Komáří očkování, zrzaví kocouři, temný proteom a hovínkový koktejl – „jednohubky“ z výzkumu 2024/46

Komáři očkují proti malárii

Nizozemští vědci vyvinuli novou vakcinační strategii proti malárii. Využili při tom komáry nakažené geneticky modifikovaným původcem tohoto onemocnění.

Malárii způsobuje nitrobuněčný prvok zimnička tropická (Plasmodium falciparum) − po přenosu z nakaženého komára infikuje nejprve hepatocyty lidského hostitele a poté červené krvinky. Nejtypičtější příznak onemocnění, malarická horečka, vzniká v důsledku rozpadu napadených erytrocytů a uvolnění parazita a jeho odpadních látek do krevního oběhu.

Kmen P. falciparum GA2 použitý pro vakcinaci byl navržen tak, aby se jeho vývoj zastavil přibližně po 6 dnech po infekci, a prvok tak nedokázal přecházet z jaterního do krevního stadia. V malé pilotní studii u 10 zdravých dobrovolníků, kteří byli očkováni 50 kousnutími nakažených komárů, poskytla expozice modifikované zimničce ochranu před infekcí po kousnutí komárem nakaženým malárií u 8 z 9 hodnocených probandů. Nejčastějšími nežádoucími příhodami byly otok a svědění v místě komářích kousnutí, u několika pacientů se vyskytla mírná bolest svalů nebo hlavy. Vědci se nyní budou snažit provést klinickou studii s větším počtem účastníků.^{1, 2}

Proč jsou některé kočky zrzavé? Genetika konečně zná odpověď!

Taky jste se ve škole učili, že tříbarevná kočka nemůže být kocour? A naopak, že zrzavé (správně červené) kočky jsou obvykle samci? Už dlouho je jasné, že barva srsti je u koček částečně závislá na pohlaví. Předpokládá se, že gen pro červenou barvu srsti je uložen na chromosomu X. Kočičí samičky mají ve svých buňkách dvě kopie tohoto chromosomu a v průběhu embryonálního vývoje si jejich buňky náhodně „vybírají“, která alela bude aktivně exprimovat genetickou informaci a která zůstane zabalená a inaktivní. Právě proces inaktivace chromosomu X (lyonizace) podmiňuje barevné vzory na kočičí srsti. Zkoumání kočičích kožíšků v minulosti pomohlo odhalit řadu genetických jevů a objasnit procesy, kterými okolní prostředí ovlivňuje genovou expresi.

Po genu pro červený pigment však vědci zatím bezúspěšně pátrali už 60 let. Minulý měsíc ovšem dva vědecké týmy nezávisle na sobě publikovaly preprint, ve kterém popisují mutaci podmiňující červenou barvu kočičí srsti. S využitím vzorků kůže různých koček odhalili mutaci v chromosomu X, jež ovlivňuje aktivitu genu ARHGAP36. Zvýšená produkce proteinu Arhgap36 v melanocytech pak aktivuje dráhu vedoucí k tvorbě světle červeného pigmentu.^3–5

Temný proteom a tisíce nových genů

Možná největším překvapením, jež přineslo kompletní osekvenování lidského genomu před více než 20 lety, bylo malé množství genů, které náš genom obsahuje. Je jich totiž jen něco kolem 20 tisíc, což odpovídá přibližně 1 % veškeré lidské DNA. Nová systematická analýza tzv. temného proteomu ale naznačuje, že existují tisíce dalších netradičních genů, které kódují neobvykle malé proteiny.

Do temného proteomu spadají jednak bílkoviny, jejichž existenci předpokládáme na základě genetických dat, ale dosud se je nepodařilo detekovat, a dále proteiny s neznámou strukturou a funkcí. Některé z nich jsou kódovány tzv. nekanonickými ORF, což jsou otevřené čtecí rámce (ORF – open reading frame), které postrádají obvyklé sekvence v promotoru a mohou kódovat krátké peptidy v délce jen několika aminokyselin. Nekanonické ORF byly zpočátku považovány jen za jakýsi „šum na pozadí“. V roce 2022 se mezinárodnímu genetickému konsorciu podařilo identifikovat 7264 nekanonických ORF. Nyní se však ukázalo, že nejméně čtvrtina z nich opravdu tvoří proteiny.

Nově objevené miniproteiny tak poskytují další hlubší vhled do komplexnosti lidského genomu a mohly by urychlit výzkumy vedoucí k novým léčivům.^{6, 7}

„Hovínkový koktejl“ pro miminka narozená císařským řezem

U dětí narozených císařským řezem by podání mléka s malým množstvím stolice jejich matky mohlo pomoci se správným nastavením střevní mikrobioty. Naznačují to předběžné výsledky klinického výzkumu prezentované na nedávném infektologickém odborném fóru v Los Angeles. Jednalo se o první randomizovanou studii, která měla potvrdit hypotézu, že fekální transplantace v malém množství je dostatečná pro pozitivní účinek na mikrobiom dítěte.

Některé studie ukazují, že děti narozené císařským řezem mají oproti vaginálně porozeným dětem vyšší riziko astmatu, zánětlivých střevních onemocnění a dalších poruch spojených s deregulací imunitního systému. Tato miminka nebyla vystavena kontaktu s vaginální a střevní mikrobiotou matky při průchodu porodními cestami. Pokusy s tzv. vaginálním seedingem, tedy aplikací mateřské vaginální mikrobioty na kůži dětí či přímo orální cestou, byly úspěšné pouze částečně, neboť bakterie vaginální mikrobioty nejsou schopny osídlit střevo dětí.

Vědci z Helsinské univerzity proto u 15 dětí narozených plánovaným císařským řezem provedli fekální transplantaci 3,5 mg stolice matky perorálně podané v mléce. Celkem 16 dětem z kontrolní skupiny bylo podáno placebo. Analýza stolice dětí ukázala, že obě skupiny měly těsně po narození podobnou mikrobiální diverzitu, ale již od 2. dne po narození byly pozorovatelné signifikantní rozdíly, které přetrvaly až do 6. měsíce věku, což je období, ve kterém většina dětí začala konzumovat příkrmy. Studie stále pokračuje a děti budou sledovány až do svých 2. narozenin.

Na závěr dodáváme už jen klasické varování – doma to rozhodně nezkoušejte! Účastnice studie totiž prošly přísnou selekcí, z původních 90 matek bylo 54 vyloučeno z důvodu přítomnosti patogenů v jejich střevní mikrobiotě či jiných potenciálních rizik pro dítě.^8–10

(este)

Zdroje:
1. Lamers O. A. C., Franke-Fayard B. M. D., Koopman J. P. R. et al. Safety and efficacy of immunization with a late-liver-stage attenuated malaria parasite. N Engl J Med 2024 Nov 21; 391 (20): 1913–1923, doi: 10.1056/NEJMoa2313892.
2. Kudiabor H. This malaria vaccine is delivered by a mosquito bite. Nature 2024 Nov 20, doi: 10.1038/d41586-024-03817-0 [Epub ahead of print].
3. Kaelin C. B., McGowan K. A., Trotman J. C. et al. Molecular and genetic characterization of sex-linked orange coat color in the domestic cat. bioRxiv 2024; 2024.11.21.624608, doi: 10.1101/2024.11.21.624608 [nerecenzovaný preprint].
4. Toh H., Yeung W. K. A., Unoki M. et al. A deletion at the X-linked ARHGAP36 gene locus is associated with the orange coloration of tortoiseshell and calico cats. bioRxiv 2024; 2024.11.19.624036, doi: 10.1101/2024.11.19.624036 [nerecenzovaný preprint].
5. Grimm D. What makes cats orange? Scientists find long-sought gene. ScienceAdviser, 2024 Dec 1. Dostupné na: www.science.org/content/article/em-science-em-adviser-have-we-been-drawing-neurons-wrong
6.Deutsch E. W., Kok L. W., Mudge J. M. et al. High-quality peptide evidence for annotating non-canonical open reading frames as human proteins. bioRxiv 2024 Sep 9; 2024.09.09.612016, doi: 10.1101/2024.09.09.612016 [nerecenzovaný preprint].
7. Wilcox C. Survey reveals thousands of new human genes. ScienceAdviser, 2024 Nov 26. Dostupné na: www.science.org/content/article/scienceadviser-survey-reveals-thousands-new-human-genes
8. Helve O., Carpén N. K., de Vos W. M. et al. Transplantation of maternal intestinal flora to the newborn after elective cesarean section – a randomized controlled trial (SECFLOR). IDWeek, Los Angeles, 2024 Oct 18.
9. Carpén N., Brodin P., de Vos W. M. et al. Transplantation of maternal intestinal flora to the newborn after elective cesarean section (SECFLOR): study protocol for a double blinded randomized controlled trial. BMC Pediatr 2022; 22 (1): 565, doi: 10.1186/s12887-022-03609-3.
10. Lenharo M. 'Poo milkshake' boosts the microbiome of c-section babies. Nature 2024 Nov; 635 (8037): 17–18, doi: 10.1038/d41586-024-03449-4.