Článek
Čtete ukázku z newsletteru TechMIX, ve kterém Pavel Kasík a Matouš Lázňovský každou středu přinášejí hned několik komentářů a postřehů ze světa vědy a nových technologií. Pokud vás TechMIX zaujme, přihlaste se k jeho odběru!
V roce 1980 mladý gastroenterolog Jean-Pierre Raufman nastoupil na stáž do amerického Národního institutu zdraví (NIH), centra světového biomedicínského výzkumu. Jeho úkol se ovšem těžko dal označit za práci snů: Dny trávil tím, že na kousky tkáně slinivky břišní z morčat kapal roztoky různých živočišných jedů. Od včel, vos, hadů, žab až po ještěry.
Šlo o základní výzkum fungování trávicího systému. Cílem tohoto poněkud monotónního testování bylo zjistit, zda se v jedech vyskytuje látka, která by ve slinivce spustila rychlejší uvolňování enzymů, a tedy trávení. Raufman později vzpomínal, že to byla často úmorná práce. „Můžete dělat všechno tohle a skončit s ničím,“ řekl pro podcast The Pulse.
Část vzorků jedů pocházela od Johna Pisana, svérázného chemika ze sousední laboratoře NIH. Ten měl vášeň pro hledání peptidů v jedech a své „dodavatele“ – místní nadšence do hmyzu a plazů – sháněl pomocí inzerátů v novinách. Ti mu pak nosili své úlovky v plastových pytlících přímo do kanceláře.
Po týdnech experimentování si Raufman všiml něčeho zajímavého. Jeden vzorek vyvolával u buněk slinivky zdaleka nejsilnější reakci. Pocházel od tvora, o kterém vědec do té doby ani neslyšel: korovce jedovatého (Heloderma suspectum, anglicky gila monster).
Tento velký, pomalý ještěr s výraznou oranžovo-černou kresbou kůže připomínající korálky žije v pouštích na jihozápadě USA a v severním Mexiku. Patří k několika málo druhům jedovatých ještěrů na světě. Většinu času tráví pod zemí a svou kořist (mláďata ptáků, drobné savce či vejce) loví pomocí silných čelistí. Jed, který se mu tvoří ve žlázách v tlamě a stéká do rýh v zubech, používá hlavně k obraně. Jeho kousnutí je pro člověka extrémně bolestivé a může způsobit otok, nevolnost, závratě a prudký pokles krevního tlaku.
Raufman se svými kolegy objev publikoval a prezentoval na konferencích. Byl to zajímavý biologický poznatek, ale nic víc. „Nikdy by mě nenapadlo, že by to mohlo mít jakýkoli potenciální přínos pro léčbu lidských pacientů,“ řekl později. Své experimenty nikdy neprováděl na lidských buňkách a po čase se začal věnovat jiným projektům.
Ovšem o několik let později, když už Raufman působil jako profesor v New Yorku, navázal spolupráci s výzkumnou skupinou ministerstva pro záležitosti veteránů v Bronxu (tato federální agentura – United States Department of Veterans Affairs – má přes 400 tisíc zaměstnanců a provozuje největší síť zdravotnických zařízení v USA).
V laboratoři pracoval i endokrinolog John Eng, kterého Raufmanovy starší výsledky s jedem korovce zaujaly. Enga fascinoval především extrémně pomalý metabolismus tohoto ještěra – dokáže přežít, i když jí třeba jen pětkrát za rok. Napadlo ho, že by jed mohl hrát roli v regulaci jeho metabolismu.
Společně s Raufmanem se k látce vrátili. Podařilo se jim izolovat a popsat molekulu, kterou Raufman při svých původních pokusech nezachytil. Nazvali ji exendin-4. A právě tehdy přišel klíčový moment. Eng si uvědomil, že struktura exendinu-4 se nápadně podobá lidskému hormonu známému jako GLP-1 (Glukagon-like peptid-1).
Tento hormon se přirozeně tvoří v našem tenkém střevě, když jíme. Hraje zásadní roli v regulaci hladiny cukru v krvi. Dává signál slinivce, aby začala produkovat inzulin – hormon, který pomáhá buňkám vstřebávat glukózu z krve.
Klíčové je, že GLP-1 spouští produkci inzulinu pouze tehdy, když je hladina krevního cukru zvýšená. Tím chrání tělo před nebezpečným poklesem cukru, takzvanou hypoglykémií. Kromě toho zpomaluje vyprazdňování žaludku a signalizuje mozku pocit sytosti.
Vědci už v té době tušili, že podávání tohoto hormonu by mohlo být skvělým způsobem léčby diabetu druhého typu. Mělo to však háček: Lidský GLP-1 je velmi nestabilní. Naše tělo ho pomocí enzymů rozloží během pouhých několika minut, takže pro terapeutické účely byl prakticky nepoužitelný.
A tady přichází na scénu exendin-4 z jedu korovce. Eng a Raufman s překvapením zjistili, že tato molekula, ač strukturálně podobná lidskému hormonu, vydrží v těle mnohem déle – ne minuty, ale celé hodiny. A to je z hlediska možného využití zásadní rozdíl. Před vědci se otevřela lákavá cesta k léčbě lidských nemocí.
Dlouhá cesta k patentu
John Eng byl o potenciálu exendinu-4 přesvědčený. Narazil však na nečekanou překážku: Instituce, pro které pracoval on i Raufman, neměly o patentování molekuly zájem. Vedení Veterans Affairs nevidělo v objevu zřejmý přínos pro válečné veterány a ani Raufman se patentování neúčastnil – nebyla to jeho oblast odbornosti a patentování molekul tehdy nebylo běžnou akademickou praxí. „Dělali jste vědu, lidé četli vaše články,“ vysvětlil později Raufman pro New York Times. Co čtenáři s těmi poznatky dělali, to už jej příliš nezajímalo.
Eng se ale nevzdal. V roce 1995 si molekulu patentoval na vlastní náklady a ve svém volném čase obvolával farmaceutické společnosti a snažil se je přesvědčit, aby se látku pokusily změnit v lék.
Nakonec se mu podařilo licenci prodat malému startupu Amylin Pharmaceuticals, údajně za méně než milion dolarů. Pro Amylin to byla trefa do černého: V roce 2002 uzavřeli dohodu s farmaceutickým gigantem Eli Lilly, který se zavázal zaplatit za vývoj a práva na lék 325 milionů dolarů.
Výsledkem byl lék exenatide, syntetická verze exendinu-4. V roce 2005 ho americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv FDA schválil pod obchodním názvem Byetta pro léčbu diabetu druhého typu. Bylo to vůbec poprvé, kdy byl lék odvozený ze zvířecího jedu schválen k léčbě metabolické poruchy.
A pak si lékaři a pacienti začali všímat něčeho nečekaného. Lidé užívající Byettu a další léky inspirované GLP-1 nejenže lépe zvládali svou cukrovku, ale také výrazně hubli. Zprvu to bylo považováno za vedlejší účinek, ale farmaceutické firmy brzy rozpoznaly obrovský komerční potenciál. Začal vývoj nových, vylepšených forem, které déle působily a byly uživatelsky přívětivější. Výsledkem byla nová generace léků, které se staly globálními trháky a změnily pohled na léčbu obezity.
Vědecké toulání
Příběh exendinu-4 je dobrým příkladem modelu úspěšného vědeckého výzkumu: Na začátku stojí z veřejných peněz financovaný základní výzkum, poháněný primárně zvídavostí – snahou pochopit, jak funguje trávení a jakou roli v něm hrají biologické látky. Nebyl tu žádný jasný plán na vývoj léku na cukrovku či obezitu.
„Často jsme dělali pokusy na zvířatech a říkali si: ‚Hele, tohle by mohlo fungovat‘, … a pak farmaceutické nebo biotechnologické firmy řekly: ‚Dobře, zkusme na základě těchto poznatků vyvinout léky‘,“ popisuje endokrinolog Daniel Drucker z Torontské univerzity, který se výzkumu GLP-1 věnoval od raných fází.
Právě tento typ výzkumu „bez jasného cíle“, vedený spíš touhou po poznání než vidinou okamžitého zisku, je v současnosti podle některých vědců ohrožen. Jean-Pierre Raufman, aktuálně vedoucí katedry gastroenterologie na Marylandské univerzitě, vyjádřil pochybnosti, zda by se na něj dnes sehnaly peníze.
Grantové agentury totiž obvykle chtějí, aby žadatelé prokázali vysokou pravděpodobnost, že jejich práce povede k léčbě konkrétní lidské nemoci. „Hodnoticí komise NIH a další by to dnes nejspíš považovaly za pokus o tahání peněz z jejich kapsy,“ řekl Raufman pro The Pulse.
Vývoj jednoho sebeúspěšnějšího léku rozhodně nemůže omluvit všechny chyby, omyly, nesmysly či podvody, které se ve vědě objevují. Ale případ zásadního objevu založeného na zkoumání jedu obskurního plaza zároveň ukazuje, že mluvit o „autistech“ zkoumajících „amazonské žáby“ jako o nějakém zásadním problému ve financování vědy, jak to nedávno v rozhovoru pro DVTV neobratně učinil (českou vědou zjevně zhrzený) specialista v oblasti AI Tomáš Mikolov, je nesmysl.
I takový předmět výzkumu zjevně může skrývat extrémně zajímavé výsledky. Lepší by bylo věnovat energii debatám o tom, jak zajistit, aby se ty zajímavé dostaly do praxe rychleji.
V plné verzi newsletteru TechMIX toho najdete ještě mnohem víc. Přihlaste se k odběru a budete ho dostávat každou středu přímo do své e-mailové schránky.
