Výzkumný tým z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd vedený Davidem Staňkem vyvinul experimentální RNA terapii schopnou opravit genetickou poruchu spojenou s retinitis pigmentosa – dědičným onemocněním sítnice, které postupně vede ke ztrátě zraku.
Přichází nenápadně. Začne to lehce zhoršeným zrakem za tmy, pak se přidá i horší kvalita zraku za šera. Tím to ale nekončí, postupně lidé přicházejí o periferní vidění a nakonec vidí jen úzkým tunelem – a někdy mohou oslepnout úplně. Nemoc retinitis pigmentosa sice nemá české jméno, ale české pacienty postihuje: trpí jí u nás asi tři až čtyři tisíce lidí.
Retinitis pigmentosa sice patří mezi vzácná onemocnění, její dopad na život pacientů ale bývá zásadní. Postupná ztráta zraku ovlivňuje samostatnost, vzdělávání, pracovní uplatnění i běžné každodenní aktivity. Přes významný pokrok v genetice navíc pro většinu forem retinitis pigmentosa stále neexistuje léčba, která by přímo řešila jejich molekulární příčinu.
Právě tato výzva přivedla vědce z Ústavu molekulární genetiky k výzkumu genu PRPF31, který patří mezi nejčastější genetické příčiny tohoto onemocnění. Jejich cílem bylo nejen pochopit, jak mutace v tomto genu narušují fungování buněk, ale také najít způsob, jak vzniklou poruchu napravit.
Hledání příčiny
Mutací, které onemocnění retinitis pigmentosa způsobují, je celá řada, často se vyskytují v genech, které kódují proteiny úzce související s vizuálním vnímáním. Gen PRPF31, který vědci zkoumali, je nesmírně důležitý. Obsahuje totiž návod pro tvorbu proteinu, který je nutný pro proces nazývaný sestřih RNA. O co jde? Velmi zjednodušeně: než může buňka podle genu vytvořit protein, musí nejprve správně upravit jeho RNA kopii – odstranit nepotřebné části a spojit ty důležité.
„Pokud sestřih RNA neproběhne správně, buňka vytvoří chybnou instrukci a výsledkem je nedostatek funkčního proteinu,“ vysvětluje David Staněk, vedoucí Laboratoře biologie RNA na Ústavu molekulární genetiky Akademie věd. „Buňky lidské sítnice jsou na poruchy zpracování RNA mimořádně citlivé, i když stále přesně nevíme proč.“
Čeští vědci teď našli zatím neznámou mutaci v tomto genu u rodiny postižené nemocí retinitis pigmentosa. Mutace se nenachází v části genu, která přímo kóduje protein, ale v úseku, který bývá za normálních okolností během sestřihu RNA odstraněn, a mutace by tak produkci proteinu neměla ovlivnit. Mutace ale vytvoří falešný signál, který buněčný aparát úplně poplete, a RNA se zpracuje nesprávně. Výsledkem je nedostatek funkčního proteinu PRPF31 – a v důsledku nemoc ničící život.
Staněk a jeho kolegové v laboratoři vytvořili model, na kterém mohli přímo sledovat, jak mutace ovlivňuje zpracování RNA v sítnicových buňkách, a zároveň otestovat možné způsoby nápravy.
Od problému k řešení
V dalším kroku vědci přešli od analýzy problému k hledání jeho řešení. Navrhli model umělých molekul RNA, které se vážou na buněčnou RNA a dokážou ovlivnit její zpracování. A tyto konkrétní molekuly buňce „zavážou oči“, takže ona pak nevidí falešný signál z mutace a může načítat genetickou informaci správně.
„Nejzajímavější na celé práci je, že jsme nejen popsali mutaci a pochopili její důsledky, ale zároveň navrhli molekulu, která dokáže vzniklou poruchu alespoň částečně opravit v sítnicových buňkách vytvořených z buněk pacientů,“ doplňuje Staněk. „Stále jde o experimentální výzkum, nikoli o léčbu připravenou pro pacienty. Ukazuje však, že je možné cílit na konkrétní molekulární příčinu onemocnění s velkou přesností.“
Studie posouvá poznání hned ve dvou směrech. Zaprvé popisuje novou mutaci způsobující retinitis pigmentosa v nekódující oblasti genu, které jsou většinou při genetickém mapování přehlíženy. Zadruhé ukazuje, že tuto poruchu lze pomocí cílené terapie korigovat a obnovit tvorbu chybějícího proteinu v buněčném modelu onemocnění.
Kdy bude lék v lékárnách?
Výzkum je jedna věc, ale nemocné nejspíš nejvíce zajímá, kdy se dostanou k léku. V tomto případě to bude ještě nějakou dobu trvat. Obor RNA léčiv se sice rychle rozvíjí a právě oko je nadějným cílem (kdyby se něco pokazilo, je dostatečně izolované, aby se problém nepřenesl dál), ale než může potenciální lék vzniknout, je nutná ještě celá řada kroků.
Podle autorů bude ještě potřeba ověřit bezpečnost a účinnost navrženého přístupu v pokročilejších modelech, teprve potom by bylo možné přejít ke klinickému testování.
Vývoj léčiv má mnoho fází. Nejprve se testují na buňkách v laboratořích, teprve později se přechází na výzkumy na zvířatech. A až nakonec přicházejí na řadu testy s lidskými dobrovolníky, jimž se říká klinické testování. To má několik standardních fází:
V první fázi se ověřuje bezpečnost používané látky a vhodné dávkování pro další testy.
Ve druhé fázi klinických testů, do níž nové léčivo zpravidla postupuje až po zjištění, že je dostatečně bezpečné, se ověřuje hlavně jeho schopnost dosáhnout žádoucího účinku proti dané nemoci. Samozřejmě se stále monitorují všechny nežádoucí vedlejší účinky. Je-li nové léčivo dostatečně efektivní, postupuje do třetí fáze.
Třetí fáze klinických testů je nejdražší, nejdelší a nejnáročnější. Jde o studie, jejichž cílem je zjistit, jestli nové léčivo a jeho kombinace s jinými přípravky je účinnější proti dané nemoci než současný zlatý standard léčby. Teprve na základě výsledků třetí fáze klinických testů dochází k povolení nového preparátu pro léčbu dané nemoci v běžné klinické praxi.
Čtvrtá fáze přichází až po schválení léku, je zaměřená na dlouhodobé sledování účinků v lidské populaci.
Současná studie proto nepředstavuje hotovou léčbu, ale důležitý krok na cestě k vývoji personalizovaných terapií pro pacienty s touto i podobnými genetickými poruchami. „Výzkum základních mechanismů zpracování RNA se může zdát vzdálený klinické medicíně. Naše studie ale ukazuje, že právě pochopení těchto procesů může otevřít cestu k novým terapeutickým strategiím,“ zakončuje David Staněk. „Pokud chceme účinně léčit genetická onemocnění, musíme nejprve přesně pochopit, co se uvnitř buňky pokazilo.“
