Geneticky vylepšená kuřata, která nepřenášejí ptačí chřipku

Na sklonku 1. světové války se odehrála jedna z vůbec nejhorších katastrof, která kdy postihla lidstvo, totiž pandemie španělské chřipky. V letech 1917 až 1920 tehdy po celém světě, včetně mnoha poměrně izolovaných území, zemřelo 10-20 procent z asi 500 miliónů nakažených lidí, což činí celkem 50 až 100 miliónů obětí. Mnohem víc, než kolik měla na svědomí celá Světová válka (1914-1918). Španělská chřipka pravděpodobně zabíjela cytokinovou bouří, přehnanou imunitní reakcí na původce této nemoci. Proto bylo nejvíc mrtvých mezi dospělými na vrcholu sil, kteří mají nejsilnější imunitní systém a jeho splašení má tudíž nejničivější následky. Na tak strašlivý masakr se pochopitelně nedá jen tak zapomenout a není divu, že od té doby máme vůči chřipkovým virům hluboký respekt.

Původcem španělské chřipky byl chřipkový virus A, ze skupiny jednořetězcových RNA ortomyxovirů. Jejich genom, uložený v 8 segmentech o celkové délce přes 13 a půl tisíce párů bází, zahrnuje informaci pro 11 proteinů. Chřipkové viry A jsou velice zdatní protivníci, zejména pro jejich schopnost rychle měnit genom bodovými mutacemi povrchových glykoproteinů anebo dokonce dramaticky přestavovat celé genomy výměnou jednotlivých segmentů při infekci buněk hostitele dvěma nebo i více odlišnými typy těchto virů. Klíčovou roli při vzniku nových typů chřipkových virů A a také při jejich šíření po planetě podle všeho hrají ptáci, zejména migrující vodní druhy a také drůbež. Zdá se, že většina pandemických kmenů pochází z Číny, kde se chřipka vyskytuje celý rok a kde především v kachnách žijí nejrůznější typy chřipkových virů A. Chřipkové infekce ptáků mohou přitom probíhat zcela bez příznaků, velmi mírně nebo až se smrtelnou intenzitou. Vše nasvědčuje tomu, že epidemie a pandemie kmenů chřipky A jsou daní za těsné soužití lidstva s různými druhy opeřenců a také dalších domácích zvířat.

Když jsou viry chřipky A životně spjatí s ptáky, nebylo by možné toto spojení nějakým způsobem rozetnout, aniž by to vedlo k plošné likvidaci veškerého užitečného ptactva? S velmi zajímavým řešením nedávno přišli vědci z University of Cambridge a University of Edinburgh. Napadlo je vytvořit geneticky vylepšená kuřata, která nepřenesou chřipkové viry na další kuřata, s nimiž jsou v osobním kontaktu. Tahle geniální genetická modifikace by samozřejmě měla elegantně zneškodnit dosud nezvladatelné epidemie chřipkových virů mezi drůbeží. Pokud by to fungovalo, tak bychom ochránili nejen zdraví drůbeže, ale především naše vlastní, protože by se významně snížilo riziko vzniku nových variant chřipkových virů i možnosti jejich přenosu na lidi. Výzkum financovala britská výzkumná agentura Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) a jeho závěry v lednu 2011 publikoval věhlasný časopis Science.

Podle vedoucího týmu badatelů Laurence Tileyho z katedry veterinární medicíny University of Cambridge jsou právě kuřata významnými hostiteli chřipkových virů, kteří mohou nasměrovat jejich nové varianty mezi lidi. Pokud by se podařilo zabránit přenosu těchto virů právě mezi kuřaty, znamenalo by to výrazné omezení ekonomických ztrát, které chřipku u drůbeže a farmářů provázejí, o přínosu pro lidské zdraví ani nemluvě. Dotyčná genetická modifikace kuřat je prvním a velmi významným krokem na cestě k vývoji kuřat, která by byla kompletně rezistentní vůči chřipce.

První autor publikované studie Jon Lyall, rovněž z katedry veterinární medicíny University of Cambridge, potvrzuje, že chřipka typu A, v posledních letech zejména nebezpečný typ H5N1, devastuje drůbeží farmy na mnoha místech v Asii. Ze zkušenosti víme, že infekci neustále přinášejí volně žijící druhy ptáků, z nichž pak chřipkové viry nadšeně přeskakují na drůbež. Zároveň je proti extrémně proměnlivým chřipkovým virům zatím prakticky nemožné vyvinout spolehlivé vakcíny. Proto je velmi těžké takovým nákazám čelit i s moderními technologiemi, k nimž nemají zdaleka všichni farmáři přístup. Pokud by se vědcům povedlo nahradit zranitelnou drůbež geneticky vylepšenými kuřaty, ze kterých se chřipkové viry už nedostanou dál, byla by to skvělá pomoc pro chovaná kuřata, jejich utrápené farmáře a samozřejmě i pro zákazníky, kteří žádají drůbeží produkty, ale zároveň se obávají nepříjemné hrozby chřipkových virů.

Jak se vlastně dělají kuřata nepřenášející chřipku? Velmi jednoduše. Lyall a spol. vložili do genomu kuřat instrukce pro výrobu rafinovaně navržených krátkých vlásenek RNA (short-hairpin RNA), které fungují jako návnady schopné zablokovat virální polymerázu a vyřadit tak replikační aparát chřipkových virů v infikovaných buňkách. To zásadně omezuje šíření těchto virů. Transgenní kuřata se sice mohou nakazit chřipkou, například od volně žijích ptáků a případně onemocnět, ale jejich buňky jsou pro chřipkové viry A smrtící slepou uličkou. Lstivá RNA návnada svojí strukturou odpovídá důležité části genomu chřipkových virů, která je shodná u celého spektra chřipkových virů A. Proto by měl zmíněný trik zabrat na všechny tyto viry a zároveň by pro ně mělo být nesnadné se této pasti vyhnout.

Helen Sangová, šéfka skupiny spolupracovníků z University of Edinburgh považuje koncept transgenních kuřat a dosažené výsledky jejich týmu za velice povzbuzující. Jednoznačně se ukázalo, že genetické modifikace mohou významně pomoci v celospolečenském měřítku proti úmorným epidemiím. Chřipka je doslova planetární hrozbou a je velmi příjemné, že geneticky vylepšená kuřata řeší nejen zdravotní problémy, ale také například nedostatek potravin, který může být důsledkem ztrát v chovech drůbeže.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka Ph.D, PřF JU, České Budějovice

Použité zdroje:

Jon Lyall, Richard M. Irvine, Adrian Sherman (2011): Suppression of Avian Influenza Transmission in Genetically Modified Chickens. Science 331: 223-226.

Wikipedia (1918 flu pandemic, Influenza A virus)

Obrazové přílohy:

Transgenní kuře: http://www.infectiousdisease.cam.ac.uk/uploadedFiles/lst21_phpkgr5AG.jpg

Zlatě částice viru ptačí chřipky: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0d/Colorized_transmission_electron_micrograph_of_Avian_influenza_A_H5N1_viruses.jpg/727px-Colorized_transmission_electron_micrograph_of_Avian_influenza_A_H5N1_viruses.jpg

Viry se vydávají za další kořistí: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/Sneeze.JPG/800px-Sneeze.JPG