První geneticky upravení lidé jsou na světě

Autoři sci-fi si ten okamžik představovali v různé podobě po celá desetiletí - nakonec jsme se však o narození prvních geneticky upravených dětí dozvěděli poněkud nedramaticky. Dvě čínské holčičky se narodily s cílenou mutací, která jim dává imunitu proti viru HIV. Jmenují se LuLu a Nana. Informace o výzkumu, které však dodnes nebyly plně nezávisle ověřeny, přinesl na konferenci v Hong Kongu vedoucí výzkumu Che Ťien-kchuej.

Pokud šlo vše podle plánů, jeho tým ve spolupráci s americkými kolegy provedl u obou dívek pomocí editoru CRISPR úpravu, která změnila receptor CCR5. Ten umožňuje viru HIV vstoupit do buňky, metoda by tak měla potenciálně vést k rezistenci vůči zhoubnému viru. Čínská vláda a výzkumný tým se však vlivem "uspěchání" podobné aplikace ocitly pod palbou mezinárodní odborné veřejnosti - další testy tak byly zakázány a ztratil se i hlavní autor studie. I taková je však občas aplikace vědeckých poznatků. Více v článku zde. 

Nová fronta války proti rakovině

Imunoonkologie byla letos leitmotivem i Nobelových cen, a nikoliv náhodou. V roce 2018 totiž došlo na celou baterii nových nápadů, jak bojovat s rakovinou. Společné mají využití genových terapií jak v diagnostice, tak i léčbě. Hned v únoru se vědcům Harvardovy univerzity podařilo vymýtit rakovinu u 87 myší z 90 stižených zhoubnou nemocí. Dosáhli toho kombinací dvou látek, z nichž první je motiv DNA specifický pro mikroorganismy, který je buňkami imunitního systému rozeznáván a vede k jejich aktivaci a produkci tzv. kostimulačních receptorů. Ty umožňují přijmout signál od jiných buněk, chránících buňku nesoucí receptor před signálem k buněčné smrti. Právě molekula vázající se na tyto receptory je druhou podávanou látkou. V září pak byla na zvířatech otestována jiná vakcína proti rakovině kůže se stoprocentní úspěšností.

Aby však bylo možné rakovinu léčit, je třeba ji včas odhalit. Také s tím pomáhají nové nástroje genového inženýrství. Nový krevní test tak odhalil rizikový melanom s rekordní přesností. Test byl odzkoušen na 209 lidech, z čehož 105 mělo melanom - výsledky je tak třeba brát s jistou rezervou. Přesto se vědcům podařilo detekovat melanom u 81,5 % onkologických pacientů - to je paradoxně vyšší míra úspěšnosti, než mají podle některých studií i biopsie samotné. Výzkumníci z australské Edith Cowan University (ECU) toho dosáhli zevrubným studiem 1627 protilátek asociovaných s možným vznikem melanomu. Deset kombinací z těch, které se objevují pacientů s rakovinou kůže nejčastěji, pak vědci vetknuli do automatizovaného krevního testu.  Více v článku zde. 

Pokrok na poli implantátů

Fascinující novinky přinesl také výzkumu kombinace technologií spojujících člověka s technikou, tedy zjednodušeně implantátů. Od prosince tak například několik pacientů může díky "čtení mysli" využívat tablety. U trojice lidí s částečným nebo úplným ochrnutím se vědcům totiž podařilo dosáhnout tak vysoké míry přesnosti čtení jejich "myšlenek" (skrze mikroelektrody implantované do části mozku odpovědné za pohyb ruky), že jim umožnili bezproblémově ovládat kurzor myši na obrazovce tabletu. Implantát o velikosti pilulky jim dovolit nakupovat nebo třeba chatovat způsobem, který by záviděl i Stephen Hawking.

Jiný implantát, tentokrát v páteři, pak další várku paraplegiků zase "rozchodil". Pomocí stimulace jejich neuronů totiž posílil signál předávaný v poškozené míše a dovolil jim postavit se na nohy. Více o něm v článku zde. 

Výzkumu implantátů však nemusejí využívat jenom lidé bez možnosti pohybu. Další dubnová studie totiž odhalila, že stimulační mozkový implantát (opět využívající mikroelektrod) může posílit i funkci paměti.  "Čipy" v neposlední řadě prokázaly schopnost zvýšit rychlost nervové regenerace. Zařízení samotné má velkost menší mince, které do těla dodává stimulační slabý proud, bylo otestováno jen u myší, v testované skupině však napomohlo daleko rychlejšímu zotavení než u srovnatelných vzorků zvířat bez implantátu.

Elektrická stimulace nakonec ale může být prospěšná i z více hledisek. Takzvaná hloubková mozková stimulace (Deep brain stimulation, DBS) spočívá v průtoku velmi slabého elektrického proudu mozkem a může tak dle další letošní práce tlumit příznaky Parkinsonovy choroby. Metoda je známa už několik let, nový výzkum však posunul její přesnost. Více o něm v článku zde. 

Umělá inteligence pomáhá v medicíně

Dost možná nejvíce překvapivé jsou však letos objevované diagnostické možnosti postavené na strojovém učení, neboli umělé inteligenci. Hned v únoru se podařilo algoritmu od Googlu predikovat riziko srdečních chorob z pouhého pohledu do očí pacienta. Smysly přesnější než ty lidské dokázaly podle velikosti a pulzování žilek přiřadit data nových pacientů k těm nemocným, u nichž umělá inteligence o výskytu choroby věděla. V létě pak přišla další podobná práce - ta dosáhla vyvinutí algoritmu, který dovede na základě sledování pohybu očí akurátně předpovědět osobnostní rysy toho či onoho člověka. Jedná se o další příklad protínání oborů umělé inteligence a psychologie.

Při léčbě rakoviny pomůže pacientům také REVOLVER, tedy další algoritmus vyvinutý na podzim pro léčbu rakoviny. Umělá inteligence vychází ze zjištění, podle něhož existuje určitá souvislost mezi specifickými sekvencemi rakovinových mutací a šancí pacienta na přežití. Například geny kódující nádorové buňky u rakoviny prsou disponují chybou při vytváření protirakovinového proteinu p53 - ty následují mutace v chromozomu 8. Podobné změny indikují vyšší mortalitu než jiné formy rakoviny prsou, počítač přitom data vyhodnotí podstatně rychleji než by mohli lidé, a může přesněji doporučit i optimální typ léčby. Více o něm v článku zde. 

Dočkáme se léků na smrtelnost

Dost možná nejfantasknější je ale letošní pokrok v hledání omlazujících terapií. Různé zaručené elixíry nesmrtelnosti jsou tak staré, jako strach ze smrti sám. Čím dál častěji však také moderní věda tvrdí, že je na stopě když ne věčnému životu, tak alespoň dílčímu omlazení organismu. Testování přípravků z dílny vědců Harvardovy univerzity na zvířatech nyní prokázalo, že specificky vytvořené léky mohou umazat vnější znaky cévního stárnutí. V unikátním pokusu se podařilo obnovit růst cév, posílit svalovou vitalitu a efektivitu organismu během fyzické námahy. Více o práci zde. 

Mohlo by se jednak o ojedinělou vlaštovku, půlrok na to však tým pod vedením Evy Latorreové z Exeterské univerzity podobnou látkou "omladil" senescentní buňky až o padesát procent. Jedna vlaštovka jaro nedělá, dvě studie podobného ražení však již naznačují, že cesta vstříc omlazení oběhového systému pomocí zaměření se na endotelové buňky skýtá velký příslib. Konec konců, na vlastním výzkumu radikálního prodloužení života pracuje i Google. Více o exeterské studii zde. 

Vzniklo embryo chiméry ovce a člověka

Již podruhé za poslední dva roky vědci vytvořili zárodek bytosti, která zní jako námět ze špatného hororu. Dali vzniknout chiméře člověka a ovce. Stalo se tak, když se jim dovnitř titěrného ovčího embrya podařilo zanést lidské kmenové buňky. Namísto "chodící ovce" výzkum ve skutečnosti usiluje o pokrok v pěstování náhradních orgánů. Mohlo by se mu tak podařit zachránit miliony životů ročně.

Stejně jako u prasečí chiméry loni byly i ovčí chiméry, vytvořené na Kalifornské univerzitě, upraveny tak, aby se uvnitř nich nevyvinula slinivka - na jejím místě by naopak měl vzniknout lidský orgán vyrostlý z kmenových buněk vložených do embrya po jeho vzniku. Novinkou je zejména vyšší úspěšnost ovčí metody - zatímco u prasat se podařilo do chiméry upravit jenom jedno embryo ze sta tisíc, u ovcí je úspěšnost řádově vyšší. Chiméra tak vzniká už na 10 tisíc neúspěšných pokusů. Vědci však dávají na etická úskalí velký pozor. "Pokud nám budou výsledky studia ukazovat, že lidské buňky cestují až do zvířecího mozku, nikdy bychom ve výzkumu nepokračovali," řekl pro The Guardian vedoucí výzkumu Pablo Ross z UCLA. Více v článku zde. 

Autonomní nanoroboti úspěšně našli a zmenšili rakovinový nádor

Nakonec rovněž nanomedicína postoupila tento rok výrazně kupředu – vědcům z Arizonské státní univerzity se podařilo úspěšně zmenšit rakovinový nádor s využitím plně autonomních miniaturních robotů. Metoda byla úspěšně otestována pro více typů nádorů, a to přímo v tělech živých savců. Složené molekulární stroje byly jako "DNA origami" naprogramované k tomu, aby se rozložily u proteinu spojeného s rakovinovými buňkami. Zde uvolnily glykoprotein trombin, který v daném místě způsobil srážení krve a ucpal tak daný krevní přítok. Díky tomu se podařilo nádor zmenšit vlivem omezení přítoku krve. DNA origami roboti přitom operovali zcela samostatně.

Metoda se ukázala být bezpečná a imunologicky inertní – nanostroje úspěšně zacílily jenom rakovinové buňky a neuvolnily svůj koagulační náklad u těch zdravých. Vědci se potenciálně obávali, že uvolnění thrombinu například v mozku by mohlo způsobit mrtvici. Série testů však ukázala, že obavy byly liché. Během 24 hodin od svého útoku se většina nanostrojů uvolnila ze svého cíle a byla postupně přirozeně vyloučena z těla. Více v článku zde.