Novákoviny

Hledání původce epidemie krvácivého průjmu má podivný vývoj: nápadně rychle "usvědčené" okurky vypadly ze hry a najednou nikdo nic konkrétního neví. Expertka ze Světové zdravotnické organizace (WHO) pouze konstatovala, že jde o "unikátní kmen bakterie (E. coli), který dosud nikdy nebyl z pacientů izolován..." Není přitom bez zajímavosti, že E. coli je na jednu stranu bakterie z nejběžnějších - právě proto je ale i neobyčejná: používá se v genetickém výzkumu a v laboratořích záměrně vznikla celá řada mutací. Netvrdím přímo, že vraždící bakterie pochází právě odtud, ale...

"Analýzy potvrdily, že smrtící bakterie obsahuje gen, který je imunní vůči několika druhům antibiotik," tvrdí vědci z Pekingského genomického institutu. Ale kde se v nich vzal?

Bakterie vnímáme především jako původce nemocí, což však platí jen pro nepatrné procento. Většina těchto mikroorganismů je pro naši existenci neškodná nebo dokonce přímo nezbytná a žijí s námi v symbiotickém vztahu. V každém i naprosto zdravém člověku je několik set druhů bakterií - celkový počet jedinců dosahuje čísla s dvanácti nulami. Pouhým umytím rukou mýdlem zabijete asi miliardu těchto mikroskopických tvorečků.

Mezi těmito bakteriemi a naším organismem (i mezi nimi navzájem) vládne stav rovnováhy, která je poměrně křehká a neustále se obnovuje. K nemoci obvykle dochází tehdy, když se rovnováha naruší. Důvody tohoto narušení mohou být různé - a moderní civilizace jich nabízí čím dál víc. Některé jsou takové povahy, že se o nich veřejně raděj moc nemluví.

Léky, kosmetika, paliva... a co ještě?

Bakterie Escherichia coli (E. coli), které je přičítána současná epidemie, běžně žije v lidských střevech a za normálních okolností organismu neškodí - i navzdory tomu, že je hojná v tak nezdravých prostředích jako jsou odpadní vody, kanalizace atd. Stejně tak není těžké ji najít v půdě i kdekoliv jinde.

obr: Escherichia coli. Běžná a zdánlivě důvěrně známá bakterie se proměnila v zabijáka

Právě proto ji vědci už po desítky let používají v celé řadě výzkumů včetně genetických. Podařilo se jim mimo jiné také upravit genom těchto bakterií tak, aby produkovaly některé žádané látky, například inzulin pro potřeby diabetiků, nebo antibiotika, suroviny pro výrobu kosmetiky, vitaminy, složky krmiv...

To je zřejmě jen začátek. Několik týmů už zkoumá, jak geneticky pozměněné bakterie donutit, aby vyráběly biopaliva nebo vodík pro automobily i celou řadu dalších surovin. Biotechnologické firmy experimentují s E. coli ve velkém a naprosto bez omezení, které se týkají jiných postupů genového inženýrství - každý přece ví, že tato bakterie je naprosto neškodná.

"Stejnou práci by mohla zastat řada jiných bakterií, používáme však pro náš výzkum druh Escherichia coli, protože je nejvíc prozkoumaná a její genetický systém je dobře známý," říká Kečun Čang, profesor na University of California v Los Angeles, který se snaží přimět tyto mikroorganismy, aby vyráběly alkohol.

Biotechnologických týmů, které si hrají s genomem E. coli, dnes jsou tisíce. Ne všechny se zabývají jen bohulibou drezúrou učící mikroorganismy vyrábět užitečné látky. A ne všechny přitom dodržují nezbytná bezpečnostní opatření. Otázkou ostatně je, jestli je vůbec možné zabránit tomu, aby se takový výzkum vymkl kontrole. Bakterie totiž nejsou laboratorní myši, přestože mnozí vědci právě "důvěrně známou" E. coli tak vnímají.

Nebezpečná genetika

Ve skutečnosti asi neexistuje bakterie, která by nemohla nepříjemně překvapit. Neobyčejně rychle se množí, proto také umí stejně rychle mutovat. Navíc si mezi sebou dokáží vyměňovat genetickou informaci prostřednictvím tzv. plasmidů. Jde o malé množství genetického materiálu v podobě kruhové molekuly DNA, která se nemusí nacházet v chromozomu, ale volně se vznáší v cytoplasmě.

obr: Biotechnologický výzkum a genové manipulace s DNA bakterie E. coli probíhají v tisících laboratořích po celém světě 

Samy se také replikují (množí) nezávisle na ostatních procesech v buňce. Jsou v nich uloženy geny, které bakterie nezbytně nepotřebuje, mohou ji ale zvýhodňovat - mezi jinými to bývá přávě i genetická informace umožňující vzdorovat antibiotikům. Některé typy plasmidů se mohou pomocí takzvané konjugace přenášet i do dalších bakterií, dokonce i do bakterií jiných druhů. I neškodná bakterie tak dokáže svou odolnost vůči antibiotikům předat mnohem nebezpečnějším kolegyním.

Právě proto vědci zjistili, že v DNA v bakterii je řada úseků, které se zdají vypůjčené od jiných organismů - některé dokonce od člověka. To vysvětluje, proč jsou baktérie tak úspěšné při adaptaci na různá prostředí a proč dokáží stále častěji vzdorovat lékům.

A proč lehkomyslné genetické manipulace mohou vést ke katastrofě - dokonce i bez zlomyslných teroristů, kterých jsou poslední dobou v souvislosti s E. coli plná média.. Což ovšem neznamená, že by v tom prsty mít nemohli. Kdybych byl terorista a chtěl provést bakteriologický útok pomocí geneticky pozměněných mikroorganismů, těžko bych hledal nějaký ještě vhodnější. Zatím poslední výsledky genetických anal¨ýz ukazují, že v DNA útočníka je velmi nebezpečný mix genů zajišťující jak agresivitu, tak i odolnost vůči běžně dostupným lékům...

Nikdo zatím nevyloučil, že E. coli, která nyní v podobě kmene EHEC serotypu O104:H4 rozjíždí nebezpečnou epidemii, nevznikla uměle. Pokud vznikla, nejspíš se to ale stejně nikdy nedovíme. Nápadně rychlý pokus svést to na španělské okurky možná ledacos naznačuje.

Jan A. Novák

Psáno pro Novákoviny

You have no rights to post comments