Geneticky upravená prasátka dávají naději na léčbu smrtelné nemoci

Huntingtonova choroba je nevyléčitelná dědičná nemoc, která postihuje lidský mozek. Vědci v Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR v Liběchově u Mělníka zkoumají, jak se tato genetická porucha projevuje na miniprasatech. Otevírají tím cestu k léčbě lidí, kteří nemocí trpí. Jak unikátní výzkum probíhá? Vysvětluje Zdeňka Ellederová, která v Liběchově vede jednu z laboratoří. Jsme rádi, že můžeme ÚŽFG AV ČR podporovat.

Ústav v Liběchově je světově známý svým projektem geneticky modifikovaných prasat. Jaká je vaše role v něm?

Centrum PIGMOD vzniklo v roce 2012 hlavně zásluhou bývalého ředitele ústavu profesora Jana Motlíka, ten projekt vymyslel a získal na něj peníze z evropských fondů. Tradice výzkumu reprodukce a genetických modifikací je v Liběchově mnohem delší. V Centru PIGMOD vznikly nové, moderně vybavené laboratoře a operační sál. Pod Centrem fungují tři laboratoře – jednu z nich jsem v roce

2016 převzala po Štefanu Juhásovi, který se jako veterinární lékař nadále věnuje především operacím. Naše laboratoř má na starosti hlavně biomedicínský výzkum na prasatech. Asi patnáct let se zabývá Huntingtonovou chorobou, což je závažné lidské onemocnění postihující mozek, druhým směrem je výzkum možností léčby poškozené míchy pomocí kmenových buněk a nedávno jsme se zaměřili také na dědičná onemocnění sítnice oka. Laboratoř kolegy Petra Vodičky se věnuje studiu nádorového

onemocnění – melanomu a základnímu výzkumu Huntingtonovy choroby. Třetí laboratoř se věnuje poškození DNA a reprodukčnímu cyklu, tu nyní vede Dávid Drutovič.

Proč vlastně využíváte při zkoumání lidských chorob prasata?

Miniprase je jedinečný biomedicínský model. Je nám lidem velmi blízko, má stejnou hmotnost, takže se mu může dávkovat podobné množství léčiva, má velmi podobnou imunologickou odpověď, jeho mozek má stejné části, na které cílíme, díky tomu všemu je velmi vhodné pro důkladné ověření léčebných postupů u člověka. Samozřejmě jako model slouží i jiná zvířata, ale třeba myš je člověku mnohem vzdálenější a primát je sice bližší, ale je eticky problematické jejich využívání.

Jak dlouho již pomáhají v Liběchově prasata při výzkumu lidských chorob?

Americká nadace CHDI, která podporuje výzkum Huntingtonovy choroby, nám v roce 2007 věnovala peníze na vytvoření prvního prasečího modelu této neurodegenerativní choroby. První geneticky upravené neboli transgenní prasátko Adéla, do jehož genomu jsme vnesli mutovaný lidský gen, se narodilo o dva roky později. Samozřejmě předcházelo hodně nepovedených pokusů, ale stejně jsme získali slušný náskok před světem.

V Centru PIGMOD se narodily již čtyři generace trans­genních miniprasat, dnes jich u nás máme více než dvě stovky. Nevyužíváme je jenom jako modely Huntingtonovy choroby, ale i dalších lidských nemocí. Kromě geneticky modifikovaných zvířat v našich stájích máme také vyšlechtěná melanomová prasátka, na nichž kole­gové studují nádory kůže.

„Je úžas­né, že můžeme přiložit ruku k dílu…“

Jak vlastně studium lidské choroby na zvířeti probíhá?

V genu je uložena instrukce pro tvorbu bílkoviny, která je nezbytná pro zdravou funkci mozku. Chyba v genu způ­sobí, že dříve užitečná bílkovina začne neuronům škodit. Do genomu zvířete vneseme „špatný“ gen, který způso­buje smrtelnou nemoc u lidí, a zkoumáme, jak se gene­tická mutace projevuje a jak je možné postup choroby zvrátit. Ale jdeme ještě dál, snažíme se, aby se naše výsledky promítly až do skutečné léčby lidí. Teď například testujeme ve spolupráci s nizozemskou farmaceutickou firmou uniQure látku, která má snížit množství „špatné“ bílkoviny v mozku. Transgenním miniprasatům jsme vstříkli látku do mozku a výsledky potěšily nejen nás, protože uniQure již dostal povolení zkoušet látku v kli­nických studiích na lidských pacientech. Zatím se zdá, že vše funguje bez vedlejších účinků, a po studii v USA byla schválena i studie evropská. Podobně spolupracu­jeme ještě s japonskou farmaceutickou firmou Takeda. Terapeutický přístup je trochu jiný, cílíme na jeden určitý úsek genu, uvidíme, jaké budou výsledky.

Dosud žádný lék neexistuje?

Zatím jsou k dispozici jen léky, které zmírňují příznaky choroby, ale nemoc nezastaví ani nevyléčí. Pokud by lát­ka, kterou jsme na našich prasátkách vyzkoušeli, prošla i klinickými testy, bylo by to úžasné. Chodíme na setká­ní pacientů s Huntingtonovou chorobou a sledujeme smutné osudy nemocných i jejich rodin – takže je úžas­né, že můžeme přiložit ruku k dílu a že snad i díky naší práci těm lidem svítá naděje. I když cíl – účinný lék – je ještě daleko.

Spolupracujete i s jinými výzkumnými institucemi?

Náš prasečí model je unikátní, je to naše „rodinné zlato“, takže zájem o jeho využití je veliký. Kromě spolupráce s Kalifornskou univerzitou v San Diegu zmíním důle­žitou spolupráci s univerzitami v Mnichově a v Mainzu (Mohuči). Společně zkoumáme model závažného dě­dičného onemocnění oka, Usherova syndromu, které se projevuje úplnou hluchotou od narození a progre­sivní slepotou s věkem. Na vině je opět vadný gen a my se snažíme dostat nezbytnou bílkovinu pomocí vekto­rů do sítnice, a tak zastavit její degradaci. Podařilo se nám odchovat selátka s Usherovým syndromem hned na první pokus, teď ověřujeme, jestli je terapie účinná a bezpečná. I zde naše bádání podporují finančně ame­rické nadace – Odylia a Usher 2020. A podobně je to v dalších případech dědičných nemocí: pokoušíme se dostat do organismu chybějící gen a doufáme, že ge­nová terapie jednou pomůže léčit dosud nevyléčitelné nemoci.

Vy se teď vracíte do ústavu po určité přestávce…

Po rodičovské dovolené. Holčička se mi narodila v roce 2021 přímo na apríla, po osmi měsících se vracím na malý úvazek. Ale celou dobu jsem alespoň částečně pracovala z domova, nechtěla jsem svůj projekt opustit.

Podpora žen-vědkyň, které musí skloubit práci s ma­teřstvím, u nás bývala velká bolest. Jaký přístup jste zažila vy?

Jsem velice spokojená, mám ty nejlepší zkušenosti na všech pracovištích a asi štěstí na vstřícné šéfy. První syn se mi narodil během postdoktorského pobytu v San Die­gu, zpátky jsem se mohla vrátit po třech měsících na zkrácený úvazek, do porodu jsem byla v laboratoři od rána do večera, v sobotu v neděli. Ženy v Americe ma­teřskou prakticky nemají, a tak jsem to musela zvládnout za vydatné pomoci maminek, mojí i manželovy, které nám jezdily vypomáhat. Po návratu do Česka, to už jsme měli tři děti, jsem hledala práci na půl úvazku. Profesor Motlík mi ji nabídl, a tak jsem se vrátila do Liběchova. Dělala jsem, co jsem mohla, abych nešidila ani práci, ani děti. To se snad podařilo.

Ing. Zdeňka Ellederová, Ph.D.

Narodila se v roce 1977 v Praze. Studovala biochemii a biomedicínské inženýrství na pražské Vysoké škole chemicko-technologické, kterou absolvovala v roce 2000. Doktorát dokončila o čtyři roky později ve Výzkumném ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR v Liběchově. V říjnu 2004 odjela na postdoktorské studium do Spojených států, kde několik let pracovala ve Středisku Sidneyho Kimmela pro výzkum rakoviny v San Diegu. Po návratu z USA nastoupila znovu do výzkumného ústavu v Liběchově a rozvíjela svou původní práci – základní výzkum reprodukce a buněčného cyklu. Postupně se začala věnovat studiu mechanismů Huntingtonovy nemoci a dalších dědičných onemocnění i možnostem jejich léčby. V roce 2016 převzala vedení laboratoře.