obsah Úvodník ředitele...2 Akademický rok začíná...3 Ústavu biologie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN...7

Transkript

1 obsah Úvodník ředitele...2 Akademický rok začíná...3 Ústav biochemie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN...4 Možnosti genetického vyšetření na oddělení lékařské genetiky. Ústavu biologie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN...7 Screening vrozených vývojových vad a Downova syndromu. v prvním trimestru těhotenství...10 Centrum nádorové cytogenetiky ÚKBLD VFN a 1. LF UK a ÚHKT...12 Rozvoj molekulární diagnostiky ve VFN...14 Mitochondriální poruchy energetického metabolismu...16 Centrální hematologické laboratoře a Trombotické centrum...19 Zátěžové testování StaproAKORD proběhlo úspěšně...21 Konference INMED Stapro se stalo nástupnickou organizací společnosti Akord Software...23 Tiskové konference...23 Životní jubilea...25 Certifikovaný kurz...26 Jak napsat úspěšný návrh projektu financovaného z prostředků Evropské unie...27 Kvalita ve VFN...27 Morphology EADPH...30 Děkovné dopisy...30 Prof. MUDr. Bohumil Prusík, DrSc. ( )...32 Informační bulletin všeobecné fakultní nemocnice a 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy Vydavatel: Stapro s. r. o. pro VFN Registrace: MK ČR E Odpovědní redaktoři: Bc. Petra Pekařová, Václav Kříž Jazyková redaktorka: Milena Hodanová Fotografie: Václav Kříž a archiv VFN Grafika titulní strany: Pavel Šťastný Korespondenci k obsahu zasílejte na adresu: Bc. Petra Pekařová, ředitelství VFN, U Nemocnice 2, Praha 2, materiály pro reklamu na adresu: Agentura PaP, Stapro s. r. o., Pernštýnské nám. 51, Pardubice, tel.: Náklad: výtisků

2 Úvodník ředitele MUDr. Jan Bříza, CSc., MBA, ředitel VFN Uplynuly prázdniny, únavu červencových veder vyhnal srpnový příchod podzimu s epizodou nyní končícího babího léta. Život nemocnice se v tomto období opět vrací k obvyklé intenzitě, končí dovolené zdravotníků i našich pacientů, kteří přicházejí na plánované výkony. Určité provozní problémy způsobuje zvyšující se stavební ruch, který je ale příslibem brzkého otevření nových specializovaných pracovišť či jen rekonstrukcí. V každém případě je cílem zlepšení prostředí pro naše klienty i zaměstnance. 26. září jsme po zkušebním provozu představili zrekonstruovanou a rozšířenou stomatochirurgickou ambulanci Stomatologické kliniky VFN a 1. LF UK. Přínos této ambulance většinou doceníme až nás, často i pro různá naše zanedbání v péči o chrup, neztišitelné bolesti vyženou nad ránem hledat pomoc. Klinika poskytuje špičkovou vysoce specializovanou péči v celé šíři stomatologie a maxillofaciální chirurgie pro široký region Prahy a přilehlých Čech s přibližně 2,5 milionu obyvatel. Jsem velice rád, že si pro tuto příležitost našel čas starosta městské části Praha 2 pan Mgr. Michal Basch. Za jeho působení na radnici se významně prohloubily vztahy mezi nemocnicí a městskou částí. Do dalšího volebního období pan magistr Basch již nekandiduje. Přeji mnoho úspěchů v osobním životě. Nemocnici pak přeji starostu s obdobným naladěním. 4. října bylo za účasti pana primátora MUDr. Pavla Béma otevřeno centrum adiktologie Psychiatrické kliniky ve vile Voračických z Paběnic. Na rekonstrukci prostor pro tyto účely přispěl zejména grant Magistrátu hlavního města Prahy. Nyní zahajujeme významné stavební akce v centrálním areálu VFN výměnu koronarografu a výstavbu arytmologické laboratoře na II. interní klinice VFN a 1. LF UK, rekonstrukci operačního traktu a JIP I. chirurgické kliniky VFN a 1. LF UK, která se letos projeví přístavbou a obměnou výtahů. V Hlávkově budově bývalé Zemské porodnice zahajujeme rekonstrukci ambulantních prostor gynekologicko-porodnické kliniky. A aby Fakultní poliklinika nepřišla zkrátka, začala výstavba Centra pro léčbu roztroušené sklerozy a s ní spojené přesuny pracovišť. Postupně se blíží k dokončení oprava fasády bývalé jezuitské koleje. Není toho málo, ale všichni si dokážeme představit i další zvelebení. Toto číslo našeho časopisu je věnováno genetice a souvisejícím oborům. Od roku 1953, kdy Watson a Crick objevili strukturu molekuly DNA nositelky genetické informace, došlo z našeho pohledu k významnému posunu. Možná, že za několik let se na tento pokrok budou naši následovníci dívat se shovívavým úsměvem jako na malé krůčky. Dnes známe úlohu a funkci řady genů a jsme schopni diagnostikovat řadu genových mutací. Dnes je standardem prenatální genová diagnostika. U mnoha chorob opíráme klinickou diagnostiku o laboratorní vyšetření genů. Velikým přínosem genetické diagnostiky je možnost stanovit diagnozu ještě v bezpříznakovém období. Genetická diagnostika vstupuje významně i do mikrobiologie. Je velkou ctí pro VFN a 1. LF UK, že v ní působila a pracuje řada významných odborníků na poli genetiky a geneticky podmíněných chorob. Výčet jmen by byl dlouhý, alespoň ale uvedu prof. MUDr. et RNDr. Bohuslava Seklu, DrSc., zakladatele oddě-

3 lení lidské a lékařské genetiky, jeho následovníka prof. MUDr. Otakara Štarka, DrSc., či ze současných odborníků uvedu alespoň prof. MUDr. Kyru Michalovou, DrSc., doc. MUDr. Miladu Kohoutovou, CSc., prof. MUDr. Milana Elledera, DrSc., prof. MUDr. Jiřího Zemana, DrSc., prof. MUDr. Jana Kvasničku, DrSc. Přeji týmům zabývajícím se genetickou problematikou v laboratořích, ústavech a klinikách VFN a 1. LF UK mnoho úspěchů v řešení řady grantových výzkumných úloh i rutinních klinických postupů. Akademický rok začíná Vážené kolegyně, Vážení kolegové, letní měsíce a krásné babí léto pomalu končí. Věřím, že jste si našli čas na odpočinek s Vašimi blízkými, buď u nás doma nebo v různých končinách světa. V minulém úvodníku jsem vyslovil přání, aby naši politici při svých jednáních nalezli konsensus, protože i o tom je politika. Bohužel články v novinách a v dalších médiích svědčí o tom, že naštěstí jenom slovní válka se našim vrcholným politikům zalíbila natolik, že v ní nadále pokračují. Píši tento úvodník v době, kdy není zřejmé, zda vláda, která byla začátkem září jmenována, získá důvěru. Pokud ne, tak budeme opět na začátku dalších plodných jednání, kdy se politici budou tzv. obětovat vlasti a občanům. V říjnu 2006 se uskuteční další volby, a to volby do třetiny Senátu, zastupitelstva hlavního města Prahy a jejích městských částí. Přeji si a přeji nám všem, aby v Senátu zasedli lidé moudří a uvážliví, s bohatou životní zkušeností spíše než silnou vazbou na politické strany. V případě voleb v našem městě a městské části Prahy 2 si přeji, aby zvolení zástupci podporovali a vytvářeli podmínky pro vzdělávání, vědu a vysoké školy, Univerzitu Karlovu a naši fakultu, protože akademický svět včetně studentského života a jeho atmosféry je pro život ve městě nezastupitelná. Jsem si jist, že nově zvolení zastupitelé neopomenou důležité místo v pražském, ale i českém zdravotnictví, jaké zcela jistě má naše Všeobecná fakultní nemocnice. Chci poděkovat současnému starostovi Prahy 2, Mgr. M. Baschovi, který již nekandiduje, za jeho mnoholetou podporu naší 1. lékařské fakulty a Všeobecné fakultní nemocnice. Dne 2. října se do poslucháren, seminárních místností, na oddělení nemocnice vrátí studenti a areál Karlova a Albertova více ožije. Mezi studenty přivítáme přibližně 700 našich nových posluchačů, kteří uspěli u přijímacího řízení a více než 120 studentů z celého světa, kteří si pro studium v anglickém jazyce vybrali naši fakultu. Připravme jim vlídné přijetí a buďme shovívaví k neznalostem našeho žargonu zejména v místopisném označení našich budov. Některé prostory fakulty během léta zkrásněly. Proběhla celková rekonstrukce malé posluchárny Anatomického ústavu a části jeho seminárních místností, kterou ocenili účastníci konference Morfologie Vestibul a část Purkyňova ústavu také změnila svoji podobu. Velmi potřebné je také dbát o blaho duševní. Fakulta spolu s humanitním klubem mediků za podpory společnosti Zentiva připravila koncert v rámci cyklu Fakulta v srdci Karlova ve středu 25. října večer, kdy v krásně zrekonstruovaném kostele sv. Kateřiny v zahradě Psychiatrické kliniky zazní Dvořákovo Te Deum. Na tento koncert si Vás dovoluji srdečně pozvat. Přeji nám úspěšné vykročení do akademického roku 2006/2007. prof. MUDr. Tomáš Zima, DrSc., MBA, děkan 1. LF UK Foto: Ivan Helekal

4 Ústav biologie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN Doc. MUDr. Milada Kohoutová, CSc., přednostka ústavu Se slovem genetika se v dnešní době setkáváme velmi často a vnímáme ho zejména v souvislosti s moderním vývojem přírodních věd. Slyšíme ho v televizi i v rozhlase (zvláště ti, kteří poslouchají populárně naučné pořady jako je např. Meteor), čteme o něm v novinách. Slyšíme ho i v takových souvislostech jako je molekulární genetika, genové inženýrství, genová terapie a podobně. Co si tedy máme pod tímto pojmem představit? Genetika je nauka o dědičnosti a jako obor má v současné době výrazně interdisciplinární charakter. Genetika, týkající se člověka nebo lékařská genetika, je podoborem založeným na principiálně shodných základech (položených J. G. Mendelem), které platí i v genetice vyšších živočichů. Lékařská genetika dnes zasahuje prakticky do všech oborů medicíny. Jako každý obor, i genetika a se vyvíjela postupně. Pro genetiku včetně lékařské měly podstatný význam objevy minulého století. Zásadní objev struktury molekuly, která je nositelkou genetické informace (tzv. deoxyribonukleotidové kyseliny - DNA) učinili Watson a Crick v roce V padesátých letech byl stanoven počet lidských chromozomů, komplexních útvarů v buňce, které nesou DNA. Původně se myslelo, že v lidských buňkách je 48 chromozomů, ale tento počet byl nesprávný a v r se ukázalo, že lidské buňky obsahují 46 chromozomů. Letos tedy slavíme 50. výročí tohoto objevu. V roce 1963 byl rozluštěn genetický kód, způsob, jakým je informace zakódovaná v DNA čtena a překládána do jazyka bílkovin. To byly mezníky, které v posledních desetiletích minulého a současného století odstartovaly raketový rozvoj metod a poznání v oblasti molekulární a buněčné biologie a genetiky. V důsledku toho máme dnes mnohem konkrétnější představu o lidském genomu, ale bylo by mylné se domnívat, že vše je vyřešeno. Známe již úlohu a funkce celé řady genů a v důsledku toho také umíme vysvětlit vznik řady onemocnění na základě změněné genetické informace (mutace). Tyto poznatky lze využít k přesné diagnostice onemocnění na molekulární úrovni u nemocných v rodinách s výskytem dědičné formy onemocnění. Rovněž dosud zdraví příbuzní postiženého jedince mohou být takto vyšetřeni (presymptomatická diagnostika). Od výsledku vyšetření se pak odvíjí další péče o pacienta včetně možnosti provedení preventivních zákroků v závislosti na charakteru onemocnění. Současné metody umožňují diagnostikovat odchylku ve výbavě chromozomů nebo dědičnou chorobu již u plodu v průběhu těhotenství (tzv. prenatální diagnostika). Lze tak určit, zda se potomek narodí s vrozenou vývojovou vadou nebo s onemocněním, které se rozvine až v průběhu života a v mnoha případech lze na základě těchto vyšetření nepříznivou diagnozu vyloučit. Moderní poznatky molekulární genetiky jsou využívány mnoha způsoby i k terapeutickým účelům. Zde však musíme konstatovat, že oprava nebo náhrada poškozeného genu (tzv. genová

5 Budova Ústavu biologie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN terapie) zatím nepředstavuje rutinní záležitost, je ve stadiu výzkumu a zkoušek, i když některé výsledky jsou nadějné. Tento trend vývoje se odrazil i v profilaci Ústavu biologie a lékařské genetiky VFN a 1. LF UK (ÚBLG). Původně byl v roce 1911 založen jako Biologický ústav profesorem Vladislavem Růžičkou jako první biologický ústav na lékařských fakultách a sídlil na Karlově náměstí v tzv. Kaulichově domě. V roce 1936 byl přestěhován do Purkyňova ústavu na Albertově, kde sídlí dodnes. Zde jsou umístěny jeho laboratoře (cytogenetická a molekulárně diagnostická laboratoř), zatímco ambulance sídlí v areálu Kliniky dětského a dorostového lékařství v ulici Ke Karlovu. V těžkém období 50. let minulého století nelze nevzpomenout tehdejšího přednostu ústavu prof. MUDr. et RNDr. Bohumila Seklu, DrSc., který neohroženě bránil genetiku v době, kdy byla označována za pavědu. Prof. Sekla po r jako první zahájil na lékařské fakultě výuku a výzkum genetiky v moderním pojetí. V roce 1969 vzniká Oddělení lidské a lékařské genetiky Biologického ústavu při lékařské fakultě (tehdy Fakulta všeobecného lékařství Univerzity Karlovy). O další rozvoj oboru lékařské genetiky se v 70. a 80. letech minulého století zasloužil prof. MUDr. Otakar Štark, DrSc., který byl přednostou ústavu v letech Prosadil první kurs klinické genetiky na lékařských fakultách a za jeho působení jako hlavního odborníka genetiky při Ministerstvu zdravotnictví začíná vznikat síť genetických poraden v republice. V roce 1970 vzniká Oddělení lékařské genetiky FN I (Fakultní nemocnice I) a v roce 1985 Oddělení lékařské genetiky FN II. Proces vývoje ústavu byl završen v roce 1998, kdy přednostou byl doc. MUDr. Jan Kapras, CSc., a kdy k ústavu bylo přičleněno Oddělení lékařské genetiky. Ústav se tak stal sdruženým pracovištěm školským a zdravotnickým a v této podobě setrvává dodnes. Toto spojení se ukázalo být velmi šťastným, neboť umožňuje velmi efektivně přenášet výsledky bohaté výzkumné a rutinní zdravotnické činnosti do výuky studentů 1. lékařské fakulty, postgraduálních studentů i do výuky v rámci předatestační přípravy lékařů i vysokoškoláků nelékařů. V rámci oblasti vědy a výzkumu je na ústavu prováděn základní výzkum zaměřený na modelování patologických stavů u člověka, identifi- Pracoviště ústavu ÚBLG

6 kaci genů odpovědných za lidské patologické stavy a jejich interakci s prostředím. K tomu jsou využívány moderní molekulárně genetické techniky a unikátní modely potkana, vyvinuté na pracovišti v rámci široké mezinárodní spolupráce. Dále je zde prováděn aplikovaný výzkum s konkrétním výstupem pro pacienta (diagnostika, prognóza, terapie), zejména v oblastech nádorové genetiky a dědičných onemocnění ledvin. V rámci zdravotnické oblasti poskytují pracovníci ústavu genetické konzultace pacientům a genetická vyšetření v rozsahu celého oboru lékařská genetika pro zařízení VFN a ve vybraných případech pro celou ČR i zahraniční pracoviště. DNA, neboli kyselina deoxyribonukleová: její molekula je nositelkou genetické informace a má tvar dvoušroubovice. Primární struktura DNA (dvě polynukleotidová vlákna) vytváří nejčastěji pravotočivou šroubovici označovanou jako double helix (sekundární struktura DNA) Kromě standardních genetických vyšetření jsou prováděny konzultace a vyšetření onkologických pacientů (dědičné formy karcinomů tlustého střeva, karcinomů prsu a nádorů nadledvin), pacientů s dědičnými chorobami ledvin, s Huntingtonovou chorobou, s dědičnými neurodegenerativními onemocněními a skeletálními chorobami. Ve spolupráci s III. interní klinikou jsou vyšetřováni pacienti s poruchami metabolismu tuků, je prováděno vyšetření otcovství ve sporných případech a forenzní analýzy. Úspěšná je rovněž spolupráce s Ústavem biochemie a experimentální onkologie 1. LF UK, jehož pracovníci provádějí molekulárně genetická vyšetření pacientek s karcinomem prsu. V rámci cytogenetické laboratoře našeho ústavu jsou prováděna prenatální i postnatální vyšetření chromozomů u plodů i dospělých jedinců. Pracoviště v současné době disponuje vysoce kvalifikovanými pracovníky a moderní přístrojovou technikou. Uvedenou problematiku řeší v rámci výzkumných záměrů a řady grantových projektů, jejichž výsledky jsou postupně převáděny do praxe. S úctou a uznáním vzpomínáme na všechny osobnosti, které se o vývoj ústavu zasloužily a přejeme si, aby se ústav i nadále zdárně vyvíjel a prosperoval. Pojmy: DNA, neboli kyselina deoxyribonukleová: její molekula je nositelkou genetické informace a má tvar dvoušroubovice. Je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci. Primární struktura DNA (dvě polynukleotidová vlákna) vytváří nejčastěji pravotočivou šroubovici označovanou jako double helix (sekundární struktura DNA). Je složena ze tří částí: kyseliny fosforečné (respektive z jejího fosfátového zbytku), z deoxyribózy a z dusíkatých bází. Gen - jednotka dědičnosti: je základní jednotkou genetické informace, která je schopná reprodukce i změny - mutace. Jeho funkcí je uskutečnit realizaci vzniku znaku nebo vlastnosti, kterou kóduje. Znak se realizuje biochemickou cestou, nedědí se znaky jako takové. Geny jsou uloženy na chromozomech za sebou - ve specifickém a neměnném pořadí. Každý gen tak má své unikátní místo na určitém chromozomu a na jeho určité části - toto místo označujeme jako genový lokus. Chromozom - naše tělo je složeno z buněk. Každá buňka v sobě obsahuje totožnou genetickou informaci. Tato informace je uložena v jádře buňky ve strukturách, které se nazývají chromozomy. Chromozomy jsou stočená vlákna DNA (deoxyribonukleové kyseliny) nesoucí genetickou informaci. Každá lidská buňka, s výjimkou vajíčka a spermie, obsahuje 46 chromozomů. Je to funkční celek dědičného záznamu genetické informace v buňce, je schopný samostatné funkce při přenosu informací. Genom je soubor genetických informací, v němž jsou zakódovány postupy při syntéze bílkovin. Je to genový obsah chromozomů jádra buňky.

7 Možnosti genetického vyšetření na Oddělení lékařské genetiky Ústavu biologie a lékařské genetiky 1. LF UK a VFN MUDr. Jaroslav Kotlas, primář oddělení So n e m o c n ě n í - mi a tělesnými vadami, které se přenášely z generace na generaci, se člověk setkával již odnepaměti. Podle doby, ve které žil, se dovedl s některými problémy alespoň částečně vyrovnat. Například chlapci z rodin, kde se vyskytovala vrozená krvácivost, mohli mít výjimku v případě, že u nich měla být provedena obřízka. Jindy bylo naopak řešení drastické. Lidé, kteří trpěli mimovolními pohyby končetin a dnes bychom mohli uvažovat o tom, že měli dědičné neurodegenerativní onemocnění, tzv. Huntingtonovu chorobu, byli ve středověku upalováni na hranici pro své spolčení s ďáblem. Novodobější medicína přinesla velmi kvalitní popisy jednotlivých klinických případů, o kterých dnes víme, že jsou geneticky podmíněné. Již v roce 1866 byl anglickým lékařem J. L. H. Downem popsán syndrom charakteristický především psychomotorickým zaostáváním a typickým vzhledem svých nositelů. Syndrom pojmenovaný po svém objeviteli je dnes všeobecně znám jako Downův syndrom. Všechna do té doby prováděná opatření, všechny poznatky a závěry vznikaly pouze na základě empirického smyslového poznání. Nikdo neznal hmotnou podstatu dědičnosti. Až pokusy s rostlinami J. G. Mendela v polovině 19. století lze pokládat za první úspěšný vědecký přístup k problematice dědičnosti. Od té doby byla učiněna řada zásadních objevů. Byl stanoven počet chromozomů u člověka, byla popsána stavba a struktura nukleových kyselin. Současná genetika má k dispozici rozluštěný genetický kód člověka. Rychlý rozvoj poznatků si na začátku druhé poloviny 20. století vyžádal vznik nové medicínské specializace lékařské genetiky. Důsledkem byl vznik speciálních oddělení lékařské genetiky. Ta začala nové poznatky a s nimi související metody využívat při genetickém vyšetření pacientů. Vyšetření karyotypu - počtu a tvaru chromozomů v buňkách Naší ambulancí projde ročně přes pacientů. Cytogenetická a molekulárně genetická laboratoř uskuteční za stejné období více jak specializovaných vyšetření. Některá z nich provádíme jako jediní v celé ČR. Péče na Oddělení lékařské

8 genetiky VFN je poskytována v úzké návaznosti na další specialisty a lze ji rozdělit zhruba do tří oblastí. Primární péče - péče před otěhotněním Největší část klientů z této skupiny přichází z center asistované reprodukce a od odborných ženských lékařů s otázkami, které se týkají problémů s otěhotněním nebo opakovanými potraty. Základním vyšetřením je genealogické vyšetření, ve kterém pátráme po chorobách a postižených jedincích v širší rodině. Dále je indikováno vyšetření karyotypu, tzn. počtu a tvaru chromozomů v buňkách. V neposlední řadě provádíme analýzu změn mutací v některých genech, které mohou mít na plodnost vliv. Ve spolupráci s dalšími obory medicíny, především s gynekology, ale také například imunology, je možné provést další vyšetření, je-li k tomu důvod. U určité části pacientů (cca 10 15%) lze nalézt příčinu reprodukčních neúspěchů nebo alespoň zjistit některé okolnosti, které by mohly s daným problémem souviset. Karyotyp je soubor chromozomů, které obsahují úplnou genetickou informaci zapsanou genetickým kódem v molekulách DNA. Méně často přicházejí lidé ke genetikovi před plánovaným otěhotněním. Konzultace je plně indikována, jestliže se v širší rodině vyskytne vada či onemocnění, u kterého nelze vyloučit, že se nebude opakovat u dalších příbuzných. Z této skupiny pacientů nejčastěji řešíme problémy rodičů, kteří mají postižené první dítě. Je-li dostatek času, může mnohdy genetik nalézt příčinu onemocnění, stanovit diagnózu, doporučit preventivní opatření a v následné graviditě ve spolupráci opět s dalšími specialisty intenzivně sledovat vyvíjející se plod. Obdobnou, tzv. prekoncepční konzultaci lze doporučit všem, kteří trvale užívají léky. Mnoho léků může na jedné straně způsobit i velmi závažná postižení plodů, na druhé straně jsou léky, kterých se možná až zbytečně obáváme. Velmi vzácně se setkáváme v současné době s vyšetřeními v závislosti na profesionální expozici škodlivému prostředí. Sekundární péče péče během těhotenství Podle dlouhodobých statistických údajů se rodí přibližně 3-5% dětí s vrozenými vývojovými vadami. Záleží na tom, jak je vrozená vada definována, ale také na tom, jak je problematika v daném regionu sledována. Cílem sekundární preventivní genetické péče je vady u vyvíjejících se plodů zachytit a zajistit následnou péči. V některých případech je možno léčit plod i před narozením ještě v děloze matky. Jestliže známe, o jaké onemocnění dítěte se bude po narození jednat, můžeme těhotnou odeslat na pracoviště s úzkou návazností na specializované dětské oddělení. Tím je zajištěno, že ihned po porodu budou provedena potřebná vyšetření a léčebné zákroky. Dobrým příkladem mohou být prenatálně zjištěné srdeční vady. V průběhu gravidity je těhotenství intenzivně sledováno a dítě je ihned po narození předáno dětským kardiochirurgům. V případě, že se jedná o závažné postižení plodu nebo o onemocnění neslučitelné se životem, je podle současných právních a etických norem možno těhotenství ukončit. Jestliže je takovéto zásadní řešení indikováno, lze ho uskutečnit pouze na základě přání matky.

9 schéma Hlavním nástrojem k odhalování vad plodů jsou tzv. screeningová vyšetření, která jsou v České republice dostupná pro všechny těhotné. V současné době máme k dispozici několik programů, které se vhodně doplňují. U každé těhotné se provádí několikrát ultrazvukové vyšetření a v nebo týdnu gravidity je proveden odběr krve ze žíly. Z krve jsou stanovovány hladiny určitých látek (PAPP-A, HCG, AFP a některé další). Za pomoci standardizovaných statistických metod je pak určeno individuální riziko každé ženy. Takto mohou být odhaleny chromozomální odchylky plodu, především Downův syndrom a některé další choroby jako například rozštěpové vady nekryté kůží. Důležité je, že stanovená výsledná hodnota vyjadřuje pouze podezření na zvýšené riziko (tzv. pozitivní screening). Dalšími vyšetřeními musí být podezření buď potvrzeno nebo vyvráceno. K základním vyšetřovacím postupům v případě pozitivního screeningu patří cílené ultrazvukové vyšetření, odběr plodové vody, pupečníkové krve nebo jiné tkáně plodu. Speciální skupinou klientek jsou ženy starší než 35 let v době porodu. U těchto žen vzrůstá riziko vzniku plodů s chromozomálními odchylkami opět především Downova syndromu - i nad 1%. Proto je u nich velmi doporučováno nepodceňovat genetická vyšetření. Terciární péče po narození Velkou skupinu našich pacientů v oblasti terciární genetické péče tvoří děti, které se narodily s vrozeným onemocněním. Ve spolupráci s dalšími specialisty je úkolem klinického genetika stanovit příčinu vzniku onemocnění. Tím může být jednak zahájen proces léčby od dietních opatření až po chirurgickou úpravu. Je třeba zdůraznit, že ještě neumíme přímo opravit poškozené geny. A dále je možné odpovědět na nejčastější a zcela logickou otázku rodičů jaká je pravděpodobnost, že se situace bude opakovat u dalšího potomka. V závislosti na míře rizika a diagnóze je možné navrhnout preventivní vyšetření před další graviditou nebo v jejím průběhu. Tím se však vracíme do části popisující primární péči. Záleží pouze na místě, ve kterém do procesu vstoupil genetik. Aktuální seznam prokázaných dědičných onemocnění obsahuje více jak položek. Některá onemocnění jsou velmi vzácná, jiná naopak poměrně častá. Část z nich člověka po celý život nijak neomezuje, jiná mohou být smrtelná. Všechna jsou však způsobena chybou informace na úrovni genů. Analýza této jedinečné informace a její ovlivňování s sebou přináší velké množství etických a právních problémů. Základem genetické konzultace proto musí být naprostá nedirektivnost. Tzn. informovaný klient se sám rozhodne, zda genetické vyšetření podstoupí a jaká navrhovaná opatření přijme. Možnost by však mít měl. Pojmy: Cytogenetika = genetika buněk: Je to obor zabývající se genetickými jevy na buněčné a jaderné úrovni Genealogie: věda zkoumající vztah dvou souvisejících jevů nebo faktů; rodokmen, rodopis, věda o rodové posloupnosti Karyotyp (chromozomální výbava buňky nebo jedince) je soubor chromozomů, které obsahují úplnou genetickou informaci zapsanou genetickým kódem v molekulách DNA. Karyotyp je dán počtem chromozómů, který je pro každý živočišný a rostlinný druh typický, stálý a víceméně neměnný.

10 Screening: metoda vyhledávání časných forem nemocí nebo odchylek od normy v dané populaci prováděná formou testů. Screening vrozených vývojových vad a Downova syndromu v prvním trimestru těhotenství Doc. MUDr. Pavel Calda, CSc., syndromem). Ve skutečnosti je však procento invazivních prenatálních diagnostických výkonů (amniocentéza - odběr vzorku plodové vody, nebo CVS - chorionic villus sampling odběr vzorku placenty) mnohem vyšší. V roce 2005 bylo v České republice provedeno invazivní diagnostické vyšetření 17% těhotných a bylo prenatálně diagnostikováno 70% plodů s Downovým syndromem (Gregor et al.). V ekonomicky vyspělých státech západní Evropy se za eticky akceptovatelné považuje 5% hladina invazivních výkonů. Vzhledem k vývoji screeningových testů, které mají stále vyšší senzitivitu je však snaha snižovat i tuto dosud akceptovanou 5% hladinu na hladinu nižší. V roce 2005 bylo v České republice provedeno invazivní diagnostické vyšetření 17% těhotných... MUDr. Hana Víšková Standardním screeningovým testem Downova syndromu, který je v současné době nabízen všem těhotným v České republice, je biochemický screening v 16. týdnu těhotenství. Ze vzorku krve těhotné je stanoven hcg (lidský placentární gonadotropin) a AFP (alfa fetoprotein), eventuelně i další analyty př. ue3 (nekonjugovaný estriol). Riziko Downova syndromu je pak stanoveno kombinací tohoto testu spolu s rizikem dle věku těhotné. V ideálním případě má tento test při dosud obecně akceptované míře falešné pozitivity 5% senzitivitu kolem 65% (tj. 5% těhotných má pozitivní výsledek testu, je jim nabídnut odběr plodové vody a stanovení karyotypu a je prenatálně diagnostikováno 65% plodů s Downovým 10 Důvodem je to, že pozitivní výsledek screeningového testu s sebou nese nemálo negativ. Medicínsky a eticky nejzávažnější je riziko potratu následkem provedeného invazivního vyšetření, které je dle dostupných metodicky kvalitně postavených studií odhadováno na 0,5-1% (tj. z 200 těhotných, které podstoupí odběr plodové vody 1-2 těhotné potratí následkem tohoto výkonu). Nevýznamné není ani vystrašení těhotné resp. páru a ekonomické náklady spojené s invazivním výkonem a vyšetřením karyotypu. Na Gynekologicko-porodnické klinice 1. LF UK a VFN v Praze nabízíme těhotným od roku 2003 screeningové vyšetření v prvním trimestru. Jedná se o stanovení rizika Downova, Edwardsova a Patauova syndromu na podkladě ultrazvukového změření šíjového projasnění plodu v týdnu těhotenství, vyšetření séra matky (stanovení volného beta hcg a PAPP-A) v týdnu těhotenství a věku těhotné (tzv. kombinovaný test). V ideálním případě má tento test při 5% falešné pozitivitě 90% záchyt Downova syndromu. V praxi u nás vyšetření probíhá tak, že ošetřu-

11 jící gynekolog odešle těhotnou na náběr krve do odběrového centra polikliniky na Karlově náměstí. Zde je stanoveno beta hcg a PAPP-A a výsledek je zanesen do naší databáze (Astraia) k níž má laboratoř díky síťovému napojení přístup. Pacientka během ultrazvukového vyšetření na Gynekologicko-porodnické klinice VFN a 1. LF UK. Následně přichází pacientka k ultrazvukovému vyšetření na naši kliniku a to v době, kdy je stáří těhotenství 11 týdnů + 3 dny až 13 týdnů + 6 dnů. V rámci tohoto vyšetření ověřujeme stáří těhotenství, počet plodů a provádíme kompletní zhodnocení morfologie plodu se zaměřením na vyloučení nejčastějších strukturních vad plodu (rozštěp páteře, rozštěp přední stěny břišní, základní strukturu srdce, morfologii končetin atd.), změříme šíjové projasnění. Po ukončení tohoto vyšetření může být naprostá většina těhotných ujištěna o normálním vývoji plodu. Těhotným s pozitivním výsledkem testu je ihned nabídnuta konzultace genetika s eventuelním následným invazivním vyšetřením karyotypu plodu (CVS nebo amniocentéza). Vzhledem k možnosti auditu dat naší databáze máme jasnou představu o tom, jaký má tento test výsledky v našich rukách. Od roku 2003 bylo u nás vyšetřeno 3282 těhotných, které porodily do konce června a tak známe výsledek jejich těhotenství. Pozitivní test mělo 2%, tj. 73 těhotných. 6 těhotných mělo plod s Downovým syndromem. Z nich mělo 5 těhotných kombinovaný test pozitivní, tj. záchyt Downova syndromu byl 83%. Jeden plod s Downovým syndromem měl kombinovaný test negativní, těhotná byla u nás vyšetřena v rámci screeningového ultrazvukového vyšetření v 20. týdnu těhotenství, u plodu byla nalezena srdeční vada a proveden odběr vzorku plodové vody na stanovení karyotypu plodu. I tento plod byl tedy prenatálně diagnostikován. Od začátku zavádění kombinovaného testu v prvním trimestru těhotenství spolupracujeme s Fetal Medicine Foundation v Londýně. Naši sonografisté provádějící ultrazvukové vyšetření jsou k tomuto vyšetření certifikováni a tuto certifikaci musí jedenkrát ročně v rámci auditu obnovovat. Obdobně biochemická laboratoř stanovující volné beta hcg a PAPP-A je k tomuto vyšetření certifikována a podléhá každoročnímu auditu výsledků. Centrum fetální medicíny Gynekologickoporodnické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze je dosud jediným školícím centrem ultrazvukového vyšetření v týdnu těhotenství v České republice oprávněným poskytovat praktické kurzy v provádění tohoto vyšetření. Praktickými kurzy u nás dosud prošlo 30 lékařů z různých částí České republiky, kteří následně získali certifikát k provádění tohoto vyšetření. 11

12 Pojmy: Biochemický screening: tento test kombinuje ultrazvukové vyšetření s vyšetřením krve matky, které lépe odhaluje rizika vývojových a genetických vad. Přesný název je NT+biochemický screening. Jednak je v rámci tohoto vyšetření měřeno tzv. nuchulární projasnění (z toho pocházejí písmena NT) a dále jsou měřeny hodnoty některých látek v krvi matky. Vyšetření se provádí v týdnu těhotenství. Kombinace těchto dvou metod umožňuje detekci 75-80% dětí s Downovým syndromem. Tradiční screening prováděný v 16. týdnu - tzv. trojitý test dokáže zachytit jen 50-60% dětí s tímto syndromem. Downův syndrom je chromozomální aberace u níž je v buňkách přítomen nadbytečný 21. chromozom. Buňky obsahují 47 chromozomů místo 46. Toto onemocnění způsobuje postižení intelektu a často bývá spojeno s některými vrozenými vývojovými vadami. Chromozomální aberace: někdy mohou lidské buňky obsahovat odlišný počet chromozomů, nebo mohou mít tyto chromozomy odlišnou stavbu. K této poruše dochází v okamžiku vzniku jedince, tj. při spojení vajíčka se spermií - při oplodnění. Celkem je známo asi sto těchto syndromů. K nejčastějším a nejznámějším patří Downův syndrom. Genetický biochemický screening: přibližně v 16. týdnu se odebírá krev všem maminkám. V tomto vyšetření se zjišťuje riziko poškození plodu. Podle přítomnosti některých látek v krvi matky lze zjistit, jaká je pravděpodobnost, že miminko má nějakou vývojovou vadu (anomálie mozku a páteře, vady srdce a ledvin) nebo genetické poškození (jako je Downův syndrom). I když Vám výsledek tohoto testu vyjde pozitivní (což se stává asi v 10% případů), neznamená to, že dítě musí být nemocné. Teprve po dalších vyšetřeních je ale možné říci, zda opravdu není něco v pořádku, nebo šlo o falešně pozitivní výsledek. Ultrazvukové vyšetření v zahrnuje: potvrzení životaschopnosti plodu 12 přesné datování stáří těhotenství časnou diagnostiku většiny zásadních vrozených vad plodu diagnostiku vícečetného těhotenství (jindy než v prvním trimestru nelze spolehlivě identifikovat chorionicitu vícečetné gravidity, která významně rozhoduje o výsledku vícečetného těhotenství). CENTRUM NÁDORO- VÉ CYTOGENETIKY ÚKBLD VFN a 1. LF UK a ÚHKT Prof. Ing. Kyra Michalová, DrSc. Centrum nádorové cytogenetiky Ústavu klinické biochemie a laboratorní diagnostiky VFN a 1. LF UK se jako první a jedna z mála cytogenetických laboratoří v České republice zabývá analýzou chromozomových aberací v buňkách zhoubných nádorů, především v buňkách kostní dřeně dětských i dospělých nemocných leukémií a to již od r Dále se věnujeme i vyšetřování buněk solidních nádorů jako např. mozkových nádorů, nádorů močového měchýře, nádorovým liniím a pod. Od roku 1996 jsme Referenční laboratoří pro nádorovou cytogenetiku MZ ČR a provádíme také superkonziliární činnost pro Oddělení lékařské genetiky a další cytogenetické laboratoře v celé ČR. Jsme prvním akreditovaným cytogenetickým oddělením v ČR. V r jsme se přestěhovali z III. interní kliniky VFN do prostor ÚKBLD a s námi se stěhovala i cytogenetická laboratoř Ústavu hematologie a krevní transfuze, s kterou jsme již dříve velmi úzce spolupracovali.

13 Zdravý člověk má 46 chromosomů (muž 46,XY; žena 46,XX). V buňkách zhoubných nádorů dochází k početním i strukturním chromozomovým přestavbám, nenáhodným, specifickým a typickým pro jednotlivé nádory. Díky této specificitě a také díky tomu, že se zjistilo při vyšetření velkých souborů nemocných, že rekurentní změny chromozomů mohou sloužit jako prognostický ukazatel, je v současné době cytogenetická analýza nádorových buněk nezbytnou součástí laboratorních vyšetření. Provádíme ji obvykle hned na začátku onemocnění, kdy pomáhá při stanovení diagnózy i při výběru vhodného léčebného postupu. V průběhu léčby můžeme pomocí cytogenetického vyšetření monitorovat odezvu na terapii. Tak např. jen z nátěru buněk zjistíme úspěšnost transplantace kostní dřeně, protože u transplantovaného nemocného vymizí všechny nádorové buňky, stejně jako u nemocných po úspěšné chemoterapii. Při hledání nádorových buněk v různých tkáních, v kostní dřeni nebo periferní krvi nám pomáhají nejnovější metody založené na molekulárně biologických přístupech. Naší největší zbraní je fluorescenční in situ hybridizace (FISH), kterou jsme schopni zjistit přítomnost či chybění jednotlivých genů, jejich amplifikaci nebo přemístění, přestavbu a některé další změny, které nastaly na úrovni DNA v nádorové buňce. V několika málo posledních letech byla objevena místa častých zlomů na chromozomech u velkého počtu různých typů leukémií a maligních nádorů. Zjistilo se, že v těchto místech dochází buď k fúzi genů při translokacích nebo že se translokacemi přemisťují geny, které pak aktivují onkogeny a spolupůsobí při vzniku nádorového procesu. Metody molekulární cytogenetiky nám umožňují najít změněnou buňku mezi normálními a rovněž poznat malé přestavby na úrovni 1000 párů bazí DNA. Dále lze metodou FISH mimo jiné kvalitativně i kvantitativně posoudit přítomnost tzv. minimální residuální nemoci, tj. přítomnost zbytku zhoubných buněk v těle pacienta po provedené léčbě. Její další velkou výhodou je, že poskytuje cenné informace nejen při hodnocení chromozomů v dělících se buňkách v metafázi, ale umožňuje hodnotit chromozomovou výbavu i v nedělících se buněčných jádrech. Jedno z pracovišť Centra nádorové cytogenetiky V naší laboratoři jsme zachytili všechny nové diagnostické i výzkumné trendy molekulární cytogenetiky. Povedlo se nám postupně zavést většinu nejnovějších metod, které využíváme jak pro rutinní vyšetření pacientů tak i pro výzkum. Jsme jedinou onkohematologickou laboratoří v Praze a proto provádíme vyšetření nádorových buněk pro všechna hematologická oddělení a kliniky v Praze a okolí. To znamená, že spolupracujeme se všemi nemocnicemi i soukromými hematologickými zařízeními. Velkou část naší kapacity věnujeme vyšetření dětských nemocných z Kliniky dětské hematologie a onkologie Fakultní nemocnice Motol. Kromě toho spolupracujeme s Odděleními lékařské genetiky v celé ČR. Jako superkonziliární činnost řešíme nejsložitější případy s vrozenými přestavbami chromozomů a pomáháme tak při rozhodnutí zda přerušit probíhající těhotenství, případně jaká vyšetření indikovat u nastávajících rodičů s genetickou zátěží. V neposlední řadě působíme také jako školící pracoviště, pořádáme výukové semináře, námi používané metody učíme cytogenetiky vysokoškoláky i laboranty z celé republiky a podílíme i se na výchově studentů z lékařské a přírodovědecké fakulty UK a VŠCHT. 13

14 Velmi významnou součástí naší práce je výzkum. Řešíme grantové projekty, výsledky publikujeme v odborných časopisech a nové poznatky se snažíme okamžitě využít ve prospěch našich pacientů. Rozvoj molekulární diagnostiky ve VFN 14 Prof. Ing. Kyra Michalová, DrSc. Laboratorní komplement Všeobecné fakultní nemocnice v Praze zaujímá významné místo při diagnostice a léčbě nemocných nejen ve VFN, ale i v řadě dalších zdravotnických zařízení v Praze, Středočeském kraji a v některých případech i v celé ČR. Kromě toho se pracovníci laboratoří podílí na pregraduálním a postgraduálním vzdělávání a většina z nich je zapojena ve výzkumu při řešení náročných projektů základního i aplikovaného výzkumu a při klinických studiích. Laboratorní metody v posledních letech procházejí nebývalým rozmachem a změnami. Je to dáno tím, že se dramaticky rozvíjí obor, který nazýváme molekulární biologie a genetika. Struktura DNA byla rozřešena Watsonem a Crickem v r. 1953, přesný počet chromozomů člověka byl stanoven v r a celý lidský genom byl rozluštěn v r Všechny tyto významné mezníky v genetice člověka byly provázeny objevením nových metodických přístupů, založených na poznatcích získaných na úrovni molekul DNA. Nové laboratorní postupy a metody umožňují zpracovat velmi malá množství odebraných vzorků nejrůznějších tkání a s neobyčejnou přesností a rychlostí určit nejrůznější klinické a také genetické ukazatele. Molekulárně genetické metody jsou velmi progresivní, ale jsou nesmírně finančně náročné, protože vyžadují použití extra čistých chemikálií a sofistikovaných a tím i drahých přístrojů. Dříve malé a levné laboratorní obory se nyní řadí po bok těch, které jsou tradičně známé svými nákladnými vyšetřovacími metodami. Zavádění technik molekulární biologie na jednotlivých pracovištích VFN a 1. LF UK probíhalo v minulém desetiletí velmi nekoordinovaně a bylo podmíněno vědeckými zájmy jednotlivých pracovníků a pracovišť a navazovalo na výzkumné granty podporované různými grantovými agenturami nebo sponzory. Díky grantům, výzkumným záměrům a nejrůznějším sponzorům byla pořízena převážná část stávajícího přístrojového vybavení. Je však nutné připomenout, že v posledních letech přechodem molekulárních metod do rutinní praxe a vzhledem ke zpřísnění investiční politiky grantových agentur, je řada nákladných přístrojů získávána i z investičních peněz VFN a z MZ ČR. I v dalších letech musí vedení VFN pamatovat na inovace laboratorních metod i přístrojů v investičních plánech a v rozpočtech na chemikálie a spotřební materiál. Přes svoji finanční náročnost je zřejmé již nyní, že se vynaložené prostředky vrátí v rychlejší a přesnější diagnostice, ve zlepšení léčebných postupů, v nových poznatcích teoretických i praktických a to vše povede k zlepšení léčebně-preventivní péče a v konečné podobě i k úspoře. Jako příklad můžeme uvést diagnostickou metodu pomocí tzv. AmpliChipu, kterou před rokem zavedl Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky (přednosta prof. MUDr. T. Zima, DrSc., MBA) ve své sérologické laboratoři

15 (vedoucí MUDr. M. Dražďáková). Tento AmpliChip je schopen stanovit změny rychlosti metabolismu cytochromu P450 2D6 a 2C19, které se podílejí na odbourávání přibližně 30% běžně používaných léčiv. Geny CYP2D6 a CY2C19 jsou funkčně polymorfní, takže v případě deficitu příslušné metabolické cesty jsou postižení jedinci, kteří pomalu metabolizují a dochází u nich ke zpomalenému odbourávání příslušných léčiv a jejich koncentraci v cílových tkáních. Podle detekovaných polymorfizmů v obou genech metodou mikročipů je možné korigovat dávku používanou k léčbě. AmpliChip - unikátní technologie 21. století Na základě odpovědí na dotazník rozeslaný již před několika lety ředitelem VFN a děkanem 1. LF UK, který sloužil k mapování v té době zavedených metod molekulární biologie ve VFN a na 1. LF UK a jejich využití ve výzkumu a rutině, se jasně vyčleňují čtyři základní okruhy, které mají svá zřetelná specifika, i když řada metodických přístupů je společná všem. Jedná se o: 1/ vrozené vady, metabolické poruchy 2/ onkologii a hematoonkologii 3/ infekční nemoci 4/ základní výzkum teoretických pracovišť V každém z těchto okruhů už molekulární diagnostika funguje, ať už na úrovni výzkumné nebo při rutinním vyšetřování pacientů. O některých laboratořích se zavedenými a v praxi již běžně používanými metodami je možné se dozvědět v tomto čísle časopisu Nemocnice, o dalších jistě postupně budeme v tomto časopise referovat, protože jak bylo řečeno na začátku, VFN hraje důležitou roli v pražském i celostátním zdravotnictví a rozvinuté progresivní laboratorní metody patří k významným pozitivům této nemocnice a samozřejmě i 1. LF UK. V budoucnosti lze očekávat dramatický rozvoj molekulárně biologických a genetických metod nejen ve výzkumné oblasti, ale především při jejich zavádění do rutinní diagnostiky i např. do oblastí studia molekulární patologie. V hematologii a onkologii, jako v prvních z klinických oborů, jsou tyto metody již pevně zakotveny. Kromě rutiny, kde přispívají k větší přesnosti diagnózy, prognózy a tím i léčebné strategie, je nutné vzít v potaz, že v blízké budoucnosti nebude možné bez molekulárně biologických metod participovat v žádné klinické studii. Rovněž bude zavedení molekulárních metod nezbytné k případné participaci v evropských výzkumných a běžných klinických projektech financovaných EU. Bude se rozvíjet automatizace, sekvenování bude běžnou metodou a k diagnostice se budou používat čipové technologie. Výzkum bude stejně jako dnes předcházet výše uvedené problematiky řádově o léta. Funkční genomika nabude konkrétních podob a do popředí by se měla dostat tzv. medicína na míru. Kromě studia polymorfizmu genů, které je třeba sledovat komplexně s následnou biochemickou diagnostikou, se budou rozvíjet moderní metody genové čipy, funkční genomika, genová terapie apod. Vzhledem k nákladnosti přístrojového vybavení a zařízení laboratoří je velmi žádoucí navázat na již pracující laboratoře ve VFN, které se zabývají 15

16 podobnou problematikou (hematoonkologie, onkologie, testování infekčních agens atd.) a pokračovat v aplikaci poznatků těchto laboratoří v dalších oborech a specializacích. Mitochondriální poruchy energetického metabolismu ing. Markéta Tesařová a prof. MUDr. Jiří Zeman, DrSc., Klinika dětského a dorostového lékařství, VFN a 1. LF UK Specializovaná Laboratoř pro studium mitochondriálních poruch byla založena na Klinice dětského a dorostového lékařství VFN a 1. LF UK v roce Laboratoř KDDL ve spolupráci s Ústavem dědičných poruch metabolismu zajišťuje diagnostiku mitochondriálních onemocnění na biochemické i molekulární úrovni pro všechny pacienty z České republiky i Slovenska, ale podílela se i na diagnostice pacientů z Belgie, Itálie a Slovinska. Za 14 let již bylo vyšetřeno několik tisíc pacientů. U většiny nemocných je diagnostika mitochondriálního onemocnění založena na klinickém podezření ze strany ošetřujících lékařů, ale pro potvrzení diagnózy je obvykle nutno založit kulturu kožních fibroblastů z povrchové excize kůže na předloktí nebo provést biopsii svalu. Získaný materiál je pak intenzivně vyšetřen histochemickými a enzymatickými a imunochemickými metodami, které zahrnují mitochondriální morfologii, stanovení aktivit komplexů dýchacího řetězce, měření spotřeby kyslíku izolovanými mitochondriemi a analýzu množství a podjednotkového složení jednotlivých mitochondriálních komplexů. Výsledky biochemických analýz spolu s klinickými daty pak umožní přesněji nasměrovat molekulárně-genetickou diagnostiku. Pro stanovení diagnózy mitochondriálního onemocnění energetického metabolismu je zásadní úzká spolupráce lékařů, biochemiků a molekulárních genetiků. 16 Co jsou mitochondrie a mitochondriální onemocnění? Mitochondrie jsou buněčné organely, které byly objeveny ve 2. polovině 19. století. O vzniku mitochondrií existuje řada hypotéz, ale především se předpokládá, že se vyvinuly z aerobních prabakterií symbiózou s primitivními anaerobními eukaryotickými buňkami. Tato symbióza se ukázala být oboustranně výhodná, mitochondrie sice ztratila část své DNA, ale získala příjemné prostředí a ochranu pro svou existenci, naopak buňka získala továrnu na energii. Mitochondrie je proto jako jediná vyjímka v biologii člověka řízena dvěma genetickými systémy (genomy) jadernou DNA a mitochondriální DNA, která je přenášena pouze po mateřské linii. Mitochondrie jsou obsaženy ve všech buňkách lidského těla s výjimkou erytrocytů a v buňce vytvářejí velmi dynamickou mitochondriální síť. Na obrázku jsou mitochondrie zobrazeny pomocí elektronové mikroskopie. Mitochondrie obsahují stovky enzymů, které zasahují do řady metabolických drah v oblasti metabolismu aminokyselin, organických kyselin,

17 mastných kyselin, porfyrinů, cyklu močoviny či nukleotidů, ale jejich základní biologickou funkcí je produkce energie formou molekuly ATP. Výrobou energetických zdrojů ovlivňují mitochondrie funkci všech tkání, růst, vývoj a proces stárnutí i průběh zániku buněk, tzv. apoptózy. Mezi mitochondriální poruchy energetického metabolismu patří všechna onemocnění, při kterých v organismu dochází k nedostatečné výrobě energie na úrovni komplexů dýchacího řetězce a ATP syntázy, které dohromady tvoří systém oxidativní fosforylace (OXPHOS), ale i poruchy komplexu pyruvátdehydrogenázy, Krebsova cyklu nebo beta-oxidace mastných kyselin. Mitochondriální DNA V průběhu evoluce docházelo neustále k přesunu genetického materiálu z prabaktérie do jádra hostitelské eukaryotické buňky, nicméně část genetické informace zůstala v mitochondriích ve formě mitochondriální DNA. Lidská mitochondriální DNA (mtdna) je malá kruhová molekula o velikosti 16,5 kb, která obsahuje pouze 37 genů, ale mutace v kterémkoliv z nich může mít velice negativní dopad na funkci celé buňky. Na rozdíl od jaderného genomu není počet molekul mtdna v buňkách konstantní, ale mění se v průběhu vývoje a liší se i mezi buňkami různých tkání. Ve většině buněk jsou přítomny tisíce až desetitisíce kopií mtdna. Mitochondrie obsahují vlastní aparát pro replikaci (znovutvoření) a expresi (funkci) mtdna. Molekulární podstata mitochondriálních onemocnění je poměrně složitá. Systém OXPHOS, který je hlavním výrobcem ATP v těle (> 90%), je složen z téměř stovky proteinových podjednotek, uspořádaných do 4 komplexů dýchacího řetězce a komplexu ATP syntázy. Pouze 13 těchto podjednotek je kódováno mtdna a syntetizováno v mitochondriích, zbývající podjednotky, celý aparát replikace a exprese mtdna a faktory nezbytné pro sestavení funkčních komplexů OXPHOS jsou kódovány jadernou DNA, syntetizovány v cytosolu a do mitochondrií transportovány. Do mitochondriálního onemocnění mohou vyústit i poruchy v systému transportu proteinů do mitochondrií (například TIM a TOM komplexy) nebo substrátově-specifických mitochondriálních přenašečů (například přenašeč fosfátových skupin). Poruchy systému OXPHOS způsobené mutacemi v mtdna Mutace v mtdna vznikají daleko častěji než v jaderné DNA, nejspíše v důsledku působení volných kyslíkových radikálů, které vznikají v dýchacím řetězci. Navíc systém na ochranu a opravy mitochondriální DNA není tak přísný jako u jaderné DNA. Mutace může být přítomná ve všech molekulách mtdna, pak je označována jako homoplazmická, je-li mutací postižena pouze část molekul mtdna, označujeme mutaci jako heteroplazmickou. Poměr mezi mutovanými a nemutovanými kopiemi mtdna v dané tkáni se pohybuje od 0 do 100% a označuje se jako hladina heteroplazmie. Náhodné přerozdělení nemutované a mutované mtdna během buněčného dělení vede k situaci, kdy se různá hladina heteroplazmie vyskytuje v jednotlivých mitochondriích, v jednotlivých buňkách nebo tkáních. Rozdílné zastoupení mutovaných a nemutovaných molekul mtdna v jednotlivých tkáních nemocného je ovlivněno i rozdílnou rychlostí buněčného dělení. Svalová, srdeční a nervová tkáň mají malý replikační potenciál, který vede k tomu, že postižené tkáně si uchovávají vysokou hladinu heteroplazmie, naopak v buňkách krve může být heteroplazmie výrazně nižší, protože dělení hematopoetických buněk je rychlejší. Proto někdy nelze, ani u těžce nemocného pacienta, přítomnost mutace mtdna v krvi prokázat a je nutno vyšetřovat sval. V mtdna bylo popsáno více než 200 různých bodových mutací, delecí a mikrodelecí, které vedou ke klinickým projevům onemocnění. Na to, zda se mutace klinicky projeví, má vliv několik faktorů: ve kterém mtdna genu nebo jeho části se mutace nachází, jaká je hladina heteroplazmie v pro život důležitých tkáních, jaderné pozadí i vlivy vnějšího prostředí. 17

18 První příznaky onemocnění jsou často spojeny s akutním horečnatým onemocněním. Vysvětlení je poměrně jednoduché, organismus při infekci či stresu potřebuje zvýšenou produkci energie (ATP), kterou nemocné mitochondrie nedokáží zajistit. Všeobecně lze říci, že klinické příznaky mitochondriálního onemocnění bývají velmi heterogenní a mohou se projevit v kterémkoliv věku, od novorozeneckého období až po dospělost. U novorozenců bývá často prvním příznakem hypotonie s laktátovou acidózou, u kojenců je to neprospívání, porucha psychomotorického vývoje nebo hypertrofická kardiomyopatie, v batolecím a předškolním věku je to například Leighův syndrom. U starších dětí se mitochondriální onemocnění často projevuje myopatií nebo poruchou zraku/sluchu, u dospělých je prvním příznakem ptóza víček, svalová slabost, porucha sluchu. Mezi nejčastější mitochondriální poruchy v populaci spojených s bodovou mutací v mtd- NA je syndrom LHON (Leberova hereditární optická neuropatie), který se nejčastěji projevuje poruchou až ztrátou zraku ve 2. až 3. deceniu. U pacientů s LHON bylo popsáno 18 různých mutací (v evropské populaci jsou prevalentní pouze 4 z nich). Syndrom MELAS (Mitochondriální Myopatie, Encefalopatie, Laktátová Acidóza a Stroke = iktu podobné příhody), syndrom NARP (Neurogenní Ataxie a Retinitis Pigmentosa) a syndrom MERRF (Myoklonická Epilepsie s Ragged-Red Fibers). Porucha systému replikace mtdna vede ke vzniku rozsáhlých delecí, které se mohou projevit jako syndrom CPEO (Chronická Progresivní Externí Oftalmoplegie) nebo syndrom MNGIE (Mitochondriální Neuro- Gastro- Intestinální Encefalomyopatie). Pokles celkového množství mtdna v buňkách vyvolá Alpersův syndrom, který se projevuje epilepsií a jaterním selháním. V tabulce jsou uvedeny výsledky DNA analýz u českých pacientů s mitochondriálním onemocněním, které jsme ve VFN diagnostikovali v posledních 10 letech. Tabulka 1. Přehled o počtu pacientů s mitochondriálním onemocněním v České republice diagnostikovaných na molekulární úrovni Mutace v mtdna* 240 pacientů z 126 rodin Mutace v genech v ndna** 26 pacientů z 25 rodin MELAS 38 SCO2 gen 8 MERRF 14 SURF1 gen 9 NARP 9 POLG1 gen 4 LHON 3460G>A 39 TP gen 1 LHON 11778G>A 42 FH gen 3 LHON 14484T>C 1 DLD gen 1 mtdna 8363G>A 9 mtdna 9205delTA 3 mtdna 3946G>A 2 Delece mtdna 81 Deplece mtdna 2 * mtdna - mitochondriální DNA ** ndna - jaderná (nukleární) DNA 18