CRISPR obnovuje starobylý gen, který zabraňuje dně a tukové jaterní nemoci
Datum: 14. listopadu 2025
Shrnutí: Aktivací dlouho ztraceného genu dokázali vědci snížit hladinu kyseliny močové a zastavit poškozování tukových zásob v modelech lidské jaterní tkáně. Tento průlom naznačuje budoucnost, ve které by mohla být dna a další metabolická onemocnění zabráněna na genetické úrovni.
Dna je jednou z nejstarších zdokumentovaných lidských nemocí. Vzniká, když se v kloubech vytvářejí ostré krystaly, což vyvolává intenzivní otoky a bolest, a je považována za typ artritidy. Vědci z Georgia State University mají důvod se domnívat, že objevili překvapivě starobylý způsob, jak tento problém řešit.
Studie zveřejněná v časopise Scientific Reports popisuje, jak vědci použili nástroje pro editaci genů CRISPR k obnovení genu, který zmizel z lidské linie před miliony let. Obnovení tohoto genu vedlo ke snížení hladiny kyseliny močové, látky, která je zodpovědná za dnu a několik dalších zdravotních problémů.
Dlouho ztracená složka je urikáza, enzym, který většina ostatních zvířat stále nosí. Urikáza rozkládá kyselinu močovou, odpadní produkt, který se běžně tvoří v krvi. Pokud hladina kyseliny močové vzroste příliš vysoká, může zkrystalizovat v kloubech a ledvinách, což způsobuje dnu, onemocnění ledvin a řadu souvisejících stavů.
Proč lidé ztratili urikázu
Lidé a další opice ztratili gen urikázy přibližně před 20 až 29 miliony let. Někteří experti tvrdí, že tato změna mohla v minulosti poskytnout výhodu. Podle výzkumu citovaného v časopise Seminars in Nephrology navrhli vědci včetně Dr. Richarda Johnsona z University of Colorado, že zvýšená hladina kyseliny močové pomohla ranním primátům přeměnit ovocné cukry na tuky, což poskytlo výhodu při obtížných obdobích.
Dnes však tato starobylá adaptace přispívá k řadě moderních metabolických problémů. To je výzva, kterou se profesor biologie Eric Gaucher z Georgia State University a jeho tým rozhodli otestovat. „Bez urikázy jsou lidé zranitelní,“ říká Gaucher, spoluautor studie. „Chtěli jsme zjistit, co se stane, pokud znovu aktivujeme tento poškozený gen.“
Reintrodukce starobylého genu pomocí CRISPR
Spoluprací s postdoktorandským výzkumníkem Lais de Lima Balico se Gaucher spoléhali na CRISPR-Cas9, často nazývaný molekulární nůžky, k vložení rekonstruované verze starobylého genu urikázy do lidských jaterních buněk. Tímto způsobem mohl tým pozorovat, jak enzym fungoval v moderním biologickém prostředí.
Výsledky je překvapily. Hladiny kyseliny močové klesly o poznání, a jaterní buňky již nehromadily tuk, když byly vystaveny fruktóze. Protože experimenty v jednotlivých buňkách nemohou vždy předpovědět, co se stane v složitějších systémech, vědci přešli k sofistikovanějšímu modelu.
Testovali gen v 3D jaterních sféroidech, což jsou malé, laboratorně pěstované struktury, které se více přiblížily skutečným funkcím orgánů. Obnovený gen urikázy opět snížil hladinu kyseliny močové. Enzym se také přesunul do peroxisomů, buněčných kompartmentů, kde urikáza přirozeně působí, což naznačuje, že terapie by mohla v živých organismech fungovat bezpečně a správně.
„Aktivací urikázy v lidských jaterních buňkách jsme snížili hladinu kyseliny močové a zastavili buňky v přeměně nadbytečné fruktózy na triglyceridy – tuky, které se hromadí v játrech,“ tvrdí Gaucher.
Širší dopady vysoké hladiny kyseliny močové
Zjistění mají dalekosáhlé důsledky, které přesahují dnu. Vysoká hladina kyseliny močové, známá jako hyperurikémie, je spojena s mnoha moderními zdravotními poruchami. Výzkum zdůrazněný v časopise Hypertension spojil zvýšenou hladinu kyseliny močové s hypertenzí a kardiovaskulárními onemocněními, a rizika byla srovnávána s těmi u vysokého cholesterolu.
Tyto obavy se odrážejí ve statistikách pacientů. Mezi jednou čtvrtinou a polovinou lidí s vysokým tlakem má také vysokou hladinu kyseliny močové, a u nově diagnostikovaných pacientů s hypertenzí tento překryv vzrůstá na 90 %. „Hyperurikémie je nebezpečný stav,“ říká Gaucher. „Snížením hladiny kyseliny močové bychom mohli potenciálně zabránit několika nemocem najednou.“
Směrem k budoucím terapiím
Současné léčby dny nejsou účinné pro všechny, a někteří jednotlivci zažívají nepříznivé reakce na stávající léky na bázi urikázy. Metoda CRISPR, která obnovuje urikázu přímo v jaterních buňkách, by mohla tyto problémy obejít. „Naše přístup k editaci genomu by mohl umožnit pacientům žít bez dny a potenciálně zabránit tukové jaterní nemoci,“ říká Gaucher.
Dalšími kroky jsou studie na zvířatech, po nichž budou následovat lidské zkoušky, pokud počáteční výsledky potvrdí. Potenciální metody dodávky zahrnují přímé injekce, vracení modifikovaných jaterních buněk pacientům nebo použití lipidových nanopartic (stejná technologie používaná v některých vakcínách proti COVID-19).
Pokud se strategie ukáže jako bezpečná, Gaucher věří, že by mohla přetvořit způsob, jakým se léčily dny a související metabolické poruchy. Přesto je třeba řešit několik výzev. „Editace genomu stále čelí podstatným bezpečnostním obavám,“ říká. „Jakmile budou tyto obavy vyřešeny, společnost se bude muset zabývat kontroverzními etickými diskusemi o tom, kdo by měl a neměl mít přístup.“
