Už v 90. letech 20. století docházelo ke zpočátku nepochopitelným úhynům orlů bělohlavých v blízkosti vodních nádrží na jihovýchodě Spojených států. Příčinou jejich smrti byla vakuolární myelinopatie, neurologické onemocnění mozku.

Vědci však dlouhou dobu marně pátrali po tom, co ji způsobilo. Když viníka našli, ukázalo se, že by mohl být přínosem pro lidský boj s rakovinou..

Sinice jsou velmi staré bakterie, které Zemi obývají již více než 3,5 miliardy let. Přežít do dnešních dnů se jim podařilo díky jejich neuvěřitelné adaptabilitě a odolnosti. Zároveň se o nich ví, že vytvářejí řadu látek, které mají negativní dopady nejen na lidské zdraví, ale i na zdraví dalších živých organismů.

Sinicemi produkované toxiny mohou postihovat játra či nervový systém. Nyní se ukazuje, že mohou působit i na buněčné úrovni, například tak, že zastaví buněčné dělení.

Jedna sinice, dvě toxické látky

Vakuolární myelinopatie je neurologické onemocnění, charakterizované tvorbou dutinek (vakuolizací) v bílé hmotě mozku. U orlů bělohlavých byla poprvé diagnostikována v roce 1994. Vědci však po mnoho let netušili, proč se u těchto dravců rozvinula.

Až v roce 2021 bylo zjištěno, že za tím stály neurotoxiny uvolněné sinicí Aetokthonos hydrillicola. Ta se vyskytuje na invazivní rostlině Hydrilla verticillata, která osidluje umělé sladkovodní plochy.

Nyní se mezinárodnímu týmu vědců, jehož součástí byli i Češi z Biologického centra Akademie věd ČR, Centra Algatech Mikrobiologického ústavu AV ČR a Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, podařilo v této sinici objevit další silné toxické látky.

Jedná se o sloučeniny z rodiny dolastatinů, které byly dosud známé pouze u mořských sinic. Vědci se jejich zkoumáním zabývají už od 80. let minulého století. „Přítomnost dvou různých silně toxických látek v jediném druhu sinice, navíc žijící ve sladkovodních nádržích, je určitě důvodem k pečlivému sledování jejich výskytu,“ říká k tomu Jan Mareš z Biologického centra AV ČR.

Naděje pro léčbu nádorů

Původně byly dolastatiny izolovány z vodního plže zvaného mořský zajíc, až později bylo zjištěno, že jejich původcem jsou mořské sinice, kterými se tento plž živí. Výzkum dolastatinů, který trval téměř třicet let, vedl k uvedení syntetických variant těchto látek na trh, jakožto léků proti určitým typům leukémií.

Dosud však nebylo známo, jak dolastiny v přírodě vznikají. To se nyní podařilo rozluštit jihočeským vědcům ve spolupráci s kolegy z univerzity v německém Halle. Zjistili také, že je produkují i sladkovodní sinice Aetokthonos hydrillicola, které byly odpovědné za úhyn orlů.

„Poprvé se podařilo vypěstovat v laboratoři kmen sinice produkující tyto látky a přečíst jeho celý genom. To nám umožnilo studovat způsob, jakým dolastatiny v přírodě vznikají,“ vysvětluje Jan Mareš z Biologického centra AV ČR. „Izolované látky velmi silně poškozují buňky a jejich struktura zároveň obsahuje nové prvky.

Společně se znalostí jejich biosyntetické dráhy to v budoucnu otevírá dveře k tvorbě nových variant pro farmakologický výzkum, například pro léčbu nádorových onemocnění,“ dodává Pavel Hrouzek z Centra Algatech Mikrobiologického ústavu.