Slepice Zora byla pojmenována na počest jedné z postav hry Járy Cimmermana. Experta jsme se ptali na důvody, které vedly ke vzniku této vědecké práce. Podle něj měly ryze výzkumní charakter a hlavní motivací jeho vědeckého týmu byla zvědavost:

„Rozhodli jsme, protože to pro nás byla vědecká výzva, curiosity-driven research. Jsme organizace, která dělá základní výzkum. Dlouhodobě se zabýváme retroviry a jejich receptory, a tím, jak

retrovirus a jeho obalové glykoproteiny s receptory interagují.“

Podle doktora Hejnara šlo na začátku o vědecký program, který byl následně rozvinut pomocí nové technologie: „Teprve v momentě, kdy jsme vyladili techniku genomového modifikování pomocí CRISPR-Cas9 a zavádění in vivo mutací do ptačího genomu, jsme mohli přetavit naši primární teoretickou zkušenost v praxi,“ vysvětlil Jiří Hejnar.

Výzkumník v rozhovoru vysvětlil, že jeho útvar měl v tomto oboru výbornou expertízu a tým věděl, kam sáhnout a co v genu může upravit tak, aby receptor na retrovirus už nemohl fungovat, ale zároveň, aby se nezměnila jeho fyziologická funkce.

Technologie, kterou použil vědecký tým, CRISPR-Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), se zaměřuje na editaci genů u vyšších organizmů. Pod pojmem CRISPR se rozumí segmenty DNA s pravidelně rozmístěnými repeticemi nukleoidů, mezi kterými se nachází tzv. spacer DNA, pomocí kterých lze rozpoznat a deaktivovat nemoci rostlin, živočichů, a dokonce i lidské zárodečné linie.

Ptačí leukóza a genetické pozadí

Vynález genetiků řešil problém nádorového virového onemocnění označovaného také za aviární leukózu (ALV). Ta je známá od konce 19. století, kdy ji v roce 1896 za „drůbeží leukémii“ označil Caparini. Podle ruského portálu průmyslového chovu drůbeže jsou k této nemoci náchylná kuřata, krůty, husy, kachny, bažanti, holuby, papoušci i kanárci. Avšak nejčastěji je zaznamenávána u kuřat. Zdroj nákazy převážně vylučují nemocní ptáci trusem a vejci. Nejčastěji je postižena drůbež nad 4 měsíce a dvou až tříměsíční kuřata.

Výzkum Aly M. Faldy na portálu vetweb.cz uvádí, že aviární leukóza sdružuje několik druhů přenosných nádorů kuřat způsobených aviárními retroviry. V přirozených podmínkách se vyskytuje v terénních chovech. Výzkum zdůrazňuje, že infekce ALV způsobuje ekonomické ztráty u komerčních nosnic a v chovných hejnech následkem mortality a nižší produktivity.

V úspěšném výzkumu ÚMG Akademie věd ČR nás zajímalo to, jak lze aplikovat vyvinutou genetickou modifikaci genomu slepice v praxi. „Pokud se týká viru ptačí leukózy typu J, tak tam je možné hned vyzkoušet, jestli funguje v přirozené situaci. To znamená udělat polní pokus, kdyby vedle sebe byly slepice infikované virem a trpěli leukózou. Do hejna těchto slepic bychom přimíchali ty naše slepice. Jsme si celkem jistí, že by se ukázalo, že naše editované slepice neonemocní. Kdyby se to prokázalo, může se rovnou zavádět do chovu,“ vysvětlil doktor Hejnar.

Ve výsledcích práce vědeckého týmu hraje roli i genetické pozadí. Laicky jde o spoustu genů jednotlivě téměř bez měřitelných účinků, které mají dohromady vliv na sledovanou vlastnost. Vědecky se tímto pojmem rozumí genotyp všech ostatních příbuzných genů, které mohou interagovat s požadovaným genem, a potenciálně ovlivňovat specifický genotyp. Vedoucí oddělení virové a buněčné genetiky upozornil, že jeho tým pracoval s nosným typem slepic, nikoliv s brojlery. Proto praktické zavedení této metody do chovu vyžaduje přesnější definici plemene příslušné drůbeže.

„Je třeba upozornit, že jsme pracovali na genetickém pozadí, kde jde o mnoho plemen slepic nemasného nebo masného typu. Různí chovatelé preferují různé genetické pozadí. Kdyby se to mělo zavádět do chovu, tak by to chtělo, aby se taková genetická změna, stejná, jakou jsme udělali my, měla provést na příslušném genetickém pozadí, na příslušné linii nebo plemeni drůbeže. Trvá to půl roku a pak by se mohli hned zavádět do chovu,“ doplnil doktor Hejnar.

Legislativní omezení

Hlavním problémem vývoje současné genetiky je podle Jiřího Hejnara legislativa. V případě, kdy by se měly zavádět geneticky modifikované organismy do praxe, lze to realizovat pouze v zemích, kde je to povoleno. Vědec upozornil, že v evropských zemích lze na tyto geneticky modifikované organismy nahlížet jako na GMO, a proto se nesmí šířit a dostávat se do lidského potravinového řetězce. Základním typem genetické modifikace je využití transgenní technologie pro tvorbu transgenních organismů.

Cílená změna genotypu se zpravidla uplatňuje s vědeckými a zemědělskými cíli a k modifikovaným organismům podle WHO patří rostliny, zvířata nebo mikrorganismy. Genetic Literacy project uvádí, že 26 zemí v současné době kultivuje a exportuje geneticky modifikované rostliny. Podle stejného zdroje ale platí přísný zákaz kultivace a dovozu tohoto typu výrobku ve 28 státech, včetně Ruska, Kyrgyzstánu, Alžírska, Bhútánu, Madagaskaru, Venezuely a Peru.

K využití GMO potravin a rostlin Hejnar poznamenal, že jde především o informování nakupujících: „Geneticky modifikované zdroje se musí značit na potravinách. V některých zemích se na to vůbec nekouká, není tak žádná regulativa.“ Obecně o GMO organismech existuje vědecký konsensus, že nejsou pro lidské zdraví bezprostředně škodlivé. Nicméně v každém konkrétním případě je potřeba daný výrobek prozkoumat.

Největší výzvy pro genetické inženýrství

Pokud jde o základní vědecký problém v současné genetice, týká se to podle vědce přesností genetických manipulací, které mohou vést k poškození organismu.

„Pokud by se mělo jít na medicinální použití, tak je třeba dbát na to, že zásady nemusí být úplně přesné, že můžou zavádět tu a tam nějakou mutaci mimo cíl a můžou taky něco poškodit. Zavádět takto genetické změny touto cestou tak, že se to může dostat do germinální (zárodečné, pozn. red.) linie člověka, není zcela zralá technologie,“ uvedl vědec. 

I americká společnost Caribou Biosciences od roku 2016 používá ve své vědecké práci metodu CRISPR. Její zakladatelka Rachel Haurwitz a biochemička Jennifer Doudna využívají tuto metodu pro úpravu lidského genomu na odstranění rakoviny (úprava DNA imunitních buněk zdravých dárců tak, aby tyto buňky mohly být přeneseny na kteréhokoli pacienta s rakovinou).

Jiří Hejnar také Sputniku potvrdil, že tato technologie proniká do medicíny. Uvedl příklad, že je možné vzít pacientovi, který trpí nějakým typem leukémie, krvetvorné kmenové buňky, následně je v kultuře nějakým způsobem manipulovat, opravit (protože podstatou leukémie vždy není nějaká genetická změna). Klony takto opravených buněk, jak tvrdí Hejnar, lze navrátit pacientovi, který byl předtím ozářen. „Defektní krvetvorné buňky, které měl předtím, se zabijí. Po ozáření dostane člověk autotransplantaci těch buněk, které byly opraveny. To je možné a už existují pacienti, kteří tuto terapii podstoupili,“ vysvětlil vědec.

Tato metoda se provádí jak v EU a USA, tak i jinde, informoval vědec. „Určitě to půjde tímto směrem a po pár letech se zjistí, že je tato technologie vyspělá a nemusíme se obávat nějakých off-target efektů (vztahují se k nespecifickým a nezamýšleným genetickým modifikacím, které mohou vzniknout použitím technologie CRISP-Cas9, pozn. red.),“ prohlásil na závěr RNDr. Jiří Hejnar, CSc.

Názory vyjádřené v článku se nemusí vždy shodovat s postojem Sputniku.