Tým vědců z Bostonské univerzity nedávno vyvolal odborné i laické diskuze publikováním výsledků svého výzkumu genetických zákonitostí dlouhověkosti. Výsledky potvrdily soubor 150 jednobodových změn v celém lidském genomu. Těch 150 změněných písmen genetického kódu prý přidělilo jejich nositelům zdraví a delší čas života. Nebo naopak – nemáte-li je, dostali jste handicap už na startu.
Představit si, že je v genetickém kódu zašifrováno fungování lidského těla, je pro nás daleko snazší než to, že by tam někde měla být zakódovaná duše. Že genetický kód jednotlivých lidí není stoprocentně stejný, je také známo. Máme jiné tělesné dispozice, sklony k různým onemocněním. Ale že bychom v okamžiku splynutí dvou zárodečných buněk skutečně dostali jako od sudiček maximální příděl času, který můžeme využít?
Věčný život ulomeného chapadla
Každá buňka stárne, každá má jinou životnost a možnosti obnovy. Ve výsledku však stárne celý organismus, zpomalují se nebo vyhasínají některé procesy a snižuje se schopnost regenerace, klesá účinnost imunitního systému. Snižují se také schopnosti recepčních orgánů, hlavně zraku a sluchu. Prokazatelně negativně začínáme vnímat změny, související se stárnutím organismu, okolo 35. roku věku. Naprostá většina živých organismů vykazuje známky stárnutí. Jednou z mála výjimek je nezmar, na kterém biologové přes veškerou snahu žádný symptom vysokého věku nenašli. Ale jak také počítat věk jedince, který si vypučí nebo stokrát doroste z kousku chapadla, kdy se mu zachce?!
Co na to statistika
Ve vyspělých průmyslových zemích se stých narozenin dožije asi jeden člověk z 6000, 110 svíček na dort patří přibližně jednomu člověku ze 7 milionů. Průměrná délka života v naší zemi podle údajů Eurostat byla v roce 2008 přibližně 73 let pro muže a 80 let pro ženy. Rozdíl je sice vděčným terčem genderových jízlivostí, ale platí celosvětově, zřejmě s evolučním požadavkem ženy jako zachovatelky rodu. Další faktor, kterým muži nahrávají ženám, je větší incidence rizikového chování, alkoholismu a kouření. To má mimochodem zajímavou paralelu – ženy častěji pečují o potomstvo nebo někoho potřebného, a tak mohou saturovat případné projevy závislé osobnosti nadměrnou péčí, zatímco u mužů, kteří pečovatelské tendence nemají primárně dané, se v případě nezralé osobnosti spíše vyvine náhradní sebepoškozující závislost na alkoholu, kouření nebo drogách.
Vyberte si sami
Populační studie ukazují, že vliv geneticky daných faktorů na věk přežití do cca 85 roků je asi 25–30 %. Majoritní podíl má »to ostatní«. To znamená způsob života, výživa, kouření a jiné rizikové faktory, aktivita fyzická i mentální, sociální kontakty, volba mezi pasivitou a aktivitou. Člověk se tak stává nejméně ze 70 % tvůrcem svého života. To pro část populace není překvapující zjištění, protože svůj život vědomě aktivně prožívají a už dávno to vědí, pro část populace je to zjištění nemilé, protože pak by bylo třeba se smířit s tím, že zázraky se nekonají a je třeba vlastní vůle. Jako by příroda fandila jedincům, kteří svou aktivitou a zhodnocováním životních zkušeností hýbou světem.
Přestřihnout červený, nebo modrý drát?
V buňkách odtikávají buněčné hodiny, každá buňka těla »ví«, kolikrát se smí rozdělit, než zanikne. Jak fungují hodiny, které odtikávají celému organismu? Různé teorie jsou postavené na působení volných radikálů nebo vlivu nervového a hormonálního systému. Jiné staví na existenci »pacemakeru« (jakéhosi řídícího časovacího systému) v některé orgánové soustavě. Další na genu Klóthó (viz níže) nebo jiných genetických zákonitostech. Z hledání schématu občas vypadnou „zázračné preparáty“ nebo slibné projekty genetických inženýrů velkých firem. Firemní cíle jsou jasné, jen co islandská deCode Genetics prozkoumala genom 1200 Islanďanů ve věku 90 let a více, už hlásala do budoucna možný »lék na stáří«. Ale nebylo by to příliš jednoduché a pohodlné?
Všichni jsme HUGO
Přibližně v roce 2003 si genetici potřásli rukama a oznámili, že se jim podařilo kompletně osekvenovat lidský genom v projektu nazvaném HUGO (Human Genome Project). Neznamená to, že by bylo všechno jasné. Přibližně polovina genomu jsou pseudogeny, nefunkční geny (co když zatím čekají, až něco pochopíme?) a kromě toho jsou po celém genomu vmezeřeny záhadné geny, které kódují malé kousky RNA, tzv. miRNA, které sice známe, ale zčásti také nevíme, k čemu slouží. A dál – v celém genomu jsou introny, sekvence, které se při přepisu genetické informace do proteinů vystřihnou jako nezajímavé scény z filmu, v některých genech je jich až 99 %. Naopak, některé geny je možné důmyslnou úpravou během přepisu a překladu do proteinu využít pro syntézu několika produktů. Je vůbec možné v tak složitém systému najít pravidla stárnutí?
Genom rozebraný na součástky
Výzkumníci z massachusettské univerzity v americkém Worcesteru objevili u háďátka obecného, Caenorhabditis elegans, několik vzájemně provázaných genů, které souvisejí s délkou života. Protože se geneticky od nich zase tolik nelišíme, pozornost se soustředila na podobné funkce v lidském genomu. Genetik Luis Kunkel z amerického Howard Hughes Medical Institute se zabýval statisticky významným podílem dlouhověkých sourozenců a vytipoval soubor genů na jednom chromozomu, mezi nimiž podle předběžných závěrů může být i gen dlouhověkosti, ovšem pokud má být tento výsledek verifikován, výzkum zdaleka není u konce.
Co máme společného s háďátky
Co zajímavého našli vědci u háďátka? Hráli si s genem DAF-16, kódujícím stejnojmenný protein, který je důležitý pro mnoho buněčných funkcí – regulaci inzulinu, metabolismus lipidů, stresovou reakci a jiné další. Vědci objevili nové DAF-16 izoformy – DAF-16D / F -, které se s dalšími už známými izoformami tohoto proteinu podílejí na regulaci dlouhověkosti.
Ekvivalentem tohoto genu u savců je gen FOXO. Podle něho vzniká protein, který má důležitou roli při dělení buněk, funguje i jako klíčový regulátor odolnosti proti stresu, metabolismu a tedy také stárnutí. „Porozumění regulačním drahám DAF-16 a dalších genů nám umožní nahlédnout do stárnutí na buněčné úrovni i na úrovni organismu,“ komentovala dosavadní výsledky výzkumu profesorka Heidi A. Tissenbaumová z Massachusettské univerzity. „V průběhu stárnutí se spouští nemoci související s věkem, Jakmile přijdeme na to, jaké signály jsou za to zodpovědné, můžeme přijít na to, jak prodloužit zdravé stáří.“
Gen sudička
Gen nazvaný Klóthó je další kousek rébusu. Podle něho buňka vytváří důležitý protein buněčné membrány, který se uplatňuje např. při regulaci syntézy žlučových kyselin, koncentrace vápníku a vitaminu D a pravděpodobně i v metabolismu tuků (lipidů). Máme ho v buňce ve dvou kopiích, jako všechny geny a asi 3 % lidí dostanou do vínku obě kopie změněné (tzn. nesou homozygotní mutaci, tedy mutaci v obou přítomných genech). Dvě třetiny z nich umírají před 65 % rokem věku. Co je však zajímavé, 19 % lidí má změněnou jen jednu kopii tohoto genu (tzv. heterozygotní mutace) a ti se dožijí vyššího než průměrného věku. I tento objev byl testovaný na myším modelu. Zajímavé bylo, že po odstranění genu Klóthó myši onemocněly nemocemi stáří, které jsou typické pro lidi ale ne pro myši – např. osteoporózou nebo arterosklerózou.
Tajemství ukryté ve 300 000 znaků
Bostonští genetici v nejnovější studii pátrali v genomu 1055 stoletých osob a nepříbuzných 1267 kontrolních osob. Část kontrolních vzorků byla vybrána z jiného souboru, zaměřeného na studium Parkinsonovy choroby a sekvenována jinou metodou, výsledky obou použitých metod byly ale porovnávány a nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl. Vědci si vytipovali geny, které souvisí s onemocněními, projevujícími se ve stáří (kardiovaskulární choroby, Alzheimerova choroba, senilní demence nebo hypertenze) a hledali rozdíly v sekvencích dlouhověkých lidí a náhodně vybraného vzorku populace. Prozkoumávali část genomu v rozsahu 300 000 písmen kódu, přesně řečeno bází. Došli k překvapivému výsledku.
150 jehel v kupce sena
Našli 150 jednobodových mutací, které se v 77 % případech vyskytují pouze ve skupině stoletých. 150 míst po celé zkoumané části genomu obsahuje změnu jediné báze genetického kódu (celý lidský genom s počtem tří miliard bází by vydal na slušný román asi o miliónu stran) a znamená významně delší život. Tyto jednobodové mutace se nacházejí celkem v 70 genech a nejsou vázané na pohlaví nositele. Dalším překvapením bylo, že genom stoletých lidí nebyl ušetřen genetických změn, které znamenají vrozenou náchylnost k různým onemocněním. Tyto mutace byly nalezeny se stejnou četností jako ve skupině průměrné populace.
Nadřazené geny
Výsledky musí být ověřeny na rozsáhlejším souboru, ale pokud budou potvrzeny, naznačují, že klíčovým faktorem pro dosažení extrémní dlouhověkost není nepřítomnost známých mutací, ale spíš přítomnost jiných, dlouhověkost podporujících variant, které umožňují rizika překonávat. Zdá se, že nalezená 150ti znaková šifra je tedy těmto »běžným« mutacím nadřazena. Genetický vliv se uplatňuje významněji ve skupině lidí dožívajících se 85 let a více. Navíc je zřejmé, že lidé dožívající se stých narozenin si udržují relativní zdraví do vysokého věku, přes devadesát let.
Tak jednoduché to nebude
Nepodařilo se tedy objevit jeden konkrétní gen dlouhověkosti, ale kombinaci genů. Nalezené geny souvisí s funkcí nervových drah, s Alzheimerovou chorobou, vylučováním hormonů (i funkcí inzulinu či růstem), stabilitou chromozómů, imunologickými procesy, stresovými zátěžovými faktory apod. Navíc nebylo všech 150 jednobodových mutací objeveno u všech stoletých, ale podle distribuce mutací v jednotlivých genech bylo možné rozdělit 90 % stoletých do devatenácti skupin. „Tato složitost se jevila patrná již v předchozích experimentech,“ říká Thomas Kirkwood, ředitel Institutu z univerzity v britském Newcastlu. Jak je patrné, výsledky všech dílčích výzkumů se skládají ve velmi složitý obrazec s komplikovanými mnohočetnými vnitřními vztahy, které zdaleka nejsou ještě objasněné. A je otázka, zda vůbec v dohledné době mohou být.
Horor, nebo mrkev?
Výsledky genetických výzkumů nejsou samy o sobě nebezpečné. Nebezpečné je jejich použití nebo zneužití. S ostrým nožem je možné poranit nebo nakrájet mrkev do polévky. Zjednodušené interpretace, výsledky a tvrzení vytržené z kontextu a zákonitosti marketingu dokážou nadělat spoustu škody. V případě genetických studií je například vždycky důležitý i faktor související s distribucí zkoumaných znaků v různých etnických skupinách, který je často v interpretacích opomíjený.
„Informace by měly být použity opatrně,“ říká James Vaupel, ředitel Institutu Maxe Plancka pro demografický výzkum v německém Rostocku. „Ani několik set „dobrých“ genů nezaručí člověku 77 % šanci žít zdravě až do pokročilého stáří,“ říká. „Jsem znepokojen tím, že tento druh statistiky nemusí být správně interpretován.“
Životní genetická pojistka
Některé společnosti zaměřené na komerční genetiku jsou ochotny rozšířit nabídku o cokoliv, co se proslechne z výzkumných laboratoří, ještě než je plně ověřený výsledek. Je ale podstatné, jak s informacemi nakládá cílová marketingová skupina. Budou si zákazníci nechávat dělat genetické testy, než půjdou uzavřít životní pojištění? A co když se dozvědí, že jsou nositeli »kýžených« mutací? Mávnou rukou, vzdají veškeré snahy o zdravotní prevenci a zdravý životní styl a budou se spoléhat na to, že geny je spasí? Nebo když se dozvědí, že metuzalémské geny nemají, rezignují na zbytek života a zemřou s pocitem, že „už to stejně nemá cenu?“ A když komerční genetické laboratoře pohotově zavedou testy dlouhověkosti, je vůbec možné předat výsledek s konstatováním – máte »špatné« geny, ale zatím nevíme jak je napravit, máte smůlu? „Dívám se na složitost tohoto puzzle a jsem si téměř jistý, že to nepovede k léčbě, která zajistí stoletost, ale spíše k prodloužení období zdravého života do vysokého věku, odložení nástupu nemoci, jako je například Alzheimerova choroba,“ řekl vedoucí studie docent Tom Perls z Medical Center v Bostonu.
Komerční zázrak ze ztracených dokladů
Jistá firma z texaského Carrolltonu nabízí výrobky s obsahem »zázračných koloidních minerálů«, těžených v korytě ekvádorské řeky Vilcabamba. Všichni tam jsou prý naprosto zdraví, dožívají se běžně sta a více let a neznají nemoci, jako je rakovina, infarkt nebo cukrovka. Radiolog Richard Mazess a antropoložka Sylvia Formanová se rozhodli pověst ověřit. Zkoumali stav kostí místních lidí s ohledem na výskyt artritidy a osteoporózy. Došli k zajímavému výsledku – lidé dramaticky matou údaje o svém věku, protože je zdrojem zájmu a proudu peněz i závisti vesničanů v okolních vesnicích. Století tam jsou ceněni stejně jako ropné vrty. Minerály žádnou anomálii neukázaly a nižší výskyt civilizačních nemocí byl shodný jako jinde v oblastech s podobným životním stylem.
Srdce mládne cvičením
Vědci z university v americkém St. Louis se pustili do odvážného pokusu – přemluvili k němu skupinu seniorů ve věku od 60 do 75 let, kteří vedli sedavý život a jejich ochablá srdeční svalovina nebyla s to reagovat na zvýšenou námahu. Pak je začali systematicky podrobovat vytrvalostnímu tréninku, který zahrnoval chůzi, běh i cyklistiku. Po roce zjistili jak překvapení senioři tak lékaři, že trénovaná srdce omládla. Byla výkonnější, měla intenzivnější energetický metabolismus. Zajímavý byl rozdíl v metabolismu mastných kyselin – jeho zlepšení nastalo u žen, u mužů tato schopnost poklesla. Každopádně se ukázalo, že není tak docela pravda, že lidé s nemocným srdcem by se měli šetřit, naopak jim přiměřená a vytrvalá aktivita prospívá.
Odpradávna lidé přemýšlejí, zda je jejich život opravdu jen souhrou náhod, nebo předurčením. Ve všech mytologiích existují personifikované, často ženské bytosti, které člověku při příchodu na svět předurčují jeho osud. Nejznámější jsou řecké Moiry, bohyně osudové nutnosti, dcery Dia a Themis. Klóthó niť života načíná, Lachesis odvíjí a Antropos přestřihne. Znají všechna tajemství a spíš než by určovaly, co se má stát, vědí a bdí nad osudy lidí. Ve slovanské mytologii jsou to tři naše staré známé stařenky přadleny, sudičky, které také neurčují, co se přesně stane, ale dají člověku úkol a možnosti k jeho naplnění. I v severské mytologii obstarávají tkaní pavučin osudu tři ochranné bohyně norny (??) – sudičky Urd, Verdandi a Skuld, které sedávají pod posvátným Yggdrasilem.
Proč jsou staří Řekové tak staří
Jídelníček středomořských národů, Španělů, Řeků i Italů je obecně zdravější, obsahuje dostatek nenasycených mastných kyselin, vitaminů, minerálů i stopových prvků a antioxidantů. Je spojovaný například s nižším výskytem karcinomu tlustého střeva a konečníku i dalších onemocnění. Vědci z Harvardu a univerzity v Athénách před časem zjistili, že pouze některé složky tohoto jídelníčku působí blahodárně. V menší míře kysané mléčné výrobky, ryby a mořské plody. To podstatné je podle odborníků uměřené množství červeného vína – sklenka denně k jídlu – a zelenina, ovoce, obiloviny, olivový olej, luštěniny a ořechy, které působí společně, jako synergisté. Studie byla podpořena Evropskou komisí, řeckým ministerstvem zdravotnictví a řeckým ministerstvem školství.
