Vpichujeme lék na Huntingtonovu chorobu prasatům do mozku

Osmiletý Bruno je trochu neohrabaný, zadní nohy se mu podlamují, jazyk visí z tlamy. Na to, že je více než stokilovým prasetem v pokročilém věku, si počíná celkem živě, přesto zdaleka ne tak čile jako prasata, která byla na „hřišti“ před ním. I on sice nadšeně hledá piškoty na dně kovových jamek, ale z těch užších je svým ochablým jazykem už nedokáže vydolovat. Vstoupit na houpačku i na pohyblivý chodník odmítá. Je také mrzutější a od jeho tlamy s velkými zuby je radno se držet dál.

Bruno se od běžných miniprasat (poněkud zavádějící termín vzhledem k mohutnosti a váze zvířat) liší v jedné důležité věci. Má ve své dědičné informaci krátkou sekvenci lidské DNA, kvůli níž mu v těle vzniká defektní verze proteinu zvaného huntingtin. Ta u lidí způsobuje Huntingtonovu chorobu, zatím neléčitelné, smrtelné onemocnění mozku a nervového systému, které se projevuje například třesem končetin, pohybovým postižením, zapomínáním  nakonec i demencí. „Vidíme, že u nich dochází k poškození nervových buněk. Klinické projevy nemoci ale maskuje to, že i zdravá zvířata kolem pátého roku začínají stárnout a hůř chodí. Musíme počkat, až budeme mít víc transgenních prasat ve vyšším věku, abychom mohli prokázat, že jsou skutečně nemocná,“ říká Zdenka Ellederová, která v Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově výzkum vede.

Jak jste prasata s lidským genem získali?

První prase se narodilo v roce 2009. Do DNA embryí miniprasat jsme tehdy pomocí viru vpravili část mutovaného lidského genu pro výrobu huntingtinu. Embrya byla vložena do dělohy a narodila z nich miniprasata, která se normálně rozmnožují a přenášejí lidský gen do dalších generací. Nevěděli jsme, kam přesně se v dědičné informaci prasat lidská DNA zařadí, ona je tam vlastně navíc. Nicméně to funguje: zjistili jsme, že v každé buňce zvířat vzniká mutovaný huntingtin, tedy stejný protein, který u lidí způsobuje Huntingtonovu chorobu.

K čemu je to dobré?

Můžeme nemoc lépe studovat. Miniprase je celkem velké zvíře, dospělé váží osmdesát až sto dvacet kilogramů. Má stejně dlouhý míšní kanál jako člověk a mnohem větší mozek než hlodavci, kteří se k výzkumu běžně používají.

Onemocní transgenní prasata stejně jako lidé?

Nejsou úplně zdravá, ale jestli se u nich nemoc opravdu fyzicky projevuje, to se nám zatím nepodařilo prokázat. Vidíme, že u nich dochází k poškození nervových buněk. Klinické projevy nemoci ale maskuje to, že i zdravá zvířata kolem pátého roku začínají stárnout a hůř chodí. Musíme počkat, až budeme mít víc transgenních prasat ve vyšším věku, abychom mohli prokázat, že jsou skutečně nemocná.

Prasata necháváte například hledat piškoty ukryté v kovových jamkách. Jak ještě jejich pohybové a mentální schopnosti testujete?

Máme například koberec vybavený senzory, který měří chůzi prasete – jestli dokáže jít stejnoměrně. Dále používáme trenažér na běh, vlastně běžecký pás, který znáte z fit center. Když po něm prase kráčí, má na těle páskou připevněné snímače pohybu. Celkovou aktivitu zvířat snímáme senzory, které mají v obojcích na krku.  Snažíme se prasata také třeba vodit po takové kladině, abychom zjistili, jestli mají strach.

A co se ukazuje?

Pozorujeme, že transgenní prasata jsou ve vyšším věku opravdu nemotornější a také línější, třeba ráno před krmením. Jsou i bázlivější – chodí kolem klece, bojí se vnitřního prostoru. Bývají nervóznější, podobně jako lidé s Huntingtonovou chorobou - ti mívají deprese, strach a mohou být agresivní. Nejsou to ale změny, které by člověka praštily do očí.

Jakého věku se miniprasata běžně dožívají?

Asi dvanácti až patnácti let, ale nevíme to určitě. Většinu prasat totiž předtím utratíme v rámci experimentů.  Už dvě transgenní prasata nám ovšem zemřela jako devítiletá. Možná to bylo právě kvůli této nemoci, ale ani to jistě nevíme.

Je to z etického hlediska v pořádku? Prase je nám bližší než myš nebo potkan. Neměli bychom provádět testy třeba jen na hlodavcích?

Nové léčebné postupy jsou většinou opravdu vyvíjeny nejprve na hlodavcích. Ale před klinickým testováním na lidech je potřeba vhodný preklinický model, který je geneticky, anatomicky i fyziologicky podobnější člověku. Prasata jsou na rozdíl od psů a opic ekonomicky i eticky akceptovatelnější.

Prasata s mutovaným proteinem v těle se také snažíte experimentálně léčit.

Léčbu vyvinula nizozemská firma uniQure a my ji společně s ní testujeme. Vpichujeme prasatům do mozku nukleovou kyselinu, takzvanou mikro-RNA, zabalenou do jistého viru. Ten ji roznese do mozkových buněk, kde mikro-RNA zabrání přepisu informace z mutovaného lidského genu: jako by tento gen zaslepí, takže výroba defektního proteinu v buňkách klesá. Prokázali jsme, že je ho po léčbě méně v bazálních gangliích, což je část mozku nejvíc poškozená Huntingtonovou chorobou. Méně ho je i v mozkové kůře.

Pomáhá to prasatům?

Prasata, na kterých se léčba zkouší, jsou mladá a nemají žádné příznaky choroby, takže to nemůžeme říct. Cílem studie bylo zjistit, kde a o kolik se mutovaný huntingtin po aplikaci sníží. A také vyzkoušet léčbu způsobem, jakým by se časem mohla provádět na pacientech: tedy pomocí softwaru a snímku z magnetické rezonance, který přesně zaměří místo, kde vpich provést. Prokázali jsme také, že léčba je pro prasata bezpečná. To je důležité, protože firma uniQure chce léčbu možná už koncem příštího roku začít testovat na lidských pacientech.

Jaké metody léčby Huntingtonovy choroby se již klinicky testují? A kam po desetiletích výzkumu dospěla snaha opravovat lidské tělo na úrovni genů? Čtěte v novém respektu 39/2018 v textu Naděje v úzké jamce.