Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor

Znečištěné ovzduší způsobuje zdravotní problémy spojené se záněty, změnami v DNA a smrtí buněk. Může zhoršovat nemoci jako astma a přispívat ke vzniku Alzheimerovy choroby. Látky obsažené ve znečištěném ovzduší na různých místech České republiky a jejich vliv na buňky lidského těla zkoumají vědci v Ústavu experimentální medicíny AV ČR pomocí toxikologického inkubátoru, který vyvinuli ve spolupráci s ČVUT a Technickou univerzitou v Liberci. Měření již provedli v Kvasinách, kde se nacházejí průmyslové podniky, na meteorologické observatoři v Košeticích, kde je nízká úroveň znečištění ovzduší, a v Praze-Libni zatížené dopravou.  

Život ve městech nabízí komfort, který usnadňuje přístup ke vzdělání, zaměstnání, zdravotní péči a službám. S rozvojem sídel, průmyslu a automobilové dopravy ale přicházejí i následky pro životní prostředí a naše zdraví. Podle Evropské agentury pro životní prostředí (EEA) lze nejméně 238 000 předčasných úmrtí v zemích Evropské unie připsat jemným prachovým částicím, 49 000 oxidu dusičitému a 24 000 úmrtí ozonu.

Počátky toxikologického inkubátoru
Tým Ústavu experimentální medicíny AV ČR společně s vědci z ČVUT vytvořil tzv. toxikologický inkubátor, který nejenže měří, jaké látky se v ovzduší nacházejí, ale vyhodnocuje i jejich vliv na lidské zdraví. Ke zkoumání reakce lidského těla na škodlivé částice obsažené ve vzduchu vědci používají plicní buňky, které získávají ze vzorků odebraných od dobrovolníků. Vědci buňkám v laboratoři vytvoří podmínky pro růst a přežití a posléze k nim pomocí toxikologického inkubátoru přivedou škodlivé částice.

Toxikologický inkubátor trochu připomíná obyčejnou krabičku na svačinu.

„Do přístroje přes jeho víko putuje vzduch, který se dostává na dno krabičky k buňkám. Získali jsme tím obrovskou výhodu, protože částice jdou přímo na buňky,“ vysvětluje vedoucí oddělení nanotoxikologie a molekulární epidemiologie Ústavu experimentální medicíny AV ČR Pavel Rössner.

Zájem ze strany veřejnost
O analýzu ovzduší projevila zájem veřejnost. Po reportáži odvysílané v televizi se Pavlu Rössnerovi ozvala starostka obce Kvasiny s tím, že obyvatele znepokojuje tamní průmyslová výroba. Rozhovorem s paní starostkou započala myšlenka použít toxikologický inkubátor v terénu. „Řekl jsem si, že bychom mohli zkusit náš systém modifikovat a vystavit jej vnějšímu prostředí,“ říká Pavel Rössner.

Myšlenka dospěla do fáze realizace a započal projekt, podpořený Grantovou agenturou ČR, ve kterém se nyní toxikologický inkubátor testuje na vybraných místech Česka. „Každá z lokalit je z hlediska znečištění trochu jiná,“ přibližuje Pavel Rössner. První představuje již zmíněná obec Kvasiny s průmyslovým zatížením. Dalšími lokalitami jsou Košetice, které zastupují čisté prostředí, a Praha-Libeň, kde lidé čelí velmi intenzivní automobilové dopravě. Vědci na těchto místech měření dokončili, a právě se zaměřují na identifikaci zjištěných látek. První výsledky očekávají na začátku příštího roku.

V budoucnu pomůže toxikologický inkubátor analyzovat ovzduší i v Ostravě, kde je významným zdrojem znečištěného ovzduší průmyslová výroba.

Vedoucí oddělení nanotoxikologie a molekulární epidemiologie Ústavu experimentální medicíny AV ČR Pavel Rössner

Následky pro lidské zdraví
Co tedy vlastně vědci v buňkách zkoumají a jakým způsobem znečištěné ovzduší našemu zdraví škodí? Nejenže se projekt zaměřuje na dopad na plicní buňky zdravých osob, zkoumá také, jak ovlivňuje pacienty s astmatem, jehož stav by znečištěné ovzduší mohlo zhoršovat.

Vědci se také rozhodli studovat, jakým způsobem škodlivé částice ovlivňují buňky pacientů, kteří trpí Alzheimerovou chorobu. Důvodem je podezření, že znečištěné ovzduší přispívá ke vzniku této nemoci, jelikož se škodlivé částice dostávají přes čichovou sliznici až do mozku.

Buňky na znečišťující látky reagují různorodě. Imunitní systém částice rozpozná jako hrozbu a aktivuje se, přičemž může vzniknout zánět. Dalším následkem škodlivin je oxidační stres, při kterém nadbytek nestabilních molekul v těle způsobuje poškození nebo smrt jinak zdravých buněk nebo změny v DNA. Tyto reakce mohou podnítit aktivitu tzv. onkogenů, které mohou přispět ke vzniku rakoviny. Tým Pavla Rössnera má v plánu se na tyto aspekty více zaměřit a zkoumat změny v DNA a v dalších buněčných molekulách, které při zmíněných procesech mohou nastat.

Odkaz na více informací o projektu naleznete zde.

Tématu jsme se již dříve věnovali v článku: Se znečištěným ovzduším by mohl pomoci toxikologický inkubátor

Text: Nikola Vildová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock, Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Přečtěte si také

• Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
• I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
• Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
• Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
• Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
• Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu
• Enzym „ptakopysk“ pomůže s vývojem nových účinnějších antibiotik
• Buňka je polívka se spoustou ingrediencí, říká Roman Pleskot
• Žralok malohlavý zná recept na dlouhověkost, dožívá se více než 400 let
• Jak vzájemně komunikují rakovinné buňky: možná cesta k nové léčbě nádorů