Mutace a nemoc šílených krav

«Zpět

Mutace a nemoc šílených krav

Mutace a nemoc šílených krav
Často jsme v různých obměnách a nátěrech slýchali o tom, jak vlastně mutace jsou skvělé a jak ženou pokrok dopředu. Nedávno jsme byli svědky zajímavé situace, která byla důsledkem jediné bodové mutace. Možná vám nebyla nemoc šílených krav takto představena, ale přesně o to jde.

Příroda nám přináší nová a nová překvapení. Část z nich souvisí s činností člověka, jeho neznalostí a nepochopením složitosti světa, v němž žijeme. Neuvědomujeme si dostatečně rizika, která sebou přinášejí změny životního stylu, nové výrobní technologie a všechny zásahy do zaběhnutého řádu přírody. Takové zásahy zprvu mohou vypadat prospěšné, mohou dříve nebo později narušit křehkou rovnováhu přírodních dějů. Čítankovým příkladem z nedávné doby je nemoc šílených krav. Byla totiž vyvolána tím, ze jsme se snažili z býložravých krav udělat masožravce.

Medicína 70. let se domnívala, ze zvládla infekční choroby. Lidstvo se zbavilo neštovic - doufejme, ze nadobro - a pod kontrolu se dostaly virové nemoci jako dětská obrna, spalničky, hepatitida A a B či příušnice. Tím se podstatné rozšířilo spektrum infekčních chorob, účinné zvládaných již v první polovině tohoto století bud vakcinami, jako v případě záškrtu či tetanu, nebo promyšlenými hygienickými opatřeními, jako tomu je v případě tyfu či cholery. A přesto jsme byli znovu zaskočeni. Počátkem 80. let to byl AIDS, jehož výskyt se rozrůstá v jednu z největsích a nejničivějších pandemů, jakým kdy lidstvo čelilo, a to především v Africe. Velkou pozornost vzbudila epidemie způsobená africkým virem Ebola. A nyní se objevila nemoc šílených krav, označovaná jako bovinní spongiformní encefalopatie, zkrácené BSE. Značnou pozornost v laické veřejnosti však vzbudila teprve nedávno, kdy bylo vysloveno podezření, ze by se onemocnění mohlo přenést na člověka a vyvolat u něj jinak vzácnou, vždy smrtelnou nemoc Creutzfeldtovu-Jakobovu (CJN).

BSE, CJN a některé další neurodegenerativní nemoci člověka a několika zvířecích druhů jsou vyvolány činitelem vymykajícím se pojetí, které bývá tradičné prisuzováno původcům infekčních nemocí. tj. virům, bakteriím, parazitům, houbám a plísním. I ty nejjednodušší a nejmenší z nich. tj. viry se skládají ze dvou složek. První je genetická hmota, kterou tvoří deoxyribonukleová (DNA) či RNA. V RNA jsou zakódovány informace pro její množení a pro syntézu virových bílkovin. Druhou složkou je virový obal o různé složitosti. Může být tvořen jen bílkovinami, ale může obsahovat i složky tukové a cukerné povahy. Funkcí obalu je chránit genom v mimobuněčném prostoru a usnadnit jeho průnik do buňky. Celá struktura se označuje jako virion. Kopírování virové DNA či RNA je rozhodujícím krokem množení viru. Každý fyzikální či chemický zásah, který znehodnotí virovou nukleovou kyselinu, např. ultrafialové světlo ci ionizační zárení, vede ke ztrátě infekčnosti viru čili k jeho inaktivaci. Obdobné je tomu u dalších konvenčních původců nákaz (bakteriů a jiných), které se na rozdíl od virů mohou množit nezávisle na buňce. Ale vyvolavatele BSE, CJN a některých dalších chorob je tomu jinak.

Podívejme se trochu do historie

Onemocnění ovcí a koz zvané scrapie je známo od 18. století. Koncem 70. let tohoto století bylo zaznamenáváno v Norsku, Španělsku, Francii, Itálii, Polsku, Mad¡arsku, Bulharsku, Belgii, Holandsku, a obzvláště často se vyskytovalo ve Velké Británii, proslulé rozsáhlým chovem ovcí. Výskyt scrapie byl hlášen i v Severní a Jižní Americe, Indii, Pákistánu, Jižní Africe a dalších afrických zemích. Klinicky se nemoc projevuje poruchami chůze a rovnováhy a jinými projevy postižení mozku. Charakteristickým příznakem je nesnesitelné svědění kůže, na něž reagují nešťastná zvířata silným drbáním. Bývá tak intenzivní, ze múze vést k úplnému prodření či prokousání kůže. Anglicky škrábat je "to scrape"; odtud scrapie (tedy drbavka či škrábavka). Končí vždy smrtí zvířete. Při histopatologickém vyšetření se nachází charakteristický obraz houbovité degenerace mozku se zánikem neuronů, zbytněním podpůrných gliových buněk a ložisky (plaky) homogenní bílkoviny označované jako amyloid.

I když se infekční povaha scrapie tušila již dávno, přenosnost nemoci ze zvířete na zvíře byla prokázána až ve 30. letech. Inkubační doba je velmi dlouhá. 1 až 5 let u ovcí a 1 až 2 roky u koz, 6-8 měsíců u myší. Brzy se ukázalo že infekční činitel je zřejmě úplně nového typu. Vyznačuje nezvyklou odolností vůči činidlům, jež běžně inaktivují viry. Tak například přežil patnáctiminutový var. Pokusy prokázat v infekčním činiteli nukleovou kyselinu naprosto selhaly.

Existují lidské obdoby scrapie. Jsem také v ohrožení?

V 50. letech pracoval na Nové Guinei mladý americký vědec D. Carleton Gajdušek, potomek slovenských přistěhovalců. Když v letech 1956 - 57 cestoval po horských oblastech východní části ostrova, kde místní obyvatelstvo melanéského původu žilo ještě v době kamenné, zaujalo badatele zvláštní neurodegenerativní onemocnění, postihující zejména děti a ženy kmene Fore. Domorodci je nazývali kuru, což v jejich nářečí znamená "třesu se" (chladem nebo strachem). Třes byl jen jedním z příznaků nemoci, která se projevovala ztrátou rovnováhy, poruchami chůze, nezadržitelnými záchvaty smíchu, později poruchami řeči a nakonec demencí a úplnou nehybností. Po několikaměsíčním utrpení nemoc bez výjimky končila smrtí. Jak objevil W. J. Hadlow, patologicko-anatomický nález u kuru připomínal scrapii. Četné vakuoly po zhynulých neuronech budily dojem houbovité degenerace, bujely podpůrné buňky, těžké změny byly zjišťovány v mozečku. Přitom však chyběly jakékoli známky zánětu. Též v mozkomíšním moku nebyly žádné změny. Nález nebyl nový ani v lidské patologii. Silně se podobal obrazu, který byl popisován u dvou lidských neurodegenerativních chorob, u CJN a u syndromu Gerstmannově-Sträusslerově-Scheinkerově (GSS). Gajdusek se projevil jako pozorovatel s nevšedním epidemiologickým talentem. Nedal se zmást vysokým výskytem nemoci u mladých žen, který nasvědčoval možné úloze hormonů, a brzy ho napadlo, že kuru souvisí s rituálním kanibalizmem Forejců. Jako projev úcty k zemřelému jej totiž příbuzní snědli: domnívali se, ze tak získají jeho moudrost, sílu a plodnost. Dlouhé pátrání spojené s mnoha potížemi naznačilo, že tento kanibalizmus je zdrojem infekce, která po dlouhé inkubační době až několika desítek let vede ke kuru. Gajdusek brzy vysvětlil i závislost nemoci na pohlaví. Ženy se při přípravě hostiny, zejména při vynětí mozku zemřelých, pochopitelné často drobně zraňovaly. Navíc na ně a na děti zbyly vnitřnosti, které byly, jak se později ukázalo, silné kontaminované, zatímco muži snědli svaly, které zřejmé infekční materiál neobsahovaly vůbec, anebo jen v malém množství. Gajdusek si všiml i toho, ze nikdy neonemocněli přistěhovalci, kteří podobným rituálním zvyklostem neholdovali. Konečným důkazem, že kanibalizmus je příčinou šíření kuru, byl prudký pokles výskytu nemoci po zákazu kanibalizmu australskou vládou.

Výskyt CJN mezi populací

CJN je onemocnění velmi vzácné. Jeho výskyt se udává jako 1 případ na milion obyvatel, to znamená, ze v zemi, jako je Česká republika, by se mělo vyskytovat okolo 10 případů ročně. Dosud, od roku 1960, bylo popsáno kolem 30 případů. Nemoc postihuje muže i ženy nejčastěji mezi 55. a 70. rokem, ale jsou známy případy nemoci i u osob podstatné mladších. Je pozoruhodné, ze nemoc má na celém světě stejný výskyt bez ohledu na rasu či kontinenty. Projevuje se demencí, apatií a dráždivostí. Mezi časné příznaky patří vedle demence únavnost. poruchy chování a poruchy spánku. V prvních měsících choroby se též objevují svalové křeče a poruchy funkce mozečku. Pacienti umírají za 3 - 12 měsíců po objevení prvních příznaků. Asi 5 - 10 % nemocných získává nemoc dědičně. Nejvíce případů CJN, více než 90 %, je však spontánních. Nedaří se určit ani dědičné faktory, ani kontakt s jiným nemocným, ani nějaký další zásah, který by vysvětlil vznik onemocnění. Vypadá to tak, ze infekční činitel vzniká v těchto případech sám od sebe.

Zcela nový infekční původce

Roku 1971 mladý americký neurolog S. B. Prusiner ošetřoval pacienta s CJN. Pacient zemřel a jeho osud na mladého lékaře tak zapůsobil, že změnil jeho život. Zřídil si laboratoř, která se začala systematicky zabývat CJN a jinými neurodegenerativními chorobami. Prusiner hodně pracoval a po několika letech vyslovil hypotézu, která otřásla mnoha tehdejšími představami a, jak už tomu bývá, vyvolala vlnu nesouhlasu. Prohlašoval totiž, ze původcem nemoci je infekční, samoreplikující se protein, který pojmenoval prion (od protein infections, dotvořeno přesmyčkou). Opíral se hlavně o svou výzkumnou práci s původcem scrapie nejdříve na myších a později na křečcích, kteří se ukázali být pro výzkumnou práci výhodnější než jiná laboratorní zvířata. Díky metodám molekulové biologie se posléze podařilo určit gen. který prion kóduje. Patogenní priony mohou vzniknout v organizmu spontánně, hromadí se v něm a tak vyvolají onemocnění. Na vnímavé jedince jsou potom přenášeny jako konvenční infekční činitele.

Brzy byly velmi příbuzné geny a jim odpovídající proteiny nalezeny též u lidí, opic a vůbec u všech dalších savců, ale i ptáků, u nichž se po prionovém genu pátralo. U člověka je lokalizován na 20. chromozomu. Výzkum po dlouhou dobu nedával smysl. Protein, který je normální součástí buňky, nemůže být přece infekčním původcem nemoci. Klíč k porozumění poskytl pacient s dědičnou chorobou GSS, od něhož se podařilo prionový gen klonovat a jehož produkt byl s to vyvolat onemocnění na experimentálních zvířatech. Když byl určen jeho aminokyselinový sled, přišlo se na to, ze došlo k jedné záměně. Taková událost je důsledkem bodové mutace. A byly to zřejmé bodové mutace, k nimž došlo kdysi v minulosti v zárodečné linii, jez jsou odpovědné za dědičnou formu. Mutace se projevují tím, ze se normální protein přemění v protein vyvolávající nemoc.

Pokud se některému z čtenářů zdá děsivá představa, že záměna jedné aminokyseliny v jedné bílkovině vede k smrtící změně její vlastnosti, pak je třeba připomenout, ze to není v lidské patologii výjimkou. Řada dědičných chorob je způsobena bodovými mutacemi a také jediná mutace v genech řídících buněčný cyklus může významně přispět k vzniku zhoubných nádorů.

Příčiny nemoci krav BSE jsou prozaické. BSE je klasickým příkladem nemoci vyvolané činností člověka. Farmářům, kterým uhynuly ovce na scrapii, bylo líto mrtvá zvířata spálit či jen tak zahrabat hluboko do země. Vždyť přece i těla nemocných zvířat obsahují řadu živin, tak proč je nezužitkovat. A tak se připravila moučka, jíž se začaly dokrmovat krávy, které se tak staly z býložravců masožravci. Zpočátku se v technologii užívalo vysokých teplot, ale koncem 70. let kohosi nadmíru vychytralého, ale málo vzdělaného a zcela nezodpovědného napadlo, že jde o zbytečný výdaj. V krmivu pak zřejmě priony přežily. O možnosti přenosu nemoci na člověka se samozřejmě začalo také brzy uvažovat, ale varovné hlasy nebyly zřejmě dosti hlasité. Roku 1988 bylo používání krmné moučky zakázáno a od té doby dochází k postupnému poklesu výskytu BSE.

Otázka, zda se BSE může přenést na člověka hovězím masem, zaměstnává mnohé a vyvolává vášnivé diskuse. Přestože - hlavně vinou sdělovacích médií - vznikl dojem, že souvislost mezi BSE a případy CJN ve Velké Británii je jasná, ani zdaleka tomu tak není. Spojení vsak nelze ani vyloučit.

V posledních letech bylo provedeno několik vynikajících analýz mezidruhových přenosů prionových chorob. Z nich jasně vyplývá, ze mezidruhové bariéry existují a že snadnost či nesnadnost mezidruhových přenosů souvisí s podobností prionů dárce a příjemce. Čím bližší jsou si priony, tím je mezidruhový přenos snažší.

Máme se bát hovězího masa?

Sice chybějí rozhodující důkazy, že se BSE přenáší na člověka. Nicméně určité opatrnosti je třeba. Měli bychom se asi řídit tradicí, podle níž se podobné situace řešily v minulosti. Za všechny uveďme aspoñ jeden přiklad. Krávy mohou onemocnět leukemií, je virového původu. I když pečlivé epidemiologické studie neprokázaly souvislost mezi leukemií krav a lidí, konzumování mléka a jiných produktů od takových zvířat se nedoporučuje a virem infikovaná dobytčata se nemilosrdné likvidují. Obdobné by asi nemělo být používáno maso a vnitřnosti krav infikovaných BSE, pokud by nebylo prokázáno nade vší pochybnost, že BSE člověka neohrožuje. Ten, kdo je zvláště opatrný, se vyhne i masu zdravých krav pocházejících ze stád, v nichž se nemocná zvířata vyskytují. Mohou totiž být v inkubační době nemoci, která trvá asi 8 let. A kdo je maximálně bdělý a ostražitý - jako třeba Evropské společenství - ten se vystříhá veškerého hovězího masa pocházejícího ze země v níž se BSE hromadné vyskytuje.

Prokázat anebo vyloučit vztah mezi BSE a případy CJN, které se objevují, bude nesmírné obtížné, tak jako tomu je v případě jiných chronických chorob člověka s dlouhou inkubační dobou a s pravděpodobnou účastí mnoha dalších faktorů.


-->