Od prvoků k pacientům - získali jsme nejprestižnější evropský grant ERC Synergy
Představte si křižovatku se semafory a auty, která jezdí sem a tam po vzájemně se protínajících ulicích. Většina z nás projíždí životem na „zelenou vlnu“, jen tu a tam jsme nuceni podle pravidel zastavit. Ale některým z nás byla zelená vlna zcela odepřena a většinu svého života tak musí stát na červenou. Patří mezi ně lidé trpící specifickými genetickými chorobami. Jejich zdravotní stav je velmi vážný, ačkoli příčina jejich genetické choroby je obvykle velmi prostá. V rámci nejprestižnějšího evropského grantu, ERC Synergy, se čtyři vědci – Leoš Valášek a Julius Lukeš z České republiky, Olivier Namy z Francie a Mark Osborn z USA – spojili, aby se v projektu nazvaném „3Stops2Go“ pokusili najít cestu, jak jednou provždy odstranit permanentní červenou stopku ze složité životní pouti těchto lidí.
Mezi takto geneticky podmíněná onemocnění patří například cystická fibróza, Fanconiho anémie, Hurlerův syndrom, Duchennova svalová dystrofie a epidermolysis bullosa. Jejich společným jmenovatelem je specifický typ genetické poruchy, známé jako předčasný terminační kodon (PTC): to je ona červená stopka. PTC způsobují předčasné ukončení syntézy bílkovin z klíčových lidských genů tím, že neplánovaně zastaví rozjetý ribozom. Výsledkem jsou zkrácené, nefunkční bílkoviny. Obecně PTC způsobují přibližně 11 % genetických onemocnění člověka.
„Ve standardním genetickém kódu existují tři stop kodony, které značí konec syntézy bílkovin. Název našeho projektu „3Stops2Go“ odkazuje na tyto tři stopky, které je nutné překonat, aby si i tito pacienti mohl užívat jízdy na zelenou vlnu,“ přibližuje vedoucí projektu Leoš Valášek z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Jeho laboratoř se zabývá regulací genové exprese – konkrétně překladem genetické informace, ve kterém hraje jednu z hlavních rolí transferová RNA (tRNA). „tRNA je takový nosič stavebních bloků pro bílkoviny. Našim cílem je vyvinout vysoce účinné a specializované tRNA, které budou schopny do PTC místa přinést původní stavební blok. Tím se zamezí zastavení ribozomu, což umožní tvorbu nepoškozené bílkoviny,“ dodává vědec.
Můžeme se učit od prvoků?
Příjemci grantu 3Stops2Go se inspirovali v přírodě, kde objevili několik druhů jednobuněčných organismů zvaných prvoci, které mají tzv. alternativní genetické kódy.
„Nedávno jsme objevili a popsali unikátního prvoka, Blastocrithidia nonstop, který obrátil genetický kód vzhůru nohama. Většina jeho genů je plná stop kodonů, tedy pomyslných červených stopek. Aby mohl vytvářet bílkoviny, a zůstat tak plně životaschopným, vyvinul strukturně jedinečnou tRNA,“ říká Julius Lukeš, parazitolog z Biologického centra AV ČR, a dodává: „Způsob, jakým to přesně dělá, jsme společně popsali v časopise Nature (tisková zpráva). Dílem osudu nás tato studie svedla dohromady s kolegy z Francie a USA, se kterými jsme zhruba dva roky pracovali nejen na přípravě tohoto společného grantu, ale i na předběžných pokusech.“
Od prvoků k pacientům – pracovní schéma projektu 3Stops2Go.
Od prvoků k pacientům
Vědci plánují společné testování nově vyvinutých tRNA molekul na buňkách s PTC, které pocházejí přímo od pacientů trpících těmito onemocněními. V neposlední řadě budou tyto nástroje testovat na myším modelu s PTC způsobujícím Hurlerův syndrom. Dlouhodobou vizí, přesahující rámec tohoto výzkumného záměru, je využít nabyté poznatky k léčbě pacientů.
„Budu hovořit za nás za oba, když řeknu, že náš velký dík patří důmyslným grantovým programům EXPRO od Grantové agentury České republiky a Akademické prémii od Akademie věd, které mají vědeckou obec svou velkorysou podporou připravit právě pro úspěšné uchazečství o ERC granty, což se v obou našich případech podařilo zcela naplnit,“ zdůrazňuje Leoš Valášek.
ERC Synergy jsou granty, které cílí na nejzkušenější vědce a podporují úzkou a vzájemně se doplňující spolupráci odborníků. Každý z příjemců grantu 3Stops2Go je odborníkem v jiné oblasti: biologie prvoků, tRNA biologie, syntéza bílkovin, patologie onemocnění, genová terapie a vývoj léčiv. Aby dosáhli stanoveného cíle, vytvořili mezinárodní interdisciplinární tým na obou stranách Atlantického oceánu, jehož nápad uspěl v této velmi prestižní evropské soutěži s procentuální úspěšností kolem 9 %. A nejen to, 3Stops2Go projekt byl ERC komisí vybrán jako jeden ze tří projektů nejvěrněji naplňujících myšlenku vědecké synergie k veřejné propagaci.
Projekt: Three stop codons to get over to flourish (3Stops2Go)
Výzkumníci:
Leoš Valášek, Mikrobiologický ústav, AV ČR, Česká republika
Julius Lukeš, Biologické centrum, AV ČR, Česká republika
Olivier Namy, Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, France
Mark Osborn, University of Minnesota, USA
ERC podpora: €9.8 milionů na 72 měsíců
