Fluorescenční protein rozzáří vnitřní orgány

Helena Vrecková  |  Věda

Vědci vyvinuli fluorescenční protein, který umožní vidět vnitřní orgány živých zvířat a lidí bez nutnosti chirurgického zásahu.

Jak se zblízka a detailně podívat na orgány skryté uvnitř těla? První možností je chirurgicky otevřít tělo a v záplavě jiných orgánů a krve najít, co potřebujeme. Tato metoda je sice stále nenahraditelná, avšak především v případech, kdy už víme, co přesně hledáme.

Další možností jsou různé zobrazovací techniky. Ty jsou však často zaměřeny především na odhalení určitého zdravotního problému, avšak v případě, že pátráme po něčem neurčitém, jsou nepoužitelné. Některé s sebou navíc nesou i riziko zvýšení ozáření.

Otázku, jak neinvazivně zobrazovat vnitřní orgány, si položili i vědci z Allbert Einstein College of Medicine z Yeshiva University. Jejich zkoumání přineslo fluorescenční protein, umožňující vidět orgány živých zvířat bez použití kontrastních látek.

První opravdu použitelný fluorescenční protein

Pokud se někomu zdá označení „první fluorescenční protein“ ne zcela pravdivé, má samozřejmě pravdu. Své prvenství si i nadále ponese zelený fluorescenční protein, objevený Osamu Šimomurou a několika dalšími vědci, kteří si za svůj objev odnesli Nobelovu cenu.

Avšak nový protein vytvořený Vladislavem Verkhushou a Grigorym Filonovem si jedno prvenství přeci jen vysloužil. Je to první fluorescenční protein použitelný ke studiu orgánů zvířat a lidí – navíc bez používání kontrastních látek.

Většina barevných fluorescenčních proteinů pochází z medúz či různých korálů a používají se ke zviditelnění buněk a jejich molekul. Avšak hemoglobin v krvi pohlcuje vlnové délky světel používaných k posílení fluorescence proteinů, a proto nelze snadno použít klasické fluorescenční porteiny na tkáně zvířat a lidí.

Svítící bříško myši

K vytvoření fluoreskujícího proteinu vědci využili bakteriální fytochrom. Fytochrom je fotoreceptor, který rostliny používají pro detekci světla. Je citlivý na světlo červeného viditelného spektra. Fytochrom byl nalezen i u několika bakterií. Tyto bakteriální fytochromy umožňují stavbu trojrozměrných struktur proteinů.

Blízké infračervené záření snadno prochází tkání myši a odhaluje jasně zářící játra (Albert Einstein College of Medicine)
Blízké infračervené záření snadno prochází tkání myši a odhaluje jasně zářící játra (Albert Einstein College of Medicine)

Takto vzniklý protein se nazývá infračervený fluorescenční protein – infrared-fluorescent proteins (IRFP) a oproti dříve vznikajícím proteinům je mnohem stabilnější a prokazatelně netoxický.

Vědci se při testování proteinu zaměřili na jaterní buňky, které mají vysoký obsah krve, a tudíž by pro jiné ostatní fluoreskující proteiny nebylo možné oblast ozářit. Do těla živé myši se injekčně vpravil adenovirus (živočišný vir) obsahující gen pro vznik IRFP. Jakmile vir infikoval jaterní buňky, začal se v nich vytvářet fluorescenční protein.

Infikované myši byly vystaveny blízkému infračervenému záření. V této části spektra jsou tkáně savců téměř průhledné. Bylo tak možné zobrazit výsledné fluorescenční světlo v orgánu. Fluorescence v játrech byla zjištěna druhý den po nákaze a vrcholu dosáhla pátý den.

Tato nová technika by podle profesora Filonova mohla znamenat průlom v zobrazování. Lékařům například umožní sledovat růst nádorů a vyvozovat tak účinnost protinádorových opatření.

Tip: Abstrakt k výzkumu si můžete přečíst zde. O studii informoval také web ScienceDaily.

Nejčtenější