Mycí houba na okraji vany a animovaná postavička Sponge Bob: Asi to si nejspíš představíte při otázce, jak se dají využít mořské houby. Jenže to byste je velice podcenili. Jsou totiž obrovskou a zatím jen z nepatrné části prozkoumanou inspirací pro vývoj nových léků.

Nejde o žádnou novinku, už někdy v polovině minulého století se začalo rýsovat, jaký poklad mohou mořské houby znamenat pro farmaceutický výzkum. Přitom šlo spíš o náhodu. To bylo tak: V létě roku 1945 se mladý americký chemik Werner Bergmann vypravil na Floridu, přesněji na pás ostrovů před jejími jižními břehy.

Na jednom z nich se rozkládá národní park Biscayne. Ostrov je úzký a vody kolem pobřeží mělké a průzračně čisté. Zkrátka ideální podmínky pro sběr mořských hub. Právě ty Bergmanna zajímaly. Nebyl sice biolog, ale měl s nimi své plány.

V té době už se vědělo, že mořské houby obsahují rozmanité zajímavé sloučeniny a že mezi nimi mohou být i steroly, které Bergmann hledal. S bednami vzorků se tedy vrátil do laboratoře a pustil se do práce.

Místo tuku krystalky

Vybral si houbu beztvarou a skoro bezbarvou pod šedou vrstvou usazenin. Byla také bezejmenná, protože ji nikdo zatím nepopsal. Až o pár let později, hlavně kvůli zájmu, který vyvolal Bergmannův objev, dostala aspoň vědecký název – Tectitethya crypta.

Bergmann ji důkladně propláchnul od usazenin, takže se ukázalo, že je vlastně zelená, a pak ji ponořil do vroucího acetonu, aby z ní vylouhoval steroly. Jenže místo nich se na hladině začaly usazovat jakési krystaly.

A stále jich přibývalo. Podíval se na ně podrobně a byl znovu překvapený. Nebyly to minerální soli. Z analýzy mu vyplynulo, že se vlastně skoro shodují s jinou látkou, kterou se v té době věda intenzivně zabývala – jenže ta se normálně vyskytovala jen v DNA. Nešlo mu to na rozum.

DNA sice byla tehdy ve 40. letech ještě opředená mnoha záhadami, stále nebyla jasná její přesná úloha v buňkách ani její struktura, do objevu dvojité šroubovice v roce 1953 ještě pár let chybělo. Zato už se přesně vědělo, že se DNA skládá ze čtyř stavebních kamenů a každý z nich obsahuje jednotku zvanou nukleosid.

Přesně tím byly i krystalky vycházející z houby – odpovídaly jednomu typu nukleosidů. A byly volné, což bylo to nejpodivnější.

Vědecká záhada

Bergmanův údiv byl pochopitelný. Zmíněné čtyři nukleosidy, které DNA obsahuje, tedy thymidin, cytidin, guanosin a adenosin, jsou v živé buňce obvykle spojeny v řetězci. Záhadná sloučenina byla sice strukturou téměř identická s thymidinem, proto ji Bergmann nazval spongothymidin, ale místo toho, aby byla spojena s jinými nukleosidy, existovala volně.

Právě to nedávalo smysl. Jednotlivé stavební kameny DNA slouží jako prvky kódu. Jejich kombinací získává buňka návody na tvorbu rozmanitých bílkovin, které potřebuje. Jedna písmeno kódu ale samo o sobě žádný předpis nevytvoří, k čemu tedy může sloužit?

Proč si houba na dně oceánu plní své vývojově primitivní tělo jedním volným nukleosidem?

Prostá, ale účinná obrana

Odpověď byla překvapující. Její nalezení si sice vyžádalo roky výzkumů biologů a biochemiků, ale přinesla víc než jen teoretické vysvětlení. Nukleosidy, které Bergman našel v mořské houbě Tectitethya crypta, zastavují virové infekce. Houba je používá jako geniálně jednoduchou obranu.

Protože je prakticky nehybná a před hrozbami prostředí nemůže uniknout, vyvinula si svéráznou chemickou zbraň. Evoluce při tom postupovala chytře, nevytvářela novou látku, protože to by byl náročný proces.

Využila jednodušší cestu a pro obranu houby upravila látku, která se v těle už vyskytovala. A nebyla to jen ta jedna. Když Bergmann následující roky ve zkoumání houby Tectitethya crypta pokračoval, narazil na další nukleosid, který nazval spongouridin.

Originální uridin je varianta thymidinu pro RNA. Vývoj tyto stavební kameny pozměnil tak, že už se nedají navázat do řetězce. Houbě to nevadilo, ale virům, které ji napadly, ano. Jakmile nabízející se materiál použily k replikaci vlastní genetické informace, pohořely.

Jejich šroubovice se rozpadla a viry se nemohly množit. Časem se ukázalo, že tyto dva nukleosidy vytvářejí spíš bakteriální kolonie osidlující houbu než houba samotná. Je to vzájemně výhodná symbióza. Houba používá sloučeniny produkované bakteriemi, aby se bránila nemocem a škůdcům, a bakteriím za to poskytuje živiny.

Jejich pomoc nutně potřebuje. Jeden kilogram houby načerpá a přefiltruje denně až jeden metr krychlový vody. A pouhý jeden mililitr obsahuje až 100 000 mikrobů, mezi nimi obrovské množství původců nemoci.

Takovou nálož patogenů může organismus přežít, jen pokud má připravenou lékárničku.

První léky

Nápad podsunout původcům virových infekcí falešný stavební materiál byl převratný a farmaceutický výzkum ukázal, že je to opravdu možné. Navíc, jak vědci zjistili, se s pomocí látek inspirovaných houbovými nukleosidy dá blokovat také množení rakovinných buněk.

Vývoj prvního takového léku sice trval více jak 20 let od Bergmannova objevu, ale výsledná sloučenina cytarabin je tak účinná, že se používá dodnes při léčbě leukémie a některých dalších zhoubných krevních onemocnění.

Následovaly další léky, které napodobovaly charakter houbových nukleosidů, mezi nimi první přípravek proti infekci HIV. Přinesl naději milionům nakažených a pomohl jim prodloužit život. Ačkoliv má své slabiny a není dostatečně účinný, aby k potlačení nemoci stačil bez dalších přípravků, ukázal směr pro vývoj dalších léků.

Používá se také v prevenci HIV, tedy při podezření na přenos viru nebo ochraně plodu nakažených těhotných žen. Od konce 80. let, kdy má medicína tento lék k dispozici, zlepšil a prodloužil životy bezpočtu lidí s HIV a pomohl předejít milionům nových případů.

Podobně se osvědčil také další přípravek eribulin schválený v roce 2010 jako lék proti pokročilé rakovině prsu. V klinické studii se délka života pacientek, které lék užívaly, prodloužila v průměru o 25 % oproti skupině léčené jinými přípravky.

Neobyčejné, přesto běžné

Inspirace karibskou houbou se nedržela pouze alternativních nukleosidů, které v ní Bergmann objevil. V 70. letech si vědci malé americké farmaceutické firmy nechali patentovat pozměněnou verzi dalšího nukleosidu – guanosinu.

V podobě léku se vám jejich aciclovir nejspíš už dostal do ruky. Například když jste si šli koupit krém na opar na rtu. Na rozdíl od výše zmíněných přípravků se totiž používá především při méně závažných, ale nepříjemných infekcích herpetickými viry, mezi něž původce oparu patří.

Léčí se jím ale i plané neštovice a pásový opar. V nemocnicích se nasazuje také jako prevence infekce cytomegaloviry, které ohrožují pacienty po transplantacích, nebo při závažných komplikacích nákazy virem Epstein-Barrové.

Jiným lékem, který vznikl jako upravená verze nukleosidu, tentokrát adenosinu, je remdesivir. Jeho název vám nejspíš bude povědomý. Ano, jako nadějná experimentální léčba byl rychle schválen v období pandemie covidu-19. Měl své mouchy, musel se nasazovat v počátcích onemocnění a podávat intravenózně, což omezovalo využití na zdravotnická zařízení.

Nicméně podle výzkumů dramaticky snižoval riziko úmrtí u pacientů hospitalizovaných s covidem. Že byl v tu dobu k dispozici, byť experimentálně, byla spíš shoda okolností než rychlost výzkumu. Původně byl totiž vyvíjený za trochu jiným účelem, měl pomáhat proti ještě mnohem nebezpečnějším nákazám viry Ebola a Marburg. Zkoušky ale ukázaly, že zabírá i proti dalším virům.

Kateřina Pavelcová

Celý článek si můžete přečíst v časopise 21. STOLETÍ 4/2025