Objev českých vědců přepisuje učebnice medicíny
Klíčové poznatky o biotransformaci bilirubinu a jeho vylučování do žluče jsou známy od devadesátých let minulého století a donedávna se mělo se za to, že na těchto procesech již není co studovat. Odborníci z Ústavu dědičných metabolických poruch 1. LF UK a Ústavu lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK a pražského IKEM v čele s Ing. Stanislavem Kmochem, CSc., a doc. MUDr. Mgr. Milanem Jirsou, CSc., narazili při výzkumu vzácného typu vrozené žloutenky, známé jako Rotorův syndrom, na nové poznatky, které mají mnohem širší praktické uplatnění, nejen v diferenciální diagnostice jaterních onemocnění. Čeští vědci objevili dvojici genů (SLCO1B1 a SLCO1B3), jejichž mutace působí vrozenou žloutenku, zvanou Rotorův syndrom. Tyto geny kódují známé přenašečové proteiny organických aniontů OATP1B1 a OATP1B3, jež se nacházejí výlučně v játrech na cévním povrchu jaterních buněk a zprostředkovávají vychytávání řady látek z krevního oběhu do jater, včetně různých léků. Mutace jednoho z genů, které se v populaci vyskytují ve frekvenci asi 1 : 100, a následná změna funkce daného přenašeče vysvětluje vznik nežádoucích účinků u postižených osob po podání léků, jež využívají tento transportní systém. „Klinický význam má tato skutečnost například u některých typů statinů, které se podávají masově a jejichž koncentrace nejsou monitorovány na rozdíl od např. methotrexatu, také využívajícího stejný přenašečový systém. V případě mutace v SLCO1B1 genu dochází totiž u simvastatinu a pravastatinu k nedostatečné metabolizaci v játrech, což může vyústit ve vznik rhabdomyolýzy,“ upozorňuje doc. Jirsa.
Výzkum velmi vzácného geneticky podmíněného onemocnění tak vedl k získání důležitých patofyziologických poznatků s mnohem širšími praktickými dopady. Význam tohoto objevu dokládají také publikace výsledků v prestižním Journal of Clinical Investigation a rovněž žádosti o přednesení výsledků výzkumu českých vědců na prestižních mezinárodních odborných konferencích pořádaných Evropskou asociací pro studium jater (EASL) a Falkovou nadací podporující výzkum nemocí trávicí soustavy.
Vědci z 1. LF UK v Praze a IKEM představili objev dvojice genů, jejichž mutace působí vrozenou žloutenku známou pod názvem Rotorův syndrom. Protože dosud nebyla k dispozici možnost spolehlivého potvrzení diagnózy a způsob dědičnosti Rotorova syndromu naznačoval autosomálně recesivní dědičnost, pokoušelo se několik týmů o nalezení genu, jehož mutace Rotorův syndrom vyvolávají. Nalezení genu má význam nejen pro pochopení mechanismu vzniku této žloutenky, ale současně prohlubuje znalosti základních biologických funkcí jaterních buněk a molekulárních mechanismů, které v nich probíhají.
Dosud se všichni medici učili, že se, zjednodušeně řečeno, bilirubin vyskytuje v krvi jako nekonjugovaný, přejde do jater, kde se konjuguje, a pak se vyloučí do žluče. Nebyla však mj. vyjasněna otázka, jakým způsobem se dostává konjugovaný bilirubin do krve. Objev českých odborníků spolu s poznatky nizozemských kolegů poněkud rozšířil poznání v této oblasti a nejspíš přispěje přepsání části učebnic medicíny.
Výzkum vzácného onemocnění – cesta k obecnějšímu poznání
A co je podstatou objevu českých odborníků? Týmy Ing. Stanislava Kmocha, CSc., z Ústavu dědičných metabolických poruch 1. LF UK a doc. MUDr. Mgr. Milana Jirsy, CSc., z Centra experimentální medicíny IKEM a Ústavu lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK v Praze objevily u pacientů se žloutenkou Rotorova typu mutace ve dvojici sousedících genů SLCO1B1 a SLCO1B3, umístěných na krátkém raménku 12. chromosomu. Tyto geny kódují přenašečové proteiny organických aniontů OATP1B1 a OATP1B3, které se nacházejí na cévním povrchu jaterních buněk, a pokud správně fungují, zprostředkují vychytávání bilirubinu, žlučových kyselin, porfyrinů, steroidních hormonů, hormonů štítné žlázy, radiofarmak a řady běžných léků. Mezi ně patří penicilinová antibiotika, statiny, methotrexat či metabolity mykofenolátu, používaného k potlačení imunity u nemocných po transplantaci orgánů. Součástí objevu je i detailní funkční studie, kterou provedl na zvířecích modelech spolupracující tým z nizozemského The Netherlands Cancer Institute. Odhalil dosud neznámé pochody při odbourávání červeného krevního barviva. Výsledky českých a nizozemských vědců publikoval lékařský časopis Journal of Clinical Investigation.
Rotorův syndrom, jehož hlavním projevem je trvale přítomná žloutenka, byl považován za neškodnou, dosti vzácnou metabolickou odchylku. Protože však byla žloutenka často mylně připisována neexistujícímu jaternímu onemocnění, pro které bývali postižení podrobováni řadě zbytečných vyšetření, je syndrom uváděn v základních učebnicích lékařské chemie, fyziologie a vnitřního lékařství. Jeho frekvence se odhaduje na 1 : 1 000 000, takže by velmi hrubým odhadem mohlo být takto postiženo asi 10 lidí v ČR. „I když ale jde o neškodnou diagnostickou jednotku, činí potíže v diferenciální diagnostice u nemocných s mnoha jaterními onemocněními, protože žloutenka je klíčovým příznakem jaterních chorob. Proto se u jedinců se žloutenkou nejasného původu lékaři snaží i pomocí invazivních vyšetření tyto nemoci diagnostikovat, což u žloutenky Rotorova typu, jak nyní víme, není třeba. Na druhou stranu pro diagnózu dodatečná imunohistochemická vyšetření se dají provádět i v bioptickém archivním materiálu, pokud již biopsie jater byla provedena v minulosti. V IKEM jsme např. takto vyšetřovali v roce 2010 histologický materiál jaterní tkáně, který byl pacientovi odebrán v roce 1957,“ říká doc. Jirsa.
Praktické dopady nových poznatků
Největší význam objevu spočívá v tom, že mutace v jednom či druhém z „rotorovských“ genů, které se v populaci vyskytují ve frekvenci asi 1 : 100, jsou prokazatelně spojeny se závažnými nežádoucími účinky řady léků, jež nemohou být normálně metabolizovány v játrech. Z toho vyplývá, že nositelé Rotorova syndromu mohou být při léčbě běžných onemocnění vystaveni vážným rizikům. Výzkum velmi vzácného geneticky podmíněného onemocnění tedy vedl k důležitým patofyziologickým poznatkům s mnohem širšími praktickými dopady.
„V praxi to může znamenat, že teoreticky každý stý člověk může mít mutaci některé z uvedených dvou transportních bílkovin a že v případě podání léku, jenž tento transportní systém využívá, se u něj může vyskytnout závažný nežádoucí účinek. Klinický význam má tato skutečnost například u některých typů statinů, které se podávají masově a jejichž koncentrace nejsou monitorovány na rozdíl od např. methotrexatu. V případě mutace v SLCO1B1 genu dochází totiž u simvastatinu a pravastatinu k nedostatečné metabolizaci v játrech, což může vyústit ve vznik rhabdomyolýzy. U fluvastatinu a některých dalších statinů takové riziko prokázáno zatím nebylo,“ upozorňuje doc. Jirsa.
Klinicky důležitá bude do budoucna v souvislosti s variacemi v SLCO1B1 a SLCO1B3 genu také znalost biotransformace a toxicity různých protinádorových, ale i dalších léků. V současnosti probíhá mnoho studií, které by vztah různých léků k těmto transportním mechanismům a jejich variacím objasnily.
Bez mezinárodní spolupráce by to nešlo
Samotná studie českých odborníků trvala tři roky a zahrnovala analýzu genomu 32 osob z osmi postižených rodin. Získání dostatečného počtu probandů pro výzkum však nebylo jednoduché. „V letech 2004 až 2008 jsme k vyšetření v IKEM získali vzorky prvních tří nemocných s podezřením na Rotorův syndrom. Protože však v té době nebyla přesně známa příčina tohoto onemocnění, neexistoval ani spolehlivý diagnostický test, a tak jsme diagnózu nemohli nikdy stoprocentně potvrdit. Posun v našem výzkumu nastal v roce 2009, kdy jsme získali vzorky dalšího českého pacienta i s možností vyšetřit jeho rodiče. Díky spolupráci s londýnskou King’s College jsme mohli také vyšetřit další tři saúdskoarabské a jednu filipínskou rodinu, která se do Saúdské Arábie přistěhovala. U všech těchto pacientů byly následně použity metody užívané při studiu geneticky podmíněných chorob a výsledkem bylo poznání, že Rotorův syndrom je podmíněn poruchou vychytávání konjugovaného bilirubinu z krve vlivem mutací ve dvou příbuzných genech SLCO1B1 a SLCO1B3, přičemž genů skupiny SLCO (Solute Carrier Organic Anion Transporters) je asi 200 a mají nejrůznější funkce,“ popisuje průběh výzkumu doc. Jirsa a dodává: „Současně s naším genetickým výzkumem nizozemští vědci z The Netherlands Cancer Institute pod vedením Alfreda Schinkela prováděli experimenty s geneticky modifikovatelnými myšími liniemi, čímž prokázali, že bilirubin se nevylučuje v játrech do žluče všechen, ale jeho část se vrací zpět do krve, aby mohla být následně opět transportována do jaterní tkáně, což pravděpodobně slouží k rovnoměrnému metabolickému zatížení jednotlivých buněk jaterního lalůčku. Další novou informací je, že část bilirubinu se konjuguje i ve střevních enterocytech a teprve následně je v játrech vyloučena do žluči.
I na mezinárodně uznávaný výzkum se podpora shání těžce
Není bez zajímavosti, že po předchozích objevech genů podmiňujících oční kataraktu, střádací lysosomální onemocnění (mukopolysacharidózu typu IIIC), závažné mitochondriální onemocnění s neurologickým postižením, dědičné onemocnění ledvin a Kufsovu neurodegenerativní chorobu je toto v krátké době již šesté onemocnění, jež podmiňuje gen objevený skupinou Ing. Kmocha. Navzdory tomu finanční podporu projektu odepřely jak Grantová agentura České republiky, tak Interní grantová agentura Ministerstva zdravotnictví ČR s tím, že projekt má charakter základního výzkumu, jeho medicínský význam je malý a není jisté, zda se gen odpovědný za Rotorův syndrom v postižených rodinách podaří identifikovat. Studii bylo nakonec možno realizovat díky prostředkům z fondů institucionální podpory výzkumu poskytnutých Ministerstvem zdravotnictví ČR a Ministerstvem školství ČR a díky spolupráci se zahraničními partnery.
Zdroj: Medical Tribune