Stephen Quake se zařadil. mezi hrstku lidí, kteří mají kompletně přečtenu dědičnou informaci. Americký genetik pracující na Stanfordově univerzitě si svou DNA důkladně prostudoval. Cítil se naprosto zdráv. Přesto ho silně znepokojil jeden její úsek. Naznačoval, že by Quake mohl trpět dědičnou hypertrofickou kardiomyopatií. Pacienti s touto chorobou mají zvětšené srdce, které nepodává dostatečný výkon. Hrozí jim náhlé srdeční selhání a smrt. Na klidu nepřidal Quakeovi ani fakt, že jeden z jeho příbuzných zemřel ve spánku na podobné onemocnění v pouhých devatenácti letech.
Quake proto navštívil s údaji o svém genomu kolegu kardiologa Euana Ashleyho. „Vzhledem k událostem v rodině a variantám genů jsem Steveovi doporučil, aby si nechal srdce vyšetřit,“ vzpomíná Ashley.
Toto setkání odstartovalo nový výzkumný projekt, na který si Quake ani Ashley sami netroufali. Ashley se zabýval myšlenkou prověřit kompletní genom nějakého zdravého člověka s ohledem na varianty DNA ovlivňující významně zdravotní rizika a podmiňující reakce na léky. Neměl však k dispozici genom konkrétního člověka.
Podobné ambice měl i Quake. Chyběly mu k tomu informace o vlivu jednotlivých variant lidské DNA. Ty už mezitím nashromáždil Ashleyho kolega bioinformatik Atul Butte. Jeho tým četl rok a půl všechno, co bylo napsáno o vlivu jednotlivých variant lidské DNA na lidské zdraví a informace roztroušené po tisících vědeckých studiích shromáždil v rozsáhlé databázi.
Bílý muž po čtyřicítce Quake, Ashley a Butte zjistili, že mají vše, co potřebují k průlomové studii. Poprvé mohli komplexně zhodnotit dědičné zdravotní dispozice konkrétního člověka. Výsledky jejich analýzy zveřejnil prestižní lékařský časopis Lancet.
Vědci vyšli z toho, že Stephen Quake je vystaven zdravotním rizikům typickým pro muže bílé rasy, jenž překročil čtyřicítku. To například znamená, že čelí šestnáctiprocentní pravděpodobnosti onemocnění rakovinou prostaty. Když však počítačový program začal do tohoto rizika zapracovávat údaje o variantách na 18 různých místech Quakeovy dědičné informace, riziko rostlo.
Zohlednění výsledků 54 různých genetických studií zvýšilo Quakeovo riziko onemocnění rakovinou prostaty na 23 procent. V jiných ohledech je na tom Quake díky svým dědičným dispozicím lépe. Běloch jeho věku čelí devítiprocentnímu riziku onemocnění Alzheimerovou chorobou. Quake však zdědil „ochranné“ varianty DNA, a ty u něj srážejí riziko propuknutí Alzheimerovy choroby na 1,4 procenta.
Z Quakeovy dědičné informace se však vynořily jiné hrozby. Čelí více než padesátiprocentnímu riziku obezity, kardiovaskulárních chorob a diabetu druhého typu. Vyšetření prokázala, že Quake má mírně zvýšené hladiny cholesterolu v krvi, což může být předehra k budoucím vážnějším problémům. Z analýzy jeho dědičné informace vyplývá, že mu zaberou léky statiny, které se užívají pro snížení hladin cholesterolu v těle. Podezření na hypertrofickou kardiomyopatii, kterým celá odysea do genomu Stephena Quakea odstartovala, se při lékařském vyšetření nepotvrdilo.
Hon na roztroušenou sklerózu Samotné pořadí písmen v dvojité šroubovici DNA nemusí rozhodovat o všech dědičně podmíněných sklonech k chorobám. Názorně to dokumentuje studie týmu genetiků vedených Sergiem Baranzinim z Kalifornské univerzity v San Francisku zveřejněná týdeníkem Nature. Studie zároveň dokládá, jak komplikované může být pátrání po dědičných kořenech onemocnění.
Baranzini a jeho kolegové přečetli kompletní DNA jednovaječných dvojčat, z nichž jedno trpí roztroušenou sklerózou. Při tomto onemocnění napadá pacientův imunitní systém bílkovinu obalující nervová vlákna a vyřazuje tak jeho nervový systém z činnosti. Choroba má dědičné pozadí. Pokrevní příbuzní nemocných čelí podstatně vyššímu riziku, že se u nich roztroušená skleróza rovněž projeví. Pokud onemocní jednovaječné dvojče, propukne nemoc u druhého dvojčete s pětadvacetiprocentní pravděpodobností.
Obě sestry z Baranziniho studie zdědily prakticky totožnou dědičnou informaci. Ta se mohla u každé z nich změnit během embryonálního vývoje náhodně vzniklými defekty. Některá odchylka v DNA pak mohla posunout svou majitelku k propuknutí roztroušené sklerózy. Baranziniho tým ale na žádnou takovou mutaci u nemocného dvojčete nenarazil.
Vědci se proto soustředili na to, jak dvojčatům pracují geny. Pro tyto analýzy zpracovali bílé krvinky ještě od dalších dvou párů jednovaječných dvojčat, z nichž jedno trpí roztroušenou sklerózou a druhé je zdravé. Ani tady nezjistili žádné významné rozdíly. Nemocným i zdravým dvojčatům pracují geny bílých krvinek prakticky totožně. Samotné genetické dispozice zjevně nestačí k tomu, aby choroba propukla.
„Obě dvojčata přišla na svět se stejnými dědičnými dispozicemi k roztroušené skleróze,“ říká Baranzini v rozhovoru pro časopis Nature „Musí existovat něco, co chorobu u jednoho z nich spustilo a u druhého ne. Je možné, že jedno bylo vystaveno perfektní kombinaci vlivů vnějšího prostředí, jež se na propuknuté nemoci podílí.“
Někteří genetici jsou přesvědčeni, že Baranzini nepostihl všechny genetické faktory. Jeho tým se soustředil na činnost genů v bílých krvinkách, protože ty hrají klíčovou roli při ataku imunitního systému na nervy. Dědičná náchylnost k roztroušené skleróze se však může skrývat v defektní práci genů v nervových buňkách, které atak imunitního systému „vyprovokují“.
Etické otazníky Tři miliardy písmen Quakeovy DNA byly v rámci výzkumného projektu přečteny za 50 000 dolarů. Ve srovnání s třemi miliardami dolarů, které spolklo přečtení první lidské DNA před deseti lety, je to pakatel. V dohledu je čtení genomu za méně než 1000 dolarů. V té chvíli budou data o kompletní dědičné informaci dostupná poměrně širokému okruhu lidí.
„Stojíme před otázkou, jak s těmi informacemi naložíme,“ říká Euan Ashley. „Podle nás bude nejprospěšnější, když si bude moci nad výsledky podobných analýz sednout pacient spolu s lékařem.“ Podle Quakeho jsme se ocitli na prahu nové éry genomiky. Disk s daty však stále nebude pacientovou „knihou osudu“, v které je zapsáno, co každého z nás čeká a nemine.
„Podobné informace pomohou lékařům, aby poskytli pacientům tak individuální přístup jako nikdy předtím. Pacienti s vyšším rizikem určitých chorob budou sledováni podrobněji a častěji. Naopak ti, kteří čelí nižšímu riziku, budou ušetřeni nadbytečných testů. Bude to mít i ekonomické přínosy, protože lékařská péče bude efektivnější,“ předpokládá Stephen Quake a dodává, že je celkem pravděpodobné, že mnozí lidé nebudou chtít svá dědičná rizika vůbec znát.
***
CO HROZÍ ČTYŘICÁTNÍKOVI Americký genetik Stephen Quake (na snímku) je odvážný muž. Nechal si přečíst celou svoji DNA a pak spolu s dalšími odborníky zkoumal, jaké mu hrozí nemoci. Ti zjistili, že Stephen Quake čelí třiadvacetiprocentní pravděpodobnosti onemocnění rakovinou prostaty, více než padesátiprocentnímu riziku obezity, kardiovaskulárních chorob a diabetu druhého typu. Má mírně zvýšené hladiny cholesterolu v krvi, což může být předehra k budoucím vážnějším problémům.
Geny ale nemusí rozhodovat o všech dědičně podmíněných sklonech k chorobám. Sergio Baranzini a jeho kolegové přečetli celou DNA jednovaječných dvojčat, z nichž jedno trpí roztroušenou sklerózou. Vědci nezjistili v genomu dětí žádné významné rozdíly. Nyní hledají příčinu, proč choroba u jednoho z dvojčat propukla, a u druhého nikoliv.
O autorovi| JAROSLAV PETR, Autor je profesorem České zemědělské univerzity a pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze-Uhříněvsi
