Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

DNA tam, kde by sme ju nečakali

.peter Celec .časopis .veda

Vzhľadom na to, ako často Nobelov výbor svojimi rozhodnutiami prekvapí, neradno dopredu tipovať laureátov Nobelových cien. Ale niekedy sa to dá urobiť pomerne spoľahlivo.

Vcelku jednoduché to bolo pri objave spôsobu indukcie tzv. pluripotentných kmeňových buniek prof. Yamanakom. Bol to veľký objav, rýchlo reprodukovaný a s mnohými praktickými aplikáciami. Podobne sa dá predpokladať, že Nobelovu cenu za medicínu alebo fyziológiu dostane prof. Dennis Yuk-ming Lo. Možno ešte nie tento rok, ale raz určite.
Dennis Lo sa mal stať lekárom, tak to chceli jeho rodičia, najmä otec – psychiater. Aby vzdelanie stálo za to, vybral sa mladý Dennis z rodného Hongkongu – vtedy ešte britskej kolónie – do Anglicka, a to hneď na Cambridge. Tam absolvoval predklinické štúdium, klinické potom v Oxforde, kde pokračoval aj v rámci postgraduálu.
Cieľ bol jasný – zistiť, či sa v krvi tehotnej ženy nachádzajú bunky plodu. V literatúre už o tom existovali indície, ale väčšina prác sa nedala dobre zreprodukovať. Nebolo jasné, či išlo o skutočný nález veľmi vzácne sa vyskytujúcich buniek plodu, alebo len o falošne pozitívne výsledky. V tom čase bola k dispozícii nová metóda na detekciu DNA – polymerázová reťazová reakcia, ktorú Kary Mullis vylepšil tak, že bola jednoducho použiteľná a extrémne senzitívna. Dostal za to Nobelovku v 1993. Dennisova ázijská trpezlivosť a pracovitosť, skombinovaná s vynikajúcim školiteľom a motivujúcim prostredím, viedli rýchlo k úspechu. Už ako 26-ročný publikoval ako prvý autor článok v jednom z najlepších klinických časopisov – Lancet. To bol ten rok, čo si náš premiér nevšimol, iní zas kachličkovali, ale väčšina sveta ho oslavuje pre pád Berlínskeho múru.
Dennis Lo dokázal prítomnosť DNA sekvencií z Y chromozómu v krvi tehotných žien, ktoré mali porodiť chlapcov, ale nie u tých, ktoré mali pod srdcom dievčatká. Keď sa bunky plodu nachádzajú v krvi tehotnej, potom by malo byť možné robiť z odberu krvi prenatálnu genetickú diagnostiku plodu. Len keby tej DNA plodu bolo trochu viac. Nasledovné roky sa intenzívne snažil získať viac DNA plodu, ale kľúčový moment prišiel v roku 2006. Viacero publikácií ukázalo, že u pacientov s rakovinou sa DNA nádoru nachádza v krvnej plazme, čiže mimo buniek. Dennisovi napadlo, že aspoň z molekulárno-biologického hľadiska je plod v matke podobný rastúcemu nádoru a z rozpadajúcich sa buniek placenty sa DNA môže uvoľňovať podobne ako z nádorových buniek.
Krv je zložená z buniek – rôznych krviniek a tekutej časti, tzv. plazmy. Dennis Lo hľadal celé roky bunky plodu práve medzi bunkami budúcej matky, ale až v 1996 sa pozrel na plazmu, ktorú predtým po centrifugácii krvi vylieval. O rok na to už publikoval ďalší článok v Lancete, tentoraz o tom, že DNA plodu sa nachádza v plazme tehotnej, a teda mimo buniek. Tento článok naštartoval intenzívny výskum po celom svete. Podiel DNA plodu na celkovej plazmatickej DNA sa ukázal až 5 až 10 percent. A to by už mohlo byť dosť aj na genetickú diagnostiku.

.diagnostika
Svätým grálom prenatálnej medicíny je neinvazívna diagnostika Downovho syndrómu. Každá tehotná žena je vyšetrovaná už na začiatku tehotnosti na odhadnutie rizika tohto a zopár ďalších syndrómov. Ak je to riziko vysoké, odporúča sa amniocentéza – odber plodovej vody, kde sú aj bunky plodu a ich analýzou sa dá vývinová porucha potvrdiť alebo vyvrátiť. Drvivá väčšina týchto odberov dopadne dobre. Lenže, hoci je amniocentéza relatívne bezpečná, predsa len je spojená s istým rizikom pre plod. A to riziko nie je veľmi odlišné od pravdepodobnosti, že odber bude pozitívny a diagnostikuje sa napr. Downov syndróm. Ako ženy postupne odkladajú tehotenstvo na čoraz vyšší vek, stúpa aj riziko Downovho syndrómu, a tak je tých odberov plodových vôd potrebných čoraz viac. Čo keby sme sa k DNA plodu vedeli dostať jednoduchšie?
Na diagnostiku Downovho syndrómu z buniek plodu v plodovej vode sa stačí pozrieť do mikroskopu a zrátať chromozómy – ak tam sú 3, a nie 2 kópie chromozómu 21, je to jasné. Na analýzu DNA mikroskop nestačí. Polymerázová reťazová reakcia umožňuje zistenie pohlavia plodu, prípadne jeho krvnej skupiny, čo sú často medicínsky dôležité informácie. Na diagnostiku nesprávneho počtu chromozómov však treba plazmatickú DNA prečítať – osekvenovať, a to veľakrát. Len čo boli vyvinuté prístroje na čítanie DNA – sekvenátory novej generácie, Dennis Lo vedel, ako ich využiť. V roku 2008 dosiahol to, k čomu jeho dlhoročná robota smerovala. V časopise PNAS publikoval so svojím tímom štúdiu, v ktorej ukázal, že pomocou sekvenovania plazmatickej DNA tehotných žien možno diagnostikovať Downov syndróm plodu.
Relatívne rýchlo po objave DNA plodu v plazme tehotnej bolo ukázané, že u žien, ktoré trpia preeklampsiou, je tej voľnej fetálnej DNA akosi viac. Preeklampsia je jedno z najčastejších závažných chorôb u tehotných. Vie sa, že sa poškodzuje obličky, zvyšuje sa krvný tlak a niekedy sa aj kazí zrážací systém krvi. Nevie sa však ani náznakovo, prečo táto choroba vôbec vzniká.
Väčšina odborníkov si myslí, že viac DNA plodu je v plazme budúcej matky preto, lebo sa pri preeklampsii poškodzuje placenta a z nej sa fetálna DNA uvoľňuje. Bolo by to možné, keby niektoré veľké a náročné štúdie neukázali, že DNA plodu je v matkinom obehu vyššia ešte predtým, než sa preeklampsia prejaví.
Nám v našom ústave napadlo, že by to mohlo byť opačne a že práve vyššia fetálna DNA by mohla byť príčinou, nie dôsledkom tejto choroby. Hypotézu sme síce mali dobrú, ale kým sme získali grant, už sme si len prečítali, ako írska skupina na myškách ukázala, že aplikácia DNA plodu tehotným myškám naozaj komplikuje ich graviditu a poškodzuje vývin plodov.
Fetálna DNA je totiž odlišná od DNA dospelého organizmu. (Pre odborníkov alebo veľkých zvedavcov – je hypometylovaná.) Imunitný systém takúto DNA rozpoznáva a aktivuje zápalovú odpoveď. Zápal poškodzuje cievy a tým zrejme aj obličky, zrážanie i placentu, čo zas ovplyvňuje vývin plodov. Podobá sa to na elegantnú štúdiu prof. Hausera z Harvardu, publikovanú v Nature pred štyrmi rokmi. Tam ukázali, prečo rozsiahle poškodenie tkanív napríklad pri autonehodách alebo zasypaní aj bez infekcie spôsobuje stav podobný sepse čiže infekcii. Spôsobuje to uvoľnenie mitochondrií z buniek. V evolúcii boli pôvodne baktériami a bakteriálnu DNA zas náš imunitný systém rozpoznáva a naštartuje zápal.
Prečo je to všetko dôležité? Lebo ak nepoznáme príčinu preeklampsie, nemožno sa čudovať, že jedinou zmysluplnou liečbou je skorý pôrod. A to pre plod nie je ideálne riešenie. Ak by DNA plodu bola jednou z príčin preeklampsie, dalo by sa popracovať na cielenej liečbe.

.patenty
Budúce mamy a otcovia sú ideálni zákazníci – nakupujú emotívne, stačí sa pozrieť do špecializovaných obchodov, za čo sú ochotní platiť. Len nech majú pocit, že pre potomka urobili „všetko“. Do balíka patrí aj taký produkt, ako odber pupočníkovej krvi a pod. Samozrejme, aj prenatálna diagnostika je veľký biznis. Americká firma Sequenom však mala voči konkurentom veľkú výhodu – spolupracovala s Dennisom Lo. Spoločný patent na diagnostické využitie DNA plodu v plazme a iných telesných tekutinách tehotnej bol zárukou veľkých ziskov.
Až minulý rok federálny súd v USA rozhodol, že patent Sequenom vôbec nemal dostať. Vraj ide o prírodný jav a tie nemožno patentovať. Právnici sa budú ešte dlho o tom sporiť, ale dôsledok do budúcna je jasný. Podobné rozhodnutie už súd vydal pri firme Myriad Genetics, ktorá vlastnila patent na analýzu génov súvisiacich s rizikom rakoviny prsníka. Pacienti proti patentu protestovali, verejná mienka bola voči firme jednoznačne negatívna. Súd rozhodol a patent neplatí, pacienti oslavovali, že test bude voľne dostupný. Prvoplánovú radosť však vystriedalo vytriezvenie. Do ďalších podobných projektov už totiž nikto nechce investovať, keďže by išlo o istú stratu.
Dennis Lo v Hongkongu na svojom ústave vytvoril veľmi silnú a produktívnu skupinu, ktorá je lídrom v oblasti prenatálnej diagnostiky. Nás môže len tešiť, že v tíme má Slovensko zastúpenie. Ale sú aj iní, ktorí pomocou objavov Dennisa Lo posúvajú hranice možného. V USA sa podarilo prečítať a poskladať celý genóm plodu len z analýzy plazmatickej DNA tehotnej. Pri stále klesajúcich nákladoch na čítanie-sekvenovanie DNA je len otázkou času, keď sa stane takáto analýza rutinou.
Tehotná žena pôjde na odbery ako doteraz. Len z jej krvi sa oddelí plazma, z nej sa izoluje DNA a po prečítaní, respektíve analýze dostane USB kľúč, prípadne kartičku zdravotnej poisťovne s celou sekvenciou DNA svojho potomka. Ak bude mať dobrého lekára, ten už bude sekvenciu vedieť interpretovať a personalizovať ďalší skríning, prevenciu, prípadne aj liečbu. Bioetici sa obávajú častejších potratov, ale v skutočnosti je to naopak. Čím viac o pacientovi vieme, tým lepšiu starostlivosť mu môžeme poskytnúť, a to platí aj pre ešte nenarodené deti. Nie je lepšie nevedieť.
Objavy Dennisa Lo však už dnes zmenili starostlivosť o tehotné ženy. Vo viacerých krajinách sa analýza fetálnej DNA v krvi tehotnej stala súčasťou rutinného skríningu chromozómových mutácií. A aj v krajinách, kde zdravotné poisťovne, zdá sa, prestali sledovať vývoj v medicíne po roku 1948, už je takáto analýza možná, len si ju treba zaplatiť. Ceny sa pohybujú na úrovni kvalitnejšieho baby monitora s kamerou a hlavne stále klesajú. Zostáva mi záhadou, prečo napríklad takéto testy naše zdravotné poisťovne neponúkajú ako konkurenčnú výhodu. Nič to však nemení na obrovskom význame výskumu, ktorý prof. Dennis Lo urobil. Nielenže inšpiroval mnohých vedcov po svete, ale výrazne ovplyvnil už aj klinickú prax v neinvazívnej prenatálnej diagnostike. Myslím, že málokto je tak vhodným kandidátom na Nobelovu cenu. Argumentom proti je, že na svojich objavoch aj zarobil. A to sa neodpúšťa...nielen na Slovensku.
.autor je lekár a vedec.

Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia
.neprehliadnite