 Takúto atrakciu pripravili v Los Angeles pre detí, ktoré sa liečia na rakovinu, aby zabudli na svoje útrapy. |
Rakovina, rovnako ako láska, je chyba v programe. Na rozdiel od názvu populárneho románu však pri rakovine nejde iba o originálne prirovnanie. O vzniku tejto zákernej choroby totiž v konečnom dôsledku naozaj rozhoduje zatiaľ nenapraviteľná chyba v programe rastu a smrti bunky.
Výskumníci, ktorých finančne podporuje Medicínsky inštitút Howarda Hughesa (HHMI), urobili v tomto smere nedávno takmer súčasne dva nové nádejné kroky. Napísal o nich prestížny americký časopis Science a podrobne o nich informoval aj internetový magazín HHMI.
Predtým sa však ešte v krátkosti vráťme k výskumu tímu Stevena Dowdyho z Kalifornskej univerzity v San Diegu. Dowdy, ktorý prácu oboch tímov v Science teraz komentoval, pred pol rokom so svojím tímom vyskúšal podobne nádejnú, aj keď trochu inú cestu. Upravil dva vírusy (jedným z nich bol aj obávaný vírus HIV), ktoré prenikli do odrodilej bunky a dodali do nej funkčnú časť - peptid - bielkoviny p53. Práve tá je jedným z najzodpovednejších strážcov správneho fungovania bunky (článok o tomto výskume Kľúč k záhade rakoviny sa volá gén p53 vyšiel v SME 1. 4. 2004).
Prácu Dowdyho tímu tiež podporuje HHMI, ktorý je jedným z hlavných dobročinných hráčov na poli výskumu molekulárnych mechanizmov rakoviny.
Aminokyselina z laboratória
Ďalšia zaujímavá myšlienka, ako donútiť bunku, aby sa zmierila so svojou smrteľnosťou, pochádza z laboratória Stanleyho J. Korsmeyera na renomovanom Inštitúte výskumu rakoviny Dana-Farber (Lekárska fakulta Harvardskej univerzity). Členovia jeho tímu sa zamerali na biologicky aktívnu časť bielkoviny BID. Patrí do veľkej rodiny bielkovín BCL-2, ktoré regulujú apoptózu.
Vedci vytvorili molekulu (krátky reťazec aminokyselín zvaný peptid), ktorá, pretože je veľmi malá, dokáže nenápadne vniknúť do rakovinovej bunky a urobí tam, čo treba. Netreba pri tom vymýšľať ani zložitý postup, ako ju do bunky dostať, tak ako to musel urobiť Dowdyho tím.
"V určených úsekoch sme nahradili prirodzené aminokyseliny umelými," povedal vedúci tímu Loren Walensky. "Umelé aminokyseliny sa veľmi podobajú prirodzeným, môžu sa však navyše viazať do kríža a nedovolia, aby sa trojrozmerná štruktúra peptidu rozpadla."
Vedci teda dopravili do bunky aminokyselinu, vytvorenú v laboratóriu. Museli však tiež nájsť nový chemický postup, ktorý ju v bunke stabilizoval; čosi ako pevné, ale takmer neviditeľné lepidlo. Vymyslel ho Gregory Verdine, tiež z Harvardu.
Postup zaúčinkoval najskôr v skúmavke. Keď vedci zistili, že dokážu s pomocou umelej aminokyseliny zničiť nádorové bunky, urobili pokusy na myšiach, infikovaných ľudskými bunkami leukémie. Aj v tomto prípade bola liečba účinná.
Rastie ako burina, je tvrdý ako skala
V druhom prípade vedci zaútočili na laboratórne bunky jedného z najodolnejších a najagresívnejších nádorov: virulentnú rakovinu mozgu, čiže glioblastóm.
"Vybrali sme si ho preto, lebo sa ťažko ničí. Jeho bunky rastú ako burina a sú tvrdé ako skala," povedal šéf tímu Siaodong Wang z Texaskej univerzity v Dallase.
Dallaským vedcom sa aj v prípade glioblastómu podarilo to, čo ich kolegom na Harvarde v prípade leukemických buniek: napodobniť molekulový spínač, ktorý zapína program bunkovej smrti. Vytvorili napodobeninu bielkoviny nazývanej Smac, ktorá spúšťa apoptózu.
V normálnych bunkách, ktoré sú poškodené alebo nepotrebné, sa Smac dostáva do obehu vďaka bunkovým elektrárňam - mitochondriám. Smac sa potom viaže na inú skupinu ochranných bielkovín, ktoré kontrolujú enzýmy zvané kaspázy. Tieto útočné enzýmy sa správajú ako dobre vyzbrojené poriadkové jednotky: po tom, čo im dá Smac povel, v nepotrebnej či chorej bunke vyvolajú smrteľný chaos a v krátkom okamihu ju zničia. Vlastne ani netušíme, koľko takých drastických scén, ako vystrihnutých z hororových filmov, sa v našich bunkách každú minútu odohráva.
Ako povedal Wang, "myšlienka napodobniť Smac sa zrodila po tom, čo sme si uvedomili, že jeho účinná časť má iba štyri aminokyseliny".
Vedcom pomohlo aj zistenie, že mechanizmus spolupráce bielkoviny Smac a enzýmov, kontrolujúcich činnosť kaspáz, je relatívne jednoduchá. To im umožnilo vytvoriť skupinu umelých aminokyselín a hľadať, ktorá z nich najlepšie zapadne ako kľúč do zámok enzýmov, uvoľňujúcich bojovné kaspázy. Našli takmer identickú kópiu, ktorá dokáže prejsť membránou bunky rovnako ako iné malé molekuly. Výsledný produkt svojho snaženia nazvali jednoducho - Zlúčenina 3.
Jej účinok sa prejavil na kultúre buniek ľudského glioblastómu. Po pridaní ďalšieho proteínu (TRAIL), ktorý takisto pomáha aktivovať apoptózu, bunky rýchlo odumreli. Rovnaký postup však nezaúčinkoval napríklad pri ľudských fibroblastových bunkách.
Aj keď príčina aktivity Zlúčeniny 3 nie je vedcom ešte jasná, zistili jednu veľmi zaujímavú vec. Účinkuje už pri veľmi nízkych dávkach a mala by teda mať menej vedľajších účinkov ako iné lieky.
Navyše, ovplyvňuje aj procesy, ktoré spúšťajú zápalové ochorenia. Tie sú nepríjemné samy osebe, a okrem toho majú aj priame spojenie so vznikom rakoviny. Zrejme aj preto sú jedným z nádejných prostriedkov pri prevencii niektorých typov nádorov nízke denné dávky aspirínu.
Námaha hodná Herkula
Ako v svojej knihe predpovedal Weinberg, znalosť molekulárnych procesov vo vnútri bunky časom privedie k snahe hľadať kvalitatívne nové lieky, ktorých cieľom sa stanú špecifické proteíny. Ako vidno, mnohé zaujímavé kroky na tejto ceste vedci už urobili. Aj keď zatiaľ iba v laboratóriách a na myšiach. Niekde však začať treba.
Po zmapovaní ľudského genómu už nehľadajú metódou pokusu a omylu ihlu v kôpke sena. Môžu sa zamerať napríklad aj na mapovanie rakovinových génov, zapojených v najrôznejších nádoroch.
Podmienkou zásadného úspechu je predovšetkým položiť si správnu otázku, a tá je už dávnejšie na svete: Ako donútiť odrodilé bunky najrôznejších typov k rýchlej a efektívnej kapitulácii? Treba veriť, že "úsilie hodné Herkula" (povedané slovami Dowdyho z jeho komentára v Science), ktoré vynakladajú akademické a priemyselné laboratóriá pri lúštení mechanizmu apoptózy, skôr či neskôr privedie k správnej odpovedi.
Zúfalé hľadanie mechanizmu apoptózy
Popredný výskumník rakoviny Robert Weinberg označil bunku s chybným programom za odrodilú (renegade); tá sa odmieta podriadiť zvyčajnému, prírodou určenému, teda naprogramovanému poriadku vecí. Ak sa v jej vnútri niečo pokazí, nespácha samovraždu, ako milióny jej kolegýň, ale začne sa nekontrolovane množiť.
V knihe Jediná odrodilá bunka (1998) Weinberg napísal, že najväčšiu inováciu pri liečbe rakoviny môže priniesť práve detailná znalosť mechanizmu apoptózy, čiže procesu, pri ktorom si poškodená bunka poslušne sama ľahne do rakvy a zatvorí nad sebou veko.
Vedci preto priam zúfalo hľadajú možnosť, ako v odrodilých bunkách obnoviť starý dobrý samovražedný program. Určite nie preto, aby dali za pravdu Weinbergovi. Snaha nastoliť v bunke poriadok je totiž nielen logickou, ale aj šetrnou cestou boja proti zhubným nádorom. Samovraždu spáchajú iba poškodené bunky, zdravé si môžu pokojne ďalej užívať relatívnu slobodu.
