Synopse: Biotechnologie

Bakterie porážejí nádory
Infekce trénují imunitní systém, aby ničil rakovinné buňky

Kontext: Mnoho klinických lékařů a výzkumníků se pokouší léčit rakovinu, aniž by se uchýlili k oslabující chemo- a radioterapii. Ale i léky s magickou střelou, které se zaměřují speciálně na rakovinné buňky, mají vážné vedlejší účinky. Lepší možností může být trénovat vlastní imunitní systém pacienta, aby napadl nádory. Nyní vědci z Johns Hopkins University pod vedením Berta Vogelsteina zjistili, že bakterie jsou slibné jako prostředek k aktivaci imunitního systému a mohou být použity k léčbě rakoviny jater, plic a slinivky břišní.

Tento příběh byl součástí našeho vydání z února 2005

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Metody a výsledky: Zvířatům s rakovinnými nádory byly injekčně podány bakterie, kterým se daří v okysličených centrech pevných nádorů a odumírají ve zdravých, okysličených tkáních. Vědci doufali, že bakterie zničí nádory zevnitř ven a zanechají vnější okraj rakovinných buněk, které lze snadněji léčit standardními terapiemi. Právě to udělaly bakterie. Vědci však také zjistili, že infekce často přiměla imunitní systém subjektu rozpoznat rakovinu a napadnout ji. U 23 ze 70 testovaných zvířat tato imunitní reakce zničila zbytky nádoru bez další terapie. Dokonce i poté, co bakteriální infekce zmizely, imunitní systém zvířat napadl nově injikované rakovinné buňky typu, který byl úspěšně léčen. Léčba měla podobné účinky u myší i králíků, takže je pravděpodobné, že by mohla fungovat i u jiných druhů, včetně lidí.

Proč na tom záleží: Ideální léčba rakoviny, jak si v současnosti představujeme, by zabila rakovinné buňky, aniž by poškodila ty zdravé. Metoda Hopkinsových výzkumníků jde ještě dále a připravuje imunitní systém na porážku rakovinných buněk, které zůstaly po zničení nádoru. Zatím se nezdá, že by bakteriální terapie měla vedlejší účinky spojené se současnou léčbou rakoviny. Samozřejmě, že mnoho slibných léčebných postupů na zvířatech zklamalo v testech na lidech. Pokud se však terapie ukáže jako bezpečná a účinná pro lidi, pacienti s rakovinou by mohli v budoucnu hledat mnohem úspěšnější a pohodlnější způsoby léčby.

Zdroj: Agrawal, N. et al. 2004. Bakteriolytická terapie může vyvolat silnou imunitní odpověď proti experimentálním nádorům. Proceedings of the National Academy of Sciences 101: 15172-15177.

Problém v elektrárně buňky
Stárnoucí nemoci jsou spojeny s mitochondriálním genem

Kontext: Pokud máte vysoký krevní tlak, je pravděpodobnější, že budete obézní a budete mít vysoký cholesterol a řadu dalších nezdravých stavů. Nedávné důkazy naznačují, že obezita brání buňkám v těle, aby správně reagovaly na hladinu cukru v krvi, což vede k cukrovce. Proč jsou však tyto stavy spojeny s vysokým krevním tlakem, je stále špatně pochopeno. Tým výzkumníků z Yale University a State University of New York Upstate Medical University hledal odpověď v genetice a našel ji v mitochondriích. Většina buněk obsahuje stovky mitochondrií, tyčovitých struktur, které vznikly před miliardami let, kdy buňka pohltila bakterii, ale nezničila ji. Nyní potomci bakterie pomáhají buňkám těla přeměňovat potravu na energii.

Metody a výsledky: Frederick Wilson z Yale a jeho kolegové studovali rodinu s vysokým výskytem onemocnění spojených s hypertenzí a sledovali dědičnost u 142 pokrevních příbuzných během čtyř generací. Po zohlednění rozdílů ve věku, váze a užívání léků našli vědci jasný vzorec dědičnosti. Všechny stavy sestoupily přes mateřskou linii, což naznačuje, že gen viníka byl mitochondriální. (Mitochondrie člověka pocházejí z mitochondrií původně přítomných ve vajíčku a mají vlastní DNA podobnou bakteriím.) Úplná sekvence mitochondriálního genomu postižených členů rodiny odhalila 14 rozdílů od standardních sekvencí. U třinácti bylo dříve hlášeno, že nemá žádný dopad. 14. byla nová a byla mapována na gen pro přenosovou RNA, molekulu nezbytnou pro stavbu proteinů. Ve skutečnosti je gen konstantní napříč zvířaty, houbami, rostlinami a dokonce i bakteriemi.

Proč na tom záleží: Na pozadí hlučných studií, které ukazují, jak lze srdeční choroby, deprese a další komplexní choroby připsat malým účinkům mnoha genů, výzkum Wilsona a jeho kolegů ukazuje, že jeden gen může být spojen s mnoha onemocněními. Ještě důležitější je, že výzkum připíná odpovědnost za několik onemocnění na mitochondrie, jejichž funkce s věkem klesá. Ti, kteří hledají pramen mládí nebo jen doufají, že odvrátijí pustošení stáří, mohou těžit z dalších studií těchto pozůstatků starověkých bakterií.

Zdroj: Wilson, F. H. et al. 2004. Shluk metabolických defektů způsobených mutací v mitochondriální tRNA. Science 306: 1190-1194.

Embryonální kmenové buňky snadno?
Technika vytváření kmenových buněk může být méně náročná na práci – a méně kontroverzní

Kontext: Pokud máte vysoký krevní tlak, je pravděpodobnější, že budete obézní a budete mít vysoký cholesterol a řadu dalších nezdravých stavů. Nedávné důkazy naznačují, že obezita brání buňkám v těle, aby správně reagovaly na hladinu cukru v krvi, což vede k cukrovce. Proč jsou však tyto stavy spojeny s vysokým krevním tlakem, je stále špatně pochopeno. Tým výzkumníků z Yale University a State University of New York Upstate Medical University hledal odpověď v genetice a našel ji v mitochondriích. Většina buněk obsahuje stovky mitochondrií, tyčovitých struktur, které vznikly před miliardami let, kdy buňka pohltila bakterii, ale nezničila ji. Nyní potomci bakterie pomáhají buňkám těla přeměňovat potravu na energii.

Metody a výsledky: Frederick Wilson z Yale a jeho kolegové studovali rodinu s vysokým výskytem onemocnění spojených s hypertenzí a sledovali dědičnost u 142 pokrevních příbuzných během čtyř generací. Po zohlednění rozdílů ve věku, váze a užívání léků našli vědci jasný vzorec dědičnosti. Všechny stavy sestoupily přes mateřskou linii, což naznačuje, že gen viníka byl mitochondriální. (Mitochondrie člověka pocházejí z mitochondrií původně přítomných ve vajíčku a mají vlastní DNA podobnou bakteriím.) Úplná sekvence mitochondriálního genomu postižených členů rodiny odhalila 14 rozdílů od standardních sekvencí. U třinácti bylo dříve hlášeno, že nemá žádný dopad. 14. byla nová a byla mapována na gen pro přenosovou RNA, molekulu nezbytnou pro stavbu proteinů. Ve skutečnosti je gen konstantní napříč zvířaty, houbami, rostlinami a dokonce i bakteriemi.

Proč na tom záleží: Na pozadí hlučných studií, které ukazují, jak lze srdeční choroby, deprese a další komplexní choroby připsat malým účinkům mnoha genů, výzkum Wilsona a jeho kolegů ukazuje, že jeden gen může být spojen s mnoha onemocněními. Ještě důležitější je, že výzkum připíná odpovědnost za několik onemocnění na mitochondrie, jejichž funkce s věkem klesá. Ti, kteří hledají pramen mládí nebo jen doufají, že odvrátijí pustošení stáří, mohou těžit z dalších studií těchto pozůstatků starověkých bakterií.

Zdroj: Wilson, F. H. et al. 2004. Shluk metabolických defektů způsobených mutací v mitochondriální tRNA. Science 306: 1190-1194.

skrýt