Medicínu proměňují geny i chytré technologie

25.12. 08:00 | Autor:

Uplynulý rok potvrdil směr, jímž se ve 21. století ubírá medicína. Neduhy lidského těla je možno zvládat pomocí vyspělých technologií a zároveň víme stále více o dějích probíhajících na úrovni genů a molekul. To otevírá cestu k léčbě šité na míru jednotlivým pacientům.

Zdaleka nenabízíme kompletní přehled novinek, vybíráme pouze několik hlavních trendů, které lze v medicíně současnosti pozorovat. Využití nanotechnologií, dálkový monitoring zdravotního stavu pacientů, čtení lidských genů, pokroky genové terapie a využití kmenových buněk.

Rozvoz léků po těle

Mnohé léky je potřeba dopravit co nejpřesněji do místa působení. Jinak nejsou tak účinné nebo působí toxicky na zdravé buňky. Platí to například pro chemoterapii při léčbě rakoviny. Technologii umožňující takovou cílenou léčbu vyvíjí mezinárodní evropský tým, který ji v červenci představil na pražské konferenci EuroNanoForum 2009.

Mikrobublinka praskne a léky se uvolní mezi nádorové buňky. Vědcům se podařilo léky uzavřít do miniaturních kapslí - jakýchsi mikrobublinek obsahujících kromě aktivních látek i molekuly plynu. Jakmile doputují do nádoru, přesně cílený ultrazvukový paprsek je „odpálí". Mikrobublinky prasknou a léky se uvolní mezi rakovinné buňky. Praktické využití této metody by mohlo být reálné přibližně za deset let.

ČTĚTE TAKÉ: Nanotechnologie slibují chemoterapii bez vedlejších účinků
Je to malé, zploštělé a přenáší to kyslík. Co je to?

České alternativy

Na jiné metodě cílené léčby pracují čeští vědci z Ústavu makromolekulární chemie a Mikrobiologického ústavu Akademie věd. Tým pod vedením Blanky Říhové a Karla Ulbricha vyvíjí polymerní nosiče, na něž jsou navázány jak léky, tak specifické protilátky, které se dovedou napojit na bílkoviny v membránách nádorových buněk. Účinné látky se z nosiče uvolní teprve poté, co celý útvar pronikne do nádorové buňky. Do té doby jsou díky vazbě na polymer neaktivní.

Chemický robot simulující skutečnou buňku. Miniaturní částice schopné dopravit léky na místo určení vyvíjí i tým pod vedením Františka Štěpánka na Vysoké škole chemicko-technologické. Název projektu Chobotix je akronym pro chemické roboty, koncovka odkazuje na film Matrix, v němž roboti označovaní jako sentinely operují v obrovských „rojích".

Lékařský dohled na dálku

Stále více pacientů je díky technologiím i v pohodlí domova pod průběžným lékařským dohledem. Například chytré kardiostimulátory ukládají do své vnitřní paměti informace o srdečním rytmu a pacient je může kdykoli pomocí přístroje připojeného k telefonu odeslat svému ošetřujícímu lékaři. Systém od firmy Biotronik to dokonce umí automaticky a bezdrátově.

Mobilní přístroj průběžně odesílá lékaři informace o stavu pacienta. „Přístroje mohou posílat více dat o stavu pacienta - jakou má tepovou frekvenci, jak moc se pohybuje, zda nemá fibrilaci síní, jaký má obsah vody v plicích," říká Josef Kautzner, přednosta kardiologické kliniky v pražském IKEM.

Pro pacienty je to pohodlnější a bezpečnější, pro zdravotní systém výrazně levnější. Pokud se vznikající problém podaří podchytit na počátku, stačí například podat vhodný lék a vyhnout se nákladné hospitalizaci.

Luštění návodu na život

Před pouhými deseti lety vědci teprve usilovně pracovali na přečtení prvního lidského genomu, tedy kompletní dědičné informace člověka. Mezinárodní úsilí trvalo několik let a vyžádalo si investice v řádu stovek milionů dolarů. Nyní lze genom přečíst podstatně rychleji a za zlomek tehdejší ceny.

Dělící se buňky rakoviny plic. Před několika týdny tak mohl časopis Nature zveřejnit informace o přečtení genomu hned dvou typů nádorových buněk - z nádoru plic a z kožního maligního melanomu. Koncem prosince se k nim přidala i rakovina prsu.

Tam, kde dříve byla v zorném poli pouze nekontrolovatelně se množící buňka, jejíž vnitřní fungování zůstávalo do značné míry neznámé, nyní můžeme sledovat biochemickou továrnu, jejíž výrobní linku se učíme rozebrat na šroubky. Šance, že objevíme „spálený motor" nebo „špatně zapojený obvod", se tudíž zvyšuje - i když od rozpoznání problému k jeho odstranění je v živém organismu obtížnější cesta než u porouchaného stroje.

ČTĚTE TAKÉ: Rakovinné buňky jsou plné mutací. Genetici je zmapovali

Podobně víme stále více o genetických předpokladech pro vznik řady dalších chorob. Přesto bude ještě dlouho trvat, než genetici odhalí a pochopí všechny důležité faktory ovlivňující průběh jednotlivých nemocí, včetně vztahů mezi geny a prostředím.

Lepší pochopení funkce jednotlivých genů otevře dveře k terapiím šitým na míru konkrétnímu člověku. „Bude se vědět, že u pana Nováka bude určitá choroba probíhat tak a tak a že v jeho případě je třeba aplikovat ten a ten lék v takové a takové dávce. A že onen lék může u pana Nováka způsobit takové a takové vedlejší účinky. To je budoucnost, ale zatím ještě velmi vzdálená," říká Petr Goetz, předseda Společnosti lékařské genetiky.

Genová terapie

Stačí upravit DNA, tělo už se postará o zbytek samo (ilustrační foto). Už sama znalost genetické příčiny nemoci představuje velkou výhodu, ale potenciální možnosti jdou ještě dál. V ideálním případě bude možno vadný gen nahradit jeho zdravou kopií a tím odstranit příčinu geneticky podmíněného onemocnění.

Genová terapie je stále v plenkách, začínají se však objevovat první úspěchy. Naději na podzim vzbudily výsledky klinické studie zveřejněné v časopise Lancet. Dvanácti dětem i dospělým trpícím genetickou mutací, která brání tvorbě pigmentů citlivých na světlo, se díky genové terapii podařilo významně zlepšit vidění.

Lékaři vložili do neškodných virů správně fungující lidský gen a vstříkli je nemocným do očí. Geny se zabudovaly do chromozomů v buňkách a začaly plnit svou funkci. Zrak se účastníkům testu nevrátil úplně, ale zlepšil se natolik, že se mohli pohybovat bez slepecké hole a vykonávat samostatně řadu činností.

Kmenové buňky

Kmenové buňky se mohou proměnit v libovolné buňky lidského těla. Embryonální kmenové buňky mají jedinečnou vlastnost - mohou se proměnit v jakoukoli buňku lidského těla. Lékaři proto pracují na tom, jak z nich vypěstovat "náhradní díly" využitelné například při léčbě poranění míchy nebo řady nemocí, třeba cukrovky nebo Parkinsonovy choroby.

V lednu umožnil americký Úřad pro potraviny a léky první klinice ve Spojených státech využívat embryonální kmenové buňky k experimentální léčbě pacientů, kteří mají po úraze poraněnou míchu.

ČTĚTE TAKÉ: První test využití kmenových buněk u lidí dostal zelenou

Administrativa Baracka Obamy také letos obnovila financování výzkumu embryonálních kmenových buněk z federálních prostředků. V uplynulých osmi letech tomu bránily zákony přijaté za George Bushe. A protože Spojené státy patří v tomto směru ke světové špičce, můžeme doufat ve zrychlení vývoje prakticky využitelných terapií.

ČTĚTE TAKÉ: Bushův zákaz padl, USA opět využívají kmenové buňky

Vědci pracují i na jiných metodách, které se bez embryonálních kmenových buněk obejdou. Jako slibné se jeví například "přeučení" kožních buněk pomocí genetických úprav, které jim dodají vlastnosti kmenových buněk. Zatím ale není jisté, která z metod se ukáže jako nejvhodnější.

Foto: profimedia.cz, Philips, VŠCHT, Biotronik, Anne Weston/LRI/CRUK, Catherine Twomey/National Academies