NAPSAL MIROSLAV ZOUBEK
Pokud jde někde vývoj kupředu opravdu mílovými kroky, je to v genetice. Příkladem je molekulární genetika – nedávno ještě lahůdka pro pár vyvolených, dnes téměř nezbytná součást diagnostického arzenálu každého genetického pracoviště, které chce držet krok s dobou. Klíč a zámek. Dvě věci, které k sobě patří tak nerozlučně, že jedna bez druhé téměř pozbývá smyslu.
Stejně jako muž a žena. Ne každý klíč se však hodí ke každému zámku. Stejně jako se každý muž nehodí ke každé ženě. Tentokrát však nebude řeč o rozdílech ve věku, povaze, materiálním zajištění či jiných, více či méně vnějškových, vlastnostech. Aby mohl vzniknout a úspěšně se vyvíjet nový život, je zapotřebí, aby se k sobě hodilo něco mnohem subtilnějšího, i když princip klíče a zámku je stále týž.
OBČANSKÝ PRŮKAZ. O tom, jaké budou naše základní vlastnosti, je rozhodnuto už v okamžiku početí. Pohlaví, barva vlasů, povaha, až třeba číslo bot – to vše je jednou provždy zapsáno v každé buňce těla. Jedna jediná buňka je tedy zdaleka nejspolehlivějším průkazem totožnosti, jaký prakticky nelze padělat ani ztratit. Bohužel, orgán schopný tento průkaz kontrolovat, rozhodně nepostává na každé křižovatce. Tajemství buněčného jádra, v němž je většina genetického materiálu ukryta, je zatím odhalováno jen po troškách. Důvodů k exkurzím až na samu dřeň bytí je mnoho, a zdaleka ne všechny lze pova žovat za ušlechtilé. Jedním z těch přínosných je genetické poradenství.
BUDE ZDRAVÉ? Tuto otázku si bezpochyby kladou všichni nastávající rodiče. Riziko narozen í dítěte s vrozenou vývojovou vadou je za normálních okolností ve střední Evropě pro všechny stejné – asi 2 %. Jinými slovy: dvě děti z každé stovky narozených jsou posti ženy některou ze zhruba osmi tisíc nejznámějších vrozených vývojových vad. Toto populační riziko však může za určitých okolností citelně vzrůstat, například při výskytu dědičné vady v příbuzenstvu, při vyšším věku matky nebo v důsledku působení nepříznivých vnějších vlivů, mezi něž patří mimo jiné ionizující záření, průmyslové exhalace, některé léky, ale také psychické napětí a stresy. Aby se posoudila míra zmíněného rizika, provádí se u všech těhotných žen tzv. screeningové vyšetření.
INTERMEZZO I. „Základní strategií screeningu je snaha vymezit mezi všemi těhotnými ženami ty, u kterých je riziko závažné vývojové vady výrazně vyšší, než riziko populační. Screening musí umožnit, aby následná cílená vyšetření plodu byla skončena do 24. týdne těhotenství. Do této doby může těhotná žena při zjištění závažné vady plodu požádat o ukončení svého těhotenství. Tím je rodičům dána možnost rozhodnout se na základě seriózní informace – přesně stanoveného rizika vady – jestli dítě s vadou chtějí přivést na svět či nikoli. Záleží pak jen na jejich svobodném rozhodnutí,“ říká MUDr. Josef Kofer, primář oddělení lékařské genetiky Masarykovy nemocnice v Ústí nad Labem. „Se screeningem těhotných se u nás začalo v roce 1991, a to nejprve jen u žen vybraných okresů našeho regionu. Nyní se již provádí u všech těhotných žen. Před jeho zaveden ím byl k posuzování genetického rizika hodnocen pouze faktor věku ženy, zpočátku nad 38, poté nad 35. Ruku v ruce se screeningem biochemickým (ze vzorku žilní krve) se provádí screening ultrazvukový. Můžeme tak včas postihnout tři nejzávažnější typy vrozených vad: srdeční vady, rozštěpové vady páteře a břicha a chromozomální odchylky. Srdeční vady lze zjistit pomocí echokardiografie – cíleným vyšetřením srdce plodu ultrazvukem. Na možnou přítomnost rozštěpové vady páteře nebo chromozomální odchylky nás upozorňují výsledky screeningu tzv. alfa-fetoproteinu a dalších látek v krvi těhotné ženy. Čím více odchylek sledujeme, tím přesnější je výsledek screeningu, který vyhodnocuje počítač. Vzniklé podezření na vývojovou vadu plodu je pak nutno potvrdit nebo vyloučit vyšetřením vzorku plodové vody a ultrazvukem. Na našem pracovišti vyšetřujeme v průměru patnáct až dvacet vzorků plodové vody týdně. Rutinně prováděné vyšetření vzorku plodové vody s kultivací buněk a následnou analýzou všech chromozomů je však časově náročné – v průměru trvá čtyři až šest týdnů. Není-li standardní kultivace z jakéhokoli důvodu úspěšná, je nutno ji opakovat. Proto se stále hledají časově méně náročné a přesnější diagnostické přístupy.“
VĚTŠÍ NADĚJE NA ZDRAVÉHO POTOMKA. Metoda, která je „hitem dne“, nese označení FISH. Nemá však vůbec nic společného s vodní faunou; její název vznikl složením prvních písmen slov Fluorescent In Situ Hybridization. Přesný a hlavně dostatečně výstižný český překlad tohoto latinsko-anglického sousloví je nesnadný. Raději tedy rovnou k principu metody: Chromozomy, nacházející se v bun ěčném jádře, jsou tvořeny tzv. deoxyribonukleovou kyselinou (všeobecn ě známou pod zkratkou DNA – z anglického deoxyribonucleinic acid). DNA má známou podobu dvojspirály jednotlivých molekul nukleotidů (nukleotid je základní stavební jednotkou nukleových kyselin; je tvořen dusíkatou bází, cukernou složkou a kyselinou fosforečnou) a články tohoto dvojřet ězce do sebe zapadají – použijme znovu toto srovnání – jako klíč do zámku. Přenos genetické informace se děje po rozpojení dvojspirály opakovan ým přepisem tohoto kódu (tj. sekvence nukleotidů) z buněčného jádra do protoplazmy. A z tohoto předpokladu také vychází metoda FISH: za spoluúčasti specifických enzymů a jak ýchsi tepelných šoků se rozpojí dvojřetězec DNA, a tím vlastně vznikne řada „klíčových dírek“ bez „klíčů“. Nov ým klíčem se stane vzorek DNA o přesně známé následnosti nukleotid ů, které jsou navíc barevně zna- čené tak, aby byly dobře rozeznatelné ve fluorescenčním světle mikroskopu. Tyto vzorky (sondy) hledají na řetězci DNA „svou“ klíčovou dírku. Svítící klíče pak ukazují na místo, kde je hledan ý gen nebo skupina genů v chromozomu. Dojde-li tedy ke správnému navázání sondy na příslušný úsek DNA, místo se zobrazí jako svítící tečka – příměr ke hvězdě na temné noční obloze není vůbec nadsazený. Je-li však sekvence nukleotidů sondy jen nepatrně odlišná, klíč „nezapadne „ a nezobrazí se nic. Tímto způsobem lze pozorovat i několik chromozomů současně. Záleží jen na tom, kolika typy nikterak lacin ých testovacích látek příslušné pracovi ště disponuje. Hodnotí se jednak počet chromozomů (chybějící či naopak nadbytečné), jednak eventuální výpadky barvy na konkrétním chromozomu či její výskyt na chromozomu jiném – nepatřičném. Díky možnosti vyšetřovat stovky buněk se objevila i další výhoda – upřesnění tzv. mozaikových forem chromozomálních vad, kdy není stejná konstelace chromozomů ve všech buňkách.
INTERMEZZO II. „Zavedení metody FISH v prenatální diagnostice výrazně zlepšilo naše možnosti vyšetřování těhotných žen s pozitivn ím screeningem,“ pochvaluje si primář Kofer. „Zejména časový faktor se nad rizikovými ženami vznášel jako Damoklův meč – bylo zapotřebí stihnout vše před uplynutím čtyřiadvacá- tého týdne těhotenství, kdy je ještě možné – samozřejmě jen na základě rozhodnutí rodičů – graviditu ukončit. Obzvláště choulostivá byla situace tam, kde vyšetření ukázala závažnou vývojovou vadu plodu, která mohla – ale také nemusela – být součástí celkov é chromozomální odchylky. Jako příklad nám dobře poslouží srdeční vady. Ty se mohou vyskytovat zcela izolovaně a v řadě případů problém vyřeší operace po narození dítěte. Na druhou stranu ale může být srdeční vada třeba součástí Downova syndromu (mongolismu) – tam už jsou vyhlídky zcela jiné a rodina se tím pádem ocitá i ve zcela jiné situaci. Pokud jsme byli odkázáni jen na kultivaci buněk z plodové vody a žena k nám přišla až v pokročilejším stádiu těhotenství, nemohli jsme jí prakticky nijak pomoci. Metoda FISH nám umožňuje potvrdit nebo vyvrátit podezření na pří tomnost určité odchylky již za 48 hodin po odebrání vzorků plodové vody. V současné době jsme schopni zjišťovat přítomnost a počet pohlavních chromozomů X a Y a dále chromozomů číslo 18 a 21. Tím máme možnost prokázat či vyloučit existenci nejčastěji se vyskytujících chromozomálních odchylek. Samozřejmě ideální by bylo vyšetřovat všechny chromozomy. Testovací látka je však drahá (množství, které vystačí na dvacet vyšetření, přijde na desítky tisíc korun) a mnohé vady tak vzácné, že se nevyplatí ji pořizovat. Systém spolupracujících míst se speciálně zaměřenými způsoby molekulární diagnostiky by umožnil účelně rozložit prostředky, a bylo by tak možné snadno vyšetřovat prakticky vše. Místo toho doplácíme na to, že si každý pořizuje takové přístroje, na které finančně stačí. Stejně si myslím, že okolnosti si nějakou formu účelné dělby práce a spolupráce nakonec vynutí.“
l l l Před více než sto lety v Brně, v zahradě augustiánského kláštera, položil opat Johann Gregor Mendel svými pokusy s křížením různobarevně kvetoucího hrachu a fazolí základy nového přírodovědného oboru. Mendelovy teorie (tři zákony dědičnosti určitých vlastností) potvrdili na počátku tohoto století de Vries a Tschermak. Stoletá věda je vlastně ještě mladá dáma. Z toho čím nás překvapí genetika během svého dalšího vývoje, můžeme pociťovat závrať, stejně jako mrazení v zádech.
