Příliš brzo na zázraky

Dva nejprestižnější vědecké časopisy Nature a Science zveřejnily ve svých únorových číslech mapy lidského genomu. Na takový impulz přirozeně zareagovala média po celém světě. V uplynulých týdnech tak v tisku nebyla nouze o spekulace, podle nichž lze v souvislosti s rozluštěním lidského genomu očekávat v blízké budoucnosti zásadní pokrok v léčení těžkých nemocí. Namístě je však spíše zdrženlivost…

Tělo jako megapole

Důvodů ke zdravé skepsi je hned několik. Především je však dobré si ujasnit, jak daleko naše poznání sebe samých zmapováním lidského genomu vlastně dospělo.

Lidský genom – tedy soubor informací potřebných pro náš život – si můžeme pro názornost představit třeba jako rozsáhlý archiv výkresů sloužících k výrobě nějakého velmi komplikovaného automobilu (buňky). Kvůli přehlednosti je archiv rozdělen na 23 oddělení (jednotlivé chromozomy) a je zdvojen pro případ, že by jeho část byla zničena (každá normální lidská buňka má dvě kompletní sady, tj. 46 chromozomů). Celkový počet výkresů ve všech odděleních se pak pohybuje mezi 32-39 tisíci (jednotlivé geny). Část výkresů přitom slouží k výrobě jednotlivých automobilových součástek (bílkovin), ostatní pak pro informaci, v jakém pořadí a množství mají být tyto součástky vyráběny a jak se mají smontovat (regulační geny). Podobně jako součástky automobilu, také bílkoviny v lidské buňce spolu komunikují. Vzájemně si předávají informace o stavu vnitřního a vnějšího prostředí, plní kontrolní funkce a chrání buňku před zničením.

Tím jsou však možnosti použité analogie vyčerpány. Zatímco automobilová továrna produkuje najednou nanejvýše několik modelů, v lidském těle je přítomno na 300 různých druhů buněk s velmi rozmanitými funkcemi a vlastnostmi, které jsou dány časovou posloupností, v níž jsou jednotlivé geny buňky aktivovány a opět uspávány. Blízké i vzdálené buňky přitom spolu navzájem komunikují, proto se musí naše fiktivní supertovárna na rozdíl od běžné automobilky zabývat i stavbou silnic, čerpacích stanic či semaforů. Lidské tělo lze tedy v použitém modelu nakonec přirovnat k velké metropoli s extrémně složitým dopravním systémem.

Zůstaneme-li u příměru, můžeme pak říci, že slavným zmapováním lidského genomu jsme si zatím pouze zkatalogizovali jednotlivé položky archivu, přičemž často ani nevíme, k čemu slouží nebo jak vůbec vypadají součástky, které jsou podle nákresů vyráběny. Teprve až budeme znát nejen zákonitosti, jimiž je řízeno fungování jednotlivých lidských buněk, ale i jejich vzájemné vztahy, budeme moci říci, že skutečně rozumíme lidské biologii. Pak snad budou spekulace o převratných léčebných postupech namístě.

Bloudění s mapou v ruce

Zkoumání biologických procesů v lidském organismu samozřejmě probíhalo už dávno před zmapováním lidského genomu, a máme tak k dispozici obstojné množství poznatků. Nemohla by nám tedy teď jít díky rozluštění genové mapy práce od ruky přece jen rychleji, zvláště když mapa obsahuje zhruba třikrát méně genů, než se očekávalo?

Není to tak jisté. Jeden gen totiž může produkovat i několik různých bílkovin, které jsou dále v průběhu života buňky upravovány, přičemž dochází ke změně jejich struktury i funkce, již u většiny bílkovin dosud ani neznáme. Umíme sice pomocí biočipů ve zdravé či nemocné tkáni zkoumat několik tisíc genů najednou, to nám však může pouze říci, které geny jsou v dotyčné buňce aktivní, přičemž ve většině případů je obtížné odlišit, zda se jedná o fyziologickou aktivaci zcela normálního genu, o aktivaci patologickou či o strukturální změnu – mutaci. Přehnaný optimismus, že by nás samotný fakt zmapování lidského genomu výrazně posunul k jeho rychlému praktickému využití, tedy opravdu není oprávněný.

Pro představu, jak složitá je cesta od objevu k jeho aplikaci, může posloužit příklad nemoci, která je do značné míry způsobena poruchou jednoho jediného genu. V roce 1960 byla u chronické myeloidní leukémie zjištěna porucha genetického materiálu. Až za 13 let se však podařilo odhalit podstatu poruchy, která spočívá ve výměně genetického materiálu mezi chromozomy 9 a 22. Další léta trvalo, než se podařilo objevit strukturu a funkci bílkoviny, která je nově vzniklým genem produkována a která aktivuje celou řadu mechanismů, vedoucích ke zvýšenému množení krvinek a k jejich neochotě podstoupit programovanou buněčnou smrt (apoptózu). Teprve v roce 1998, tedy po téměř 40 letech od zjištění genetické podstaty nemoci, byl vyvinut použitelný lék (STI 571 či Glivac), který je schopen působení patologické bílkoviny blokovat, aniž by přitom poškozoval zdravé tkáně jako běžná cytostatika.

S rozvojem počítačové biologie by dnes bylo samozřejmě možné takový objev aplikovat podstatně rychleji. Na druhé straně však chronická myeloidní leukémie představuje vskutku výjimečně jednoduchý problém – u většiny ostatních genově zprostředkovaných onemocnění je genů s porušenou funkcí podstatně více. I když se nám podaří tyto geny či příslušné bílkoviny a jejich funkci identifikovat, bude obtížné do extrémně složitého mechanismu lidského těla zasáhnout tak, abychom ve snaze opravit určité součásti nepoškodili jiné, eventuálně nespustili mechanismy, které povedou k tomu, že náš zásah vyzní naprázdno.

Temná proroctví ohlašující dnes prudký růst cen genové medicíny a prohloubení nerovnosti v přístupu ke zdravotní péči tak mají i svou optimistickou variantu. Stejně jako u spotřební elektroniky je možno i v medicíně časem počítat se zlevněním špičkových technologií, které umožní široký přístup k finančně dostupným a efektivním lékům s menším množstvím nežádoucích účinků. Na zdanění genové léčby si ale budou muset ministři financí ještě nějakou chvíli počkat.

Robert Pytlík, Respekt, 7.5.2001 (autor je lékař)

Ohodnoťte tento článek!