Nápady a objevy

4. dubna 2019

Jak se mění epigenom podvyživených dětí, zkoumá v Americe absolventka FEKT VUT

Zda jsou změny v genetice podvyživených dětí vratné, zkoumají američtí výzkumníci | Autor: unsplash
Jaké změny se odehrávají na molekulární úrovni u dětí trpících podvýživou, zkoumala spolu s kolegy na University of Virginia absolventka Ústavu biomedicínského inženýrství FEKT VUT Kristýna Kupková. Jejich výzkum zaměřený na epigenetiku, tedy vyšší úroveň organizace DNA v buňce, je jen částí většího výzkumného záměru několika univerzit a institucí po světě, které zkoumají, jaký vliv má na děti podvýživa, a zda jsou změny správnou stravou či léčbou vratné. Výzkum totiž ukázal, že děti, které jsou narozené podvyživené mají zásadně pozměněný epigenetický profil.

Lékaři a výzkumníci pracující s podvyživenými dětmi v Bangladéši zjistili, že snaha ochránit tyto děti před některými onemocněními pomocí očkování zcela troskotá. Děti totiž na vakcinaci nereagovaly. Nadace manželů Gatesových proto financuje rozsáhlý výzkum ve snaze zjistit, co se u podvyživených dětí odehrává na molekulární úrovni, aby mohli odborníci určit, jaké intervence by skutečně mohly pomoct a organismus znovu nastartovat.

Jednou ze skupin podílejících se na tomto výzkumu jsou i vědci z univerzity ve Virginii, mezi kterými je také absolventka Ústavu biomedicínského inženýrství FEKT VUT Kristýna Kupková. Ta už se spolupodílela i na odborném článku, který nedávno otiskla americká Akademie věd. „Měli jsme vzorky krve od dětí s různými stádii podvýživy. Ukazuje se, že ty, které mají podvyživené matky, se rodí menší, mají špatný imunitní systém a často trpí kognitivními poruchami. Sledovali jsme, k jakým změnám u nich dochází na molekulární úrovni. Jak je pozměněn jejich epigenetický profil oproti dětem zdravým,“ objasnila Kupková.

Konkrétně pak sledovali tri-metylaci histonu 3 na lysinu 4. „Zjednodušeně si můžeme představit, že z histonů vybíhají ocásky, které na sobě mají značky. Tyto značky signalizují ostatním faktorům, že je daný úsek genomu otevřený a gen v blízkosti má být aktivní. U podvyživených dětí dochází k umístění značek na nesprávné pozice. Proteinové komplexy, které jsou za jejich umístění zodpovědné, někde sice uloží značku správně, ve velkém množství případů však značku přenesou na zcela náhodné místo v genomu. Tělo pak dostává signály z míst, která nemají být aktivní a naopak,“ popsala zjištění Kristýna Kupková.

Kristýna Kupková (první zleva) se podílí na rozsáhlém výzkumu podvyživených dětí | Autor: archiv Kristýny Kupkové
Vědci následně našli další studie popisující stejný jev. „Jedna ze studií zjistila, že když vymažete gen CFP1, který je součástí komplexu přinášejícího značky, stane se to samé. Další ze studií pak ukázala, že když buňkám nedáte dostatek výživy, a konkrétně nebudou mít dostatek aminokyseliny metioninu, uvidíte ten samý efekt. To nám přišlo velmi zajímavé, protože by to mohlo být potenciálně řešení, jak změny vrátit,“ vysvětlila Kupková s tím, že právě to je primární účel celého výzkumu. „Snažíme se zjistit, co je u dětí s podvýživou špatně a jak tyto změny v epigenomu navrátit do normálního stavu,“ dodala.

Kristýna Kupková spolu s týmem pokračovala následně ve studii dál. „Zaměřili jsme se i na další značku. Tentokrát v oblastech mnohem dál od genů. Tato značka se zdá být stabilnější a u podvyživených dětí jsme žádné zásadnější změny nezpozorovali. Nakonec jsme provedli takzvané transkriptomické profilování, kdy jsme srovnávali vyprodukovanou RNA u zdravých a podvyživených dětí. Konkrétně se sleduje, jak se mění úroveň a forma RNA u různých genů. Předběžné výsledky této studie jsou v souladu těmi pozorovanými u metylace histonů a poukazují na změny u biologických procesů,“ upřesnila Kupková.

Spolu s dalšími vědci z různých univerzit ve Spojených státech teď řeší, jaké změny by mohly přinést nejlepší výsledky a mohly zásadně zlepšit zdraví podvyživených dětí. „Jedna výzkumná skupina zkoumala vliv železa a zinku. My jsme přišli s potencionálním řešením ve formě metioninu. Výsledky obou studií se teď snažíme dát dohromady. Otázkou stále zůstává, jak silně je epigenetická informace přepsána z matky na dítě a jak náročné bude tyto komplexní změny převrátit. Nakonec musíme také brát v úvahu nezanedbatelný vliv prostředí, ve kterém tyto děti žijí a kde jsou neustále vystavovány vlivu různých patogenů,“ uzavřela česká vědkyně.

(zep)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií absolventi zahraničí

Související články:
Syřan Riad Awad: Studium na VUT byly nejhezčí roky mého života
Aplikaci, která může zachránit život, vyvíjel Filip Maleňák dva roky
Nemít trenéra je mezi běžci rarita, říká vítězka akademického mistrovství Lucie Maršánová
Petr Polách: Úspěšná firma se musí neustále rozvíjet a zlepšovat. Zaspat se nevyplácí
Jiří Kratochvil: SAKO bude jednou vynášet koše přímo z vašeho domu