Pozdrav z budoucnosti. Dívence zachránila život genetická modifikace

aktualizováno 
Když všechno selhalo, sáhli britští lékaři po zcela nové, u lidí dosud neodzkoušené léčbě. Ročnímu děvčátku zahnali zhoubnou leukémii buňkami cizího dárce upravenými „na míru“ pomocí nejnovějších metod genového inženýrství.

Layla Richardsová na snímku z června 2014. V současné době už je v domácí péči. | foto: Ormond Street Hospital

Layle Richardsové bylo pouhých sedm měsíců, když lékaři jejím rodičům oznámili: „Je nám to líto, ale vyčerpali jsme všechny možnosti. Pro vaši dcerku už nemůžeme nic udělat.“ Byla jednou ze statisticky vzácných, ale vážných případů dětské leukémie. Na londýnské klinice Great Ormond Street Hospital ji už ve věku tří měsíců diagnostikovali akutní lymfoblastickou leukémii.

Při této chorobě produkuje kostní dřeň nemocného obrovské množství nezralých bílých krvinek. Tým lékařů pod vedením Sujitha Samarasinghe okamžitě zahájil léčbu. Maličká Layla dostala chemoterapii, která měla za úkol zničit nádorové buňky. To se však nepovedlo a Layle i nadále krví kolovaly zhoubné buňky. Přesto lékaři dívce transplantovali zdravou kostní dřeň dárce. Doufali, že transplantované imunitní buňky zaútočí na rakovinné buňky. U větších dětí vede chemoterapie s následnou transplantací kostí dřeně často k úspěchu. U malých dětí se však úspěšnost této léčby pohybuje kolem 25 procent a v případě Layly během dvou následujících měsíců všechny naděje pohasly. Ani transplantovaná kostní dřeň rakovinné buňky nezdolala.

Ashleigh a Lisa Richardsovi se odmítli s výsledkem smířit a naléhali na lékaře, ať boj o život jejich dcerky nevzdávají. Sujith Samarasinghe se proto obrátil na tým Waseema Qasima z University College London, který vyvíjí zcela nový systém léčby leukémie, tzv. imunoterapii.

Základní myšlenka imunoterapie nádorových onemocnění je jednoduchá. Lékaři odeberou pacientovi jeho vlastní buňky imunitního systému a v laboratoři je zásahem do dědičné informace upraví tak, aby se vázaly na povrch nádorových buněk a tím zajistily jejich zničení. Tímto způsobem se již ve světě podařilo vyléčit řadu nemocných a metoda byla v roce 2013 vědeckým časopisem Science vyhlášena za vědecký „průlom roku“ (podobně funguje i lék, jehož vývoj financuje česká finanční skupina PPF).

Waseem Qasim ovšem posouvá celý léčebný postup ještě dál. Řada pacientů nemá v těle dostatek vhodných buněk pro imunoterapii. Proto Qasim a jeho spolupracovníci vyvíjejí systém, který pro léčbu využívá buňky imunitního systému od cizího dárce, což je samozřejmě obtížnější než použití vlastní buněk, které tělo nevnímá jako cizorodé.

Zatím Quasim metodu jen testoval, ale výsledky jsou slibné. Pro léčbu nemocného člověka však upravené buňky dárce ještě nikdy nikdo nepoužil. Mohla by být malá Layla Richardsová první? Qasimova metoda se zdá být předurčena přesně pro podobné případy. Tradiční imunoterapie využívající pacientovy buňky u dívky nepřipadala do úvahy. „Layla byla příliš malá a příliš nemocná,“ vysvětluje Qasim v rozhovoru pro britský časopis New Scientist.

Lisa a Ashleigh Richardsovi s léčbou samozřejmě souhlasili, zvláště když Qasim v něm viděl šanci na úspěch. Potřebný souhlas k prvnímu klinickému testu svého druhu na světě vydaly i úřady, protože u Layly selhaly všechny dostupné metody léčby a Qasimův experimentální postup pro ni představoval poslední naději.

„Slepé“ a „neviditelné“ buňky léčí

Buňky imunitního systému označované jako T-lymfocyty lze za normálních okolností přenášet z organismu dárce do organismu příjemce jen v případě, že se se dárce a příjemce neliší v povrchových strukturách buněk rozeznávaných imunitním systémem. V opačném případě napadnou transplantované T-lymfocyty organismus příjemce, což může mít fatální následky.

Waseem Qasim ovšem dokáže upravit dárcovy T-lymfocyty tak, aby byly k cizím buňkám „slepé“ a bez potíží je tolerovaly. K tomuto zásahu do dědičné informace T-lymfocytů používá nový nástroj genového inženýrství, tzv. TALEN. S jeho pomocí lze v rozsáhlé dědičné informaci lidských buněk provést úpravy na přesně vybraném místě. Starší metody genového inženýrství představovaly jakousi „střelbu naslepo“ a vědci nikdy přesně nevěděli, do které části DNA se trefí. Pro přípravu léčebných buněk se nedá tak nespolehlivý systém použít.

Pro úspěšnou terapii je také nutné, aby na léčebné buňky neútočil pacientův imunitní systém. To u nemocných s leukémií nehrozí, protože mají imunitní systém vyřazený z provozu chemoterapií. V případě Layly však lékaři čelili jinému problému. Leukémii v dívčině organismu „drželi na uzdě“ podáváním speciální protilátky. Ta si mezi T-lymfocyty nevybírá a zničila by i léčebné buňky dárce. Proto Qasim provedl v léčebných buňkách ještě jeden přesně cílený zásah do dědičné informace. Pomocí TALEN zbavil buňky povrchové bílkoviny, kterou léčebné protilátky rozeznávají. Výsledné buňky byly tedy „slepé“ k buňkám organismu nemocného děvčátka a zároveň byly „neviditelné“ pro léčebné protilátky, které lékaři Layle podávali. Tyto buňky nesou označení UCART19. Qasim je vyvíjí a testuje ve spolupráci s americkou biotechnologickou společností Cellectis.

„Vědomí, že ještě nikdy předtím nebyl tento postup použit u člověka, bylo strašné,“ přiznává Laylin otec Ashleigh. „Ale vůbec jsme nepochybovali o tom, že chceme, aby to lékaři zkusili. Layla byla nemocná, trpěla a my jsme museli něco udělat.“

Efekt léčby byl patrný už po několika týdnech. Nádorové buňky konečně zmizely, a lékaři proto přistoupili k další transplantaci kostní dřeně. Ta měla kromě obnovy imunitního systému malé pacientky ještě jeden důležitý úkol. Léčebné buňky upravené pomocí TALEN si nesou sice malé, ale ne zcela zanedbatelné riziko, že u nich došlo i k nežádoucím poškozením dědičné informace. Tyto defekty by v konečném důsledku mohly nastartovat nové nádorové onemocnění. Ale imunitní systém děvčete obnovený po transplantaci kostní dřeně všechny léčebné buňky odhalil jako cizorodé a zlikvidoval je.

Což nijak nevadí. Buňky UCART19 jsou jako příslovečný mouřenín, který dobře posloužil a teď může odejít. Výsledky léčby Layly Richardsové představí vědci ze všech zúčastněných týmů na 57. výroční konferenci American Society of Hematology, která se koná počátkem prosince 2015 v americkém Orlandu.

Další možnosti léčby editací genomu

Úspěch britských lékařů a amerických biotechnologů s buňkami UCART19 je předzvěstí nástupu technik pro tzv. editaci genomu v medicíně. Nové nástroje pro cílené zásahy do dědičné informace, jako jsou TALEN nebo CRISPR-Cas9, otevírají zcela nové možnosti nejen pro léčbu nádorových onemocnění. Velké naděje se do nich vkládají například i v léčbě AIDS.

Jaroslav Petr

Je vzděláním biolog. Pracuje jako vedoucí výzkumný pracovník ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze-Uhříněvsi, kde se zabývá reprodukční biologií a biotechnologiemi hospodářských zvířat. Přednáší externě na České zemědělské universitě v Praze a dalších institucích. Je také dlouholetým popularizátorem vědy. Píše například pro Lidové noviny, časopis Vesmír i server Osel.cz.

V loňském roce publikoval tým vedený Carlem Junem z filadelfského Smilow Center for Translational Research v předním lékařském časopise New England Journal of Medicine výsledky klinického testu, při kterém byly dvanácti HIV-pozitivním pacientům odebrány bílé krvinky a v laboratorních podmínkách upraveny tak, aby se na nich nedokázal uchytit virus HIV. Vědci toho dosáhli přesně cíleným zásahem do genu CCR5. Následně byly krvinky vpraveny do organismu dárců. Polovina dobrovolníků v následujících čtyřech týdnech přerušila užívání léků potlačujících množení viru HIV. Bílé krvinky s narušeným genem CCR5 přežívaly v organismu pacientů déle než buňky s nezměněnou dědičnou informací. Důležité bylo i zjištění, že pacientům nepřibývalo v těle viru HIV, a to dokonce ani když vysadili léky.

Klinických testů, při kterých je lidský organismus obrněn proti nejrůznějším chorobám cíleným zásahem do dědičné informace editací genomu, probíhá ve světě celá řada. Přesto nelze zavádění těchto léčebných postupů uspěchat. Důležitý není zdaleka jen počáteční efekt, ale i dlouhodobý vliv takových zásahů do lidského organismu a případná průvodní rizika. Ostatně i Sujith Samarasinghe a Waseem Qasim upozorňují, že Laylu Richardsovou zatím nemohou v žádném případě prohlásit za vyléčenou. Takový verdikt budou moci vynést nejdříve za rok.

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

U Prochorovky to bylo jinak. Němci nám kradou tankovou bitvu, zuří Rusko

U Prochorovky se v červenci 1943 odehrála jedna z největších tankových bitev.

Nejslavnější tanková bitva u Prochorovky je ruská propaganda, napsal Die Welt s odkazem na zjištění německých a...

K síti se připojila největší solární elektrárna. Rekord dlouho nevydrží

Pohled na elektrárnu Nur Abú Zabí ze vzduchu

Ve Spojených arabských emirátech k začátku července spustili největší fotovoltaickou elektrárnu na světě. Má maximální...

Amatérský astronom vyfotografoval supertajný americký raketoplán X-37B

Americký raketoplán X-37B na orbitě

Nizozemský pozorovatel satelitů a vědecký novinář Ralf Vandebergh nejspíš udělal nejlepší fotku svého života. Podařilo...

Jeho formule chtěl každý. Autor slavných vystřihovánek slaví devadesátiny

Richard Vyškovský se svým modelem cisternové stříkačky CAS 32 na podvozku Tatra...

Richard Vyškovský je pro laickou veřejnost nepříliš známé jméno, v modelářské komunitě je však doslova celebritou. S...

Největší dobrodružství 20. století začalo o tři čtvrtě sekundy později

Tři Američané právě odstartovali na misi, kterou bedlivě sleduje celý svět.

Ani ostřílený hlasatel vesmírného střediska na Mysu Canaveral nedokáže zakrýt pohnutí. Je 16. července 1969, 9:32 ráno...

Další z rubriky

„Psí oči“ nejsou náhoda, ale dílo evoluce. Psi si na ně vyvinuli svaly

Pes (ilustrační foto)

Ten nevinný pohled zná každý. Když upře čtyřnohý přítel na svého pána „psí oči“, vzbudí to širokou škálu emocí....

Mytická studená fúze funguje. Neprodukuje však energii, nýbrž peníze

Větší demonstrační systém E-Cat, který podle Itala Andrea Rossiho měl ukázat...

Brad Pitt, vdova po Stevu Jobsovi a velký britský investiční fond vložili desítky milionů dolarů do firmy, která se...

Postavte si dělo na vatové tyčinky. Je to zábava a něco se naučíte

Jedním z makerů, který bude na Maker Faire Prague 2019 vystavovat je Matěj...

Cílem není získat stroj roznášející hrůzu a smrt, ale pobavit se při výrobě funkčního kanónu na vatové tyčinky. A taky...

NÁZORY: Jaké léky pro děti vzít na dovolenou?
NÁZORY: Jaké léky pro děti vzít na dovolenou?

Jaké léky s sebou berete na dovolenou pro děti?

Najdete na iDNES.cz