Sdílet
23. dubna 2021
Světový den malárie, který se každoročně koná 25. dubna, je mezinárodně uznávaným dnem vyhlášeným Světovou zdravotnickou organizací v roce 2007, který zdůrazňuje celosvětové úsilí o kontrolu malárie a oslavuje dosavadní úspěchy. Od roku 2000 dosáhl svět v boji proti malárii historického pokroku a podařilo se zachránit miliony lidských životů. Polovina světa však stále žije v ohrožení touto nebezpečnou chorobou, která každé dvě minuty stojí jeden dětský život. Avšak lze jí předcházet a dá se léčit. Minulý rok, kdy se celý svět potýkal s pandemií COVID-19, se boj za ukončení malárie bohužel ještě ztížil. Letos si Světová zdravotnická organizace a její partneři připomínají Světový den malárie oslavou úspěchů zemí, které se blíží nebo dosahují jejího vymýcení. Jsou tak inspirací pro všechny národy, které rovněž pracují na vyhlazení této smrtelné nemoci, a zasazují se tak o zlepšení zdraví a kvality života populace.
Malárie je přenášená komářím bodnutím, při kterém dojde k přenosu parazitického prvoka Plasmodium (česky nazývaného zimnička). Druh Plasmodium falciparum je původcem nejsmrtelnější formy malárie, která v Africe zabíjí převážně malé děti do 5 let. Plasmodium falciparum se velmi dobře skrývá před naším imunitním systémem, což znamená, že i lidé, kteří již mnohokrát malárii měli, mohou touto nemocí znovu onemocnět. Velkou překážkou při hledání nových způsobů, jak porazit malárii, je nedostatečná znalost toho, jakým způsobem s ní náš vlastní imunitní systém bojuje. Nyní ale začínají vědci dělat důležité pokroky! Vědci a lékaři z celého světa dosáhli v posledních dvou desetiletích průlomu v boji proti malárii, zachránili tak více než 7 milionů životů a předešli více než 1 miliardě případů malárie. Vědci z České republiky k pokroku rovněž přispívají.
Australská vědkyně Jaclyn Quin z výzkumné skupiny profesorky Mary O´Connell působí v institutu CEITEC Masarykovy univerzity (MU) a zkoumá, které části imunitní odpovědi jsou účinné proti infekci plazmodii. Zaměřuje se na výzkum etnické skupiny Fulani ze západní Afriky, která je vůči malárii přirozeně odolná. I když je přirozená imunita této etnické skupiny známá již více než čtvrt století, stále nechápeme, co přesně Fulani chrání. Výzkum prováděný na této etnické skupině sídlící v Mali a Burkině Faso ukazuje, že organismus těchto lidí je schopen vyvolat silnější imunitní odpověď proti P. falciparum. Vědci z Brna nyní spolupracují s vědci v Mali a Burkině Faso, aby společně prozkoumali jednu konkrétní část imunitní odpovědi Fulani, která poskytuje ochranu před malárií. Touto částí imunitního systému je velmi zajímavý gen zvaný ADAR1. Výzkumná skupina irské profesorky Mary O'Connell patří mezi světovou špičku v oblasti regulace „vrozené imunity“ vyvolané genem ADAR1, která je naší první linií obrany spouštějící imunitní reakci organismu. Výzkumná skupina Mary O´Connell spolupracuje s profesorem Davidem Modrým z institutu CEITEC Veterinární univerzity, který má mnohaleté zkušeností se studiem malárie u lidí a také u primátů v Africe.
Přečtěte si rozhovor s australskou vědkyní Jaclyn Quin z institutu CEITEC. O malárii, o etnické skupině Fulani, o fascinujícím genu ADAR1 i o tom, jak by se daly výsledky jejího výzkumu využít k léčbě jiných nemocí!
Jaclyn, proč je etnická skupina Fulani lépe chráněna před malárií typu Plasmodium falciparum než jiné etnické skupiny žijící ve stejné oblasti v západní Africe?
To bohužel stále ještě přesně nevíme! Ale co víme zcela jistě a co je opravdu fascinující je fakt, že mají vskutku silnější imunitní odpověď. Pro srovnání, existují například lidé, kteří jsou rezistentní vůči malárii díky tomu, že trpí nemocí zvanou Srpkovitá anémie. Tito lidé mají mutaci genu, který způsobuje fyziologické změny, to nám však neumožňuje využít tento poznatek k vývoji léčiva proti malárii. Ale roky studia etnické skupiny Fulani ukázaly, že tato skupina disponuje mnohem silnější imunitní odpovědí, aktivuje tak více imunitních buněk a vytváří vůči malárii více protilátek. Takže, i když se tito lidé mohou stále malárií nakazit, je u nich mnohem méně pravděpodobné, že onemocní. A my se teď snažíme zjistit, co způsobuje tuto silnější imunitní odpověď, a také doufáme, že tento poznatek budeme moci využít v boji proti malárii pro všechny.
Co bylo vaše hlavní zjištění během pilotní studie?
Naši vědečtí kolegové v Mali a Burkině Faso spolupracovali s vesnicí obývanou lidmi Fulani, která je každoročně vystavena skutečně vysoké míře malárie – každý člověk během období dešťů dostane za noc alespoň jedeno nakažlivé komáří bodnutí. Sbírali jsme krev od dobrovolníků a pomocí metody sekvenování nové generace jsme analyzovali rozdíly v genech, které se zapínaly a vypínaly, když Fulani dostali malárii.
Jedna opravdu zajímavá věc, kterou jsme zjistili, je, že Fulani mají odlišnou aktivitu ADAR1, genu, který dokáže vypnout jednu z velmi raných částí imunitní odpovědi, když je zapnutá, nebo zesílit imunitní odpověď, když je vypnutá.
Jakou roli hraje ADAR1 při malárii?
To je přesně to, co se teď v Brně snažíme zjistit. Nikdo z vědců dosud ADAR1 při malárii nestudoval, je to něco úplně nového.
Co víme z výsledků výzkumu, který výzkumná skupina Mary O’Connell a další vědecké týmy provedly na genu ADAR1, je to, že je opravdu důležitý pro kontrolu imunitního systému. ADAR1 přidává něco jako značky (nebo čárové kódy) do jednotlivých částí našich buněk, do naší RNA, abychom mohli poznat rozdíl mezi naší vlastní RNA a mezi RNA pocházející z infekce. Například, když koronavirus SARS-Cov-2 vstupuje do našich buněk, uvolňuje RNA. Pokud infikující RNA nemá tyto speciální značky (nebo čárové kódy), náš imunitní systém ji rozpozná jako vetřelce a zahájí imunitní reakci. Abych vám objasnila, jak důležité tohle je, představte si, že se někdo narodí s genetickou mutací, která brání ADAR1 v přidávání těchto značek, v takovém případě si jeho tělo myslí, že jeho vlastní RNA je „skutečná“ infekce, takže tělo reaguje tak vysokou úrovní zánětu, který člověka dokáže i zabít.
V případě etnické skupiny Fulani si myslíme, že jejich imunitní systém pravděpodobně dokáže vypnout ADAR1, ale jen na krátkou dobu, a to poté co zaregistruje infekci P. falciparum. Tímto způsobem mohou „posílit“ začátek imunitní odpovědi vlastní RNA, jakmile však ADAR1 v těle spustí imunitní odpověď, vrátí se zpět na normální úroveň. Nyní na CEITEC provádíme studie, abychom zjistili, zda nám cílení na ADAR1 skutečně může poskytnout náskok v boji proti infekci.
Jaké možnosti přináší vaše zjištění pro ostatní vědce?
To je opravdu zajímavá otázka. Z dlouhodobého hlediska, pokud se naše hypotéza potvrdí, bych ráda zjistila, zda cílení na ADAR1 během očkování proti malárii může pomoci zvýšit účinky vakcín. Doposud bylo opravdu těžké vytvořit efektivní vakcínu proti malárii. Pravděpodobně proto, že Plasmodium falciparum má tak dobrou schopnost skrývat se před naším imunitním systémem. V případě, kdy lidé mohou prodělat několik maláriových infekcí a stále se nestanou plně imunními, je to opravdu výzva vytvořit vakcínu, která by měla lepší výsledky.
Dalším zajímavým aspektem tohoto výzkumu je, že pokud cílení na ADAR1 může posílit imunitní odpověď, fungoval by stejný princip i na jiné nemoci než na malárii? Existuje několik nedávných výzkumů, které zjistily, že cílení na ADAR1 zlepšilo imunoterapii proti rakovině. A co zlepšení léčby při virových onemocněních, fungovalo by to také tam?
Výzkum je především o spolupráci, s kým jste na tomto výzkumu spolupracovali?
Toto je nejvíce kooperativní projekt, na kterém jsem kdy v životě pracovala! Jedná se o doslova globální úsilí.
Mezi výzkumné ústavy, se kterými spolupracujeme v západní Africe, patří MRTC (Malaria Research Training Centre) v Mali, GRAS (Groupe de Recherche Action en Santé, Burkina Faso) a CNRFP (Centre National de Recherche et de Formation sur le Paludisme) v Burkině Faso. Tyto organizace mají dlouhodobé vazby s komunitami Fulani a řídí tento výzkum. Úzce spolupracuji zejména s docentem Charlesem Aramou z MRTC, který pracuje s Fulani od roku 2000 a který nám v loňském roce poskytl vzorky krve odebrané od této etnické skupiny. Charles Arama získal doktorský titul na katedře imunologie na Stockholmské univerzitě. Spolu se svými kolegy pracuje na několika dalších fascinujících projektech zaměřených na Fulani. Zkoumají například i jiné rozdílnosti než ADAR1 ve vztahu ke zdraví, kterými se tato etnická skupina odlišuje. Snaží se zjistit, zdali za tyto rozdíly můžou geny nebo odlišná kultura Fulani se svou typickou stravou nebo používáním tradičních rostlin.
Sekvenační analýza nové generace je projektem ze Stockholmské univerzity, který zde zahájily profesorky Marita Troye-Blomberg a Ann-Kristin Östlund Farrants, se kterými jsem dříve pracovala ve Švédsku. Poté jsem přišla do Brna, abych v projektu pokračovala s pomocí unikátní expertízy profesorky Mary O´Connell, která je světovou špičkou ve výzkumu genu ADAR1. CEITEC má přístup k unikátnímu výzkumnému vybavení, takže můžeme provádět opravdu náročné experimenty, abychom poznali roli ADAR1 v boji proti malárii. K nezaplacení je také možnost spolupracovat s Veterinární univerzitou a s někým tak zkušeným v globálních výzkumných projektech parazitárních infekcí, jako je profesor David Modrý.
Proč si myslíte, že by se i země bez výskytu malárie měly zapojovat do výzkumu této nemoci?
Pro téměř všechny, se kterými jsem doposud pracovala – kdekoliv na světě – je dostatečnou motivací to, že pomáhají zlepšit život lidí žijících v oblastech postižených malárií – zvláště, když víte, že nejzranitelnějšími jsou právě velmi malé děti.
Je také důležité si uvědomit, že malárie bývala v Evropě běžná a dosahovala až na sever k polárnímu kruhu. Ve skutečnosti zde byla vymýcena až v 70. letech. A to převážně tím, že se Evropa zbavila komárů z rodu Anopheles, kteří mohou malárii přenášet. Byly zavedeny programy, které odstraňují vodní plochy, kde se mohou tito komáři množit, a také postřiky insekticidy. Nyní se populace komárů Anopheles zase zotavuje. Faktory jako změna klimatu, díky nimž může být Evropa pro komáry atraktivnější (teplejší a vlhčí), a zvýšené cestování mezi Evropou a endemickými oblastmi malárie, které ji mohou přivést zpět, mají vliv na zvýšení rizika jejího propuknutí. Důležité jsou stabilně probíhající programy kontrolující malárii. Faktory jako například světové války vymýcení malárie v Evropě významně ovlivnily.
Dalším problémem jsou takzvané zoonózy, kterými se zabývá výzkumná skupina profesora Davida Modrého. To jsou nemoci, které se mohou přenášet mezi zvířaty a lidmi. Profesor Modrý se svým týmem studuje například možný přenos malárie mezi gorilami a lidmi ve Středoafrické republice, jakož i možný dopad ptačí malárie (o níž nebylo doposud nikdy známo, že by infikovala člověka) na ohrožené ptáky v tropech.
I když jsou tato rizika neuvěřitelně malá, pokud nás minulý rok něco naučil, tak je to hodnota toho být vyzbrojení co největším množstvím znalostí již předtím, než je budeme potřebovat.
Jaclyn Elizabeth Quin
Jaclyn Elizabeth Quin se narodila v Austrálii. V roce 2017 získala doktorát v oboru biochemie a molekulární biologie na univerzitě v Melbourne. Během své postgraduálního stáže pracovala s Rossem Hannanem v Cancer Center Petera MacCalluma a zkoumala možnosti, které zprostředkovávají terapeutickou odpověď na nově vyvinutý inhibitor malých molekul RNA polymeráza I (CX-5461) v nádorových modelech různého genetického původu. Na Stockholmské univerzitě působila díky Lawski Foundation stipendiu a spolupracovala zde s Ann-Kristin Östlund Farrants a s Centre National de Recherche et de Formation sur le Paludisme v Burkině Faso s cílem prozkoumat genetický základ etnické skupiny Fulani ze západní Afriky, která vykazuje přirozenou imunitu proti malárií Plasmodium falciparum. Její pilotní studie, založená na sekvenování RNA a analýze metylace DNA neinfikovaného a infikovaného Fulani, identifikovala rozdíl v úrovních úpravy A-to-I RNA v populaci Fulani během malárie. Od roku 2018 pracuje Jaclyn Quin na Středoevropském technologickém institutu CEITEC MU a její výzkum je financován z Widening Fellowship (MSCA-IF). Přestěhovala se do České republiky, aby spolupracovala s profesorkou Mary O’Connell na CEITEC MU, která je průkopnicí výzkumu role úpravy RNA A-to-I ve vrozené imunitní odpovědi. Současný výzkumný projekt Jaclyn Quin staví na jejích zkušenostech s výzkumem etnické skupiny Fulani a na unikátní expertíze výzkumné skupiny Mary O’Connell, což jí umožňuje efektivně zkoumat roli modifikace úrovní A-to-I RNA v imunitní reakci na malárii Plasmodium falciparum.
Autorka