Nobelova cena za cestu proti rakovině

Další vědci se od minulého týdne radují z udělení nejprestižnějšího ocenění, jaké se dá získat z Nobelovy ceny. Jako obyčejně vzbudila největší zájem veřejnosti cena za medicínu či fyziologii, protože ta obvykle slibuje nalezení nových metod léčby nebezpečných nemocí. V tomto případě především rakoviny.

Medicínskou Nobelovu cenu tentokrát švédští akademici, kteří o ní rozhodují, udělili za výzkum buněčného cyklu a pochopení způsobu, jak se dělí buňky živého organismu.

Miliardy buněk

V jediném gramu tkáně lidského těla je zhruba miliarda buněk. Když jde všechno tak, jak má, některé odumírají a jiné se dělí, a přitom vytvářejí nové buňky právě tak, aby se jimi ty odumřelé nahradily (říká se tomu buněčný cyklus). Občas se však něco zvrtne. Buňky se začnou chovat jako puštěné ze řetězu, dělí se a množí příliš rychle - a říká se tomu nádorové bujení. Znalost cyklu buněčného dělení tedy může posloužit i k vývoji léků, které by mohly zastavit růst nádorů, či mu přímo zabránit. Že se buňky množí dělením, je známo více než sto let. Koncem šedesátých let začal Američan Leland Hartwell hledat geny, které toto dělení řídí. V letech 1970-71 pak v sérii experimentů s kvasinkami Saccharomyces cerevisiae sledoval, co se s buňkami stane, když jsou některé jejich geny pozměněné. Takto identifikoval více než sto genů, které se zapojují do kontroly buněčného cyklu, a poznal i ten gen, který dělení buňky startuje.

Motor a převodovka

Na Hartwellovy poznatky navázal Paul Nurse zkoumáním jiných kvasinek - Schizzosaccharomyces pombe, a popsal gen, který je klíčový pro řízení fází buněčného cyklu. Obdobný gen pak v roce 1987 objevil i u lidí. "To byl pro mě zlomový okamžik," líčí dnes Nurse. Bylo jasné, že mechanismus buněčného cyklu je obdobný u všech živočichů. Gen obsahuje instrukce pro vytváření bílkoviny nazvané CDK (cyclin dependent kinase), která je základním pohonem pro buněčný cyklus. V téže době se výzkumem bílkovin souvisících s CDK a nazvaných cykliny (protože jejich množství se pravidelně mění v průběhu buněčného cyklu) zabýval i Brit Tim Hunt. Zjistil, jak se cykliny napojují na molekuly CDK, a tím regulují jejich aktivitu. K výzkumu využíval nejdříve mořských ježků a pak i dalších živočichů. Souhrnným výsledkem práce všech tří vědců je základní poznání molekulového mechanismu, který ovládá buněčný cyklus. Nobelovský výbor jej přirovnal k automobilu, kde molekuly CDK tvoří motor a cykliny převodovku. Ještě dnes ocenění britští vědci Nurse a Hunt naštvaně vzpomínají na skromné podmínky, které měli ke svému výzkumu. V Británii tehdy byla u moci vláda Margaret Thatcherové, která zastávala názor, že bádání by měly ve svém zájmu provádět především velké soukromé podniky, takže není třeba tolik ze státních prostředků podporovat základní, "neziskový" výzkum. "Nebyly peníze ani na to, abych mohl mít v laboratoři telefon," vzpomíná Tim Hunt. "Musel jsem si ho koupit a platit ze své kapsy."

Olomoucin navazuje

Dnes se jejich výsledky považují za klíčové pro odstranění poruch buněčného dělení. Potvrzuje to i Jaroslav Veselý, docent Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, jeden z "otců" nadějného syntetického preparátu pro potlačení růstu nádorů. Preparát byl jeho francouzskými spolupracovníky nazván olomoucin. "Právě poznatky o molekulovém mechanismu buněčného cyklu jsme využili při hledání látky s uvedenými vlastnostmi" říká Jaroslav Veselý. "Olomoucin totiž funguje právě na principu blokování buněčného dělení." Od olomoucinu už existuje několik dalších odvozených látek, jež nyní procházejí klinickými zkouškami, které mají prokázat jejich účinnost při léčbě zhoubného bujení.


Buněčný cyklus
Buněčný cyklus se skládá z několika fází. Právě k poznání jejich molekulového mechanismu přispěli letos ocenění nobelisté. V první fázi (G1) buňka roste a stává se větší. Při určité velikosti přichází další fáze (S) - syntéza DNA. Pak buňka duplikuje (zdvojuje) svůj genetický materiál a tvoří se kopie každého chromozomu ("pouzdra na geny"). V následné fázi (G2) buňka zjišťuje, zda je vše připraveno pro mitózu (M) - buněčné dělení. Poté se chromozomy separují a původní buňka se dělí na dvě dceřiné buňky. Díky tomuto mechanismu obě dceřiné buňky získají stejnou sadu chromozomů, jakou měla buňka původní. Po dělení se cyklus uzavírá a buňky jsou zase v bodu G1. Délka buněčného cyklu se liší podle typu buňky. Ve většině savčích buněk trvá mezi deseti až třiceti hodinami. Ne všechny buňky v bodě G1 pokračují v buněčném cyklu, některé se dále nedělí a nakonec odumřou. Díky tomu má každý živočich jen určitý počet buněk a "neroste do nebe".
ILUSTRACE: NOBEL FOUNDATION