Co se bude dít nyní, když bylo dokončeno mapování lidského genomu?
Shrnujeme článek z deníku Financial Times z 2. září 2000.
Dokončení lidského genomu bylo možná velkým úspěchem pro člověka, ale je to velmi špatou zprávou pro myši. Další etapou je velký evropský projekt, v jehož rámci se mají u 40 000 myší vyvolat chemické mutace. To znamená, že dostanou tyto myši injekce chemické substance ENU, která poškozuje geny, aby jejich potomci trpěli defekty jako jsou šedý zákal, nenormální končetiny, hluchota a obezita.
Cílem těchto experimentů, v jejichž čele stojí výzkumné skupiny v Německu a MRC Mammalian Genetic Unit v Oxfordu, je zjistit odpovědi na závažné otázky, které právě vyvolává projekt genomu: "Co vlastně dělají všechny ty nově zmapované geny?"
Myší je využíváno při genetickém výzkumu velmi často, protože s námi sdílejí velké procento genů. Dozvíme-li se, například, že poškozený gen vyvolává problémy s dýcháním, znamená to, že v lidských plících téměř jistě funguje tentýž gen.
Rozsáhlé mutace genů u myší, to je však pouze jeden z několika velkých projektů, které mají být realizovány po ukončení mapování lidského genomu a které zjevně radikálně změní v nadcházejících desetiletích tvář lékařství.
Nejdříve je možno očekávat výsledky v oblasti jiného velmi aktuálního genetického výzkumu - léků individuálně přizpůsobených jednotlivým pacientům. Nový lék proti HIV, Ziagen, který má být brzo v Británii zaveden na trh, přijde s vlastním vybavením pro testování individuálních charakteristik pacientů, aby se zjistilo, že mají pacienti správné geny, které mohou mít z léku prospěch.
A zjišťování osobních genových charakteristik pacientů nezůstane omezeno jen na léky proti chorobě AIDS. Víte, který ze tří verzí genu CYP2D6 máte v těle? Velmi pravděpodobně nikoliv, ale brzo se to dozvíte. To je gen, který poskytuje kód pro enzym, který rozkládá asi 50 široce užívaných léků.
Jedna verze tohoto genu, kterou má v těle asi 1 procento Evropanů, působí neobyčejně rychle, jiná, kterou má v těle asi 6 procent Evropanů, naopak velmi pomalu. Máte-li v těle neobvyklé verze tohoto genu, může to vyvolat dramatické důsledky.Zatímco osoba, jejíž metabolismus je pomalý, potřebuje jen asi 20 miligramů protidepresivního léku nortriptylinu, osoby s rychlým metabolismem mohou potřebovat až 500 miligramů.
Osoby s rychlým metabolismem mohou utrpět z kodeinu důsledky předávkování morfia, kdežto osoby s pomalým metabolismem z toho kodeinu nemají žádný prospěch, i když u nich může dojít ke kolapsu z důsledku požití debrisoquinu, léku, který snižuje tlak.
Podnik jménem GeneSolve, což je partnerství mezi Dundee University a nedávno zprivatizovanou vládní chemickou laboratoří plánuje vyrábět chip, který by užívala každáá lékařská ordinace. Ten by lékaře informoval, jakou verzi genu CYP2D6 pacienti mají,a tak by umožnila personalizované lékařské předpisy.
Veškerá tato nová technologie má ovšem pro farmaceutické společnosti velmi záporný vedlejší efekt. Mají-li být farmaceutické společnosti schopny inzerovat, o kolik lepší budou nové individualizované léky, musely začít přiznávat nedostatky dosavadních léků, které jsou nyní v prodeji.
Například, velké procento pacientů vůbec nereaguje na často předepisované léky, jako jsou například statiny, které snižují koncentraci cholesterolu (30 procent) beta blockers (35 procent) a trojcyklová antidepresiva (50 procent).
A kromě toho, pacienti, zejména ti, kteří berou léky proti psychiatrickým nemocem, asto musejí čekat dlouhé měsíce a někdy až i rok, než zjistí, zda ty léky vůbec fungují.
Jedna americká studie zjistila, že každoročně zemře 160 000 pacientů a 2,2 miliony pacientů má záporné reakce na léky, což celkem stojí 100 miliard dolarů. Odhaduje se, že v Británii se dostává až 6 procent pacientů do nemocnice v důsledku požívání léků, které pacienti dostali na lékařský předpis. Oficiální počet osob, které mají v Británii ročně vážnou zápornou reakci na nějaký lék, je 20 000, avšak odborníci se domnívají, že je těch osob možná desetkrát tolik.
Avšak situaci v oboru lékařství nezlepší pouze individuálně připravené léky, dalším velkým krokem je proteomika - studie bílkovin. Jedna biotechnická firma, Structural GenomiX, plánuje investovat v následujících pěti letech 500 milionů dolarů do výzkumu, který má určit tvar asi 5000 bílkovin. Ve srovnání s bílkovinami - ty jsou právě produktem genů - mapování genomu bylo hračkou.
Bílkovin existuje několikrát více, než kolik existuje genů. Zatímco kyselina dezoxiribonukleová se skládá z kombinací jen čtyř písmen, bílkoviny jsou vybudovány ze sortimentu 20 aminokyselin. Každý z 250 druhů buněk lidského organismu produkuje odlišnou strukturu bílkovin a zatím vůbec nevíme, co většina těchto bílkovin způsobuje. Proteomika je příslibem, že bude možno daleko přesněji zaměřovat léky. V současnosti mají existující léky vliv jen na asi 500 bílkovin. Časem by se to mohlo zvýšit na 10 000 bílkovin.
Jednou z největších záhad ohledně bílkovin je to, že je každá z nich složena do složitého trojrozměrného tvaru. I když znáte recept na aminokyselinu, v současnosti nikdo neví, jak předpovědět, jaký bude tvar její konečné bílkoviny. Zjišťování tvaru bílkoviny - strukturální genomika - může poskytnout lékařům informace, k čemu ta bílkovina je, a může to ulehčit výrobu individuálně zaměřených léků, schopných jednotlivé bílkoviny ovlivnit.
Jak je celá věc složitá vyplývá z toho, že firma IBM začala budovat počítač, jménem Blue Gene, který prý bude pětsetkrát rychlejší než dnešní počítače. Tento počítač se bude snažit předpovídat, jakým způsobem se bílkovina složí,tím, že vypočítá atomovou sílu, působící na řetězec aminokyselin každou kvadriliontinu vteřiny. Očekává se, že bude trvat asi rok, než bude počítač schopen simulovat způsob, jakým se prostorově skládá jedna bílkovina - organismus to dělá téměř okamžitě.
