic takového přímo neviděli.
Na druhou stranu, pohled do DNA „vyšších“ živočichů napovídá, že k přenosům celých úseků v minulosti došlo, a dnes realizované genetické modifikace (GMO plodiny atp.) jsou zatím jen slabým odvarem evoluce. Ale pozorování takového jevu (byť jen mezi mitochondriemi) má velký význam, protože otevírá novou etapu zkoumání těchto pro biology zajímavých jevů.
Kde, kdo, jak?
Další výzkum může začít třeba tím, že vědci přesně popíší, jak k přenosu DNA dochází. Zatím odborníci buňky přímo při činu nechytili a jen spekulují (např. přechází celé mitochondrie nebo jen DNA?). V případě mitochondriální DNA může být proces o to jednoduší, že tato tělíska nejsou původem lidská. Dávno v minulosti byla bakteriemi, které do svého „těla“ zapojil nějaký náš pradávný, ještě jednobuněčný předek. Od té doby v nás a s námi žijí v hezkém příkladu biologické spolupráce – bakterie pro buňky účinně vyrábějí energii, ty jim poskytují relativně bezpečné útočiště s možnosti předávat DNA dalším generacím.
Mitochondrie tedy mají svou vlastní DNA, která je mnohem kratší a výrazně odlišná od DNA v jádrech našich buněk, například je kruhová jako u bakterií. Jak už jsme zmiňovali, bakterie si DNA vyměňují zcela běžně, takže i mitochondrie mohou mít velmi pravděpodobně v rukávu pár triků, které zbytek lidských buněk neumí.
Další velkou otázkou je, jak často k takovému ději dochází, a jak je v růstu rakovin důležitý. Je pravděpodobné, že u běžných, zdravých buněk bude „přeshraniční“ výměna mitochondrií velmi vzácná nebo prakticky nemožná. Ovšem u rakovinových buněk, jejichž stěny jsou mnoha způsoby „děravé“ a mají celou řadu defektů, to může být zcela jinak.
Pokud by skutečně nádory často spoléhaly na doplňování poškozených mitochondrií zvenčí, možná by se dala tato výměna přerušit a tím růst nemoci zpomalit či zastavit. Nebo se naopak může ukázat, že nádory kradou mitochondrie velmi účinně a i proto jsou rakoviny tak odolné. Případně se také může stát, že u lidí se mitochondriální „škatula, škatula, hejbejte se“ vůbec nepodaří pozorovat (zatím se samozřejmě pracovalo jen na myších).
Jednoduše řečeno, na spekulace o léčbách a možných přínosech objevu je příliš brzy. Zatím jde „jen“ o pozorování velmi zajímavého jevu, který nám z velké části zůstává utajen. Co z něj bude dále, je v tuhle chvíli skryté v neznámu – a přesně tohle je důvod, proč většině vědců přijde jejich práce tak zajímavá.
