Čeští vědci zásadně posouvají poznatky o Alzheimerově a Parkinsonově nemoci

Dva přelomové výzkumy prezentovali čeští vědci na nedávné 2. výroční konferenci Národního ústavu pro neurologický výzkum (National Institute for Neurological Research – NINR, nově Neur‑IN), která se konala 10. a 11. října 2024 v Praze. Vědci zde mimo jiné popsali mutaci genu způsobující Alzheimerovu nemoc. Tento objev by měl v budoucnu vést k vývoji léků, které by zabránily rozvoji nemoci, nebo by její postup alespoň zpomalily. Dalším prezentovaným objevem je speciální software analyzující během několika minut telefonního hovoru Parkinsonovu nemoc, což by mohlo pomoci s klíčovou včasnou diagnostikou onemocnění.

Neur-IN je výzkumná platforma propojující 45 excelentních neurologických týmů z jedenácti předních vědeckých institucí v ČR, jejímž cílem je podpořit výzkum především neurodegenerativních onemocnění. V Neur-IN je zapojeno přes 250 preklinických i klinických výzkumníků, kteří se podílejí na multidisciplinárním výzkumu neurodegenerace u řady neurologických onemocnění. Kromě dvou nejznámějších chorob s dramaticky narůstající prevalencí, tedy Alzheimerovy a Parkinsonovy nemoci, se institut věnuje i dalším neurologickým chorobám, u nichž hraje neurodegenerace významnou roli, např. neurovývojovým onemocněním, epilepsii nebo roztroušené skleróze.

V Česku trpí demencí přibližně 150 000 lidí, z toho se v 60 procentech jedná o Alzheimerovu nemoc (AN). Odborníci odhadují, že zejména s ohledem na prodlužující se délku dožití bude v roce 2050 nemocných až o 30 procent více. Celosvětově dnes postihuje Alzheimerova choroba téměř třetinu populace ve věku 85 let a více. Její první známkou bývá obvykla mírná kognitivní porucha v podobě lehkých potíží s pamětí. Ta se může objevit už kolem čtyřicítky. U části lidí přejde v demenci. Mezi typické příznaky nemoci patří kromě zapomínání také dezorientace v prostoru a čase, odkládání věcí na neobvyklá místa, neschopnost vyjádřit se či plánovat a postupně ztráta samostatnosti. Později se připojuje například agresivita, úzkosti či apatie.

Parkinsonova nemoc (PN) je neurodegenerativní onemocnění centrální nervové soustavy související s úbytkem nervových buněk. Nemocný postupně ztrácí schopnost kontrolovat svůj pohyb, objevuje se třes i problémy s pamětí nebo další kognitivní poruchy. Podle odhadů v Česku chorobou trpí až 50 000 lidí. V důsledku stárnutí populace jejich počet každoročně narůstá. Zatím není možné nemoc vyléčit, díky cílené terapii jsou ale lékaři schopni potlačit příznaky a zpomalit její rozvoj.

„Neurodegenerativní onemocnění jsou dlouhodobá. S tím, jak se stav pacientů postupně zhoršuje, klesá nejen kvalita života nemocných, ale také rodin, které o ně pečují. Pokud se nám však podaří zachytit nemoc v raném stadiu, můžeme prodloužit dobu, po kterou pacienti a jejich nejbližší povedou plnohodnotný život,“ říká prof. MUDr. Milan Brázdil, Ph.D., vědecký ředitel Neur-IN a přednosta I. neurologické kliniky LF MU a FN u sv. Anny..

Odhalení mutace genu způsobující Alzheimerovu nemoc

Na porozumění příčinám nemoci a následné léčbě pracují stovky výzkumných týmů po celém světě. Tomu českému – výzkumné skupině pod vedením Mgr. Dáši Bohačiakové, Ph.D., z Ústavu histologie a embryologie LF MU v Brně – se podařilo popsat mutaci genu SORL1. Na výzkumu český tým úzce spolupracoval s kolegy z Aarhuské univerzity v Dánsku.

„Mutace s označením p.Y1816C narušuje funkci proteinu, který je nezbytný pro recyklaci bílkovin v buňkách, a tedy pro správné fungování mozku. Pokud je vadný, pak má jeho nositel 100procentní riziko vzniku Alzheimerovy nemoci – a to i kolem 60. roku věku. Mutace je dědičná,“ vysvětluje dr. Bohačiaková. Jak dodává, gen SORL1 je mezi těmi ostatními, o nichž se ví, že způsobují AN, nováčkem.

Zatímco zkoumání „tradičních alzheimerovských genů“, jako jsou například APP nebo PSEN1 či PSEN2, probíhá už desítky let, SORL1 je předmětem zájmu vědců teprve krátce. „Gen SORL1 má stovky dalších mutací, většinou neškodných, dlouho jej proto nikdo moc nestudoval. Pak je zde ale skupina, která s sebou nese vysoké riziko vzniku nemoci. My jsme prozkoumali variantu, která pro nositele bohužel znamená 100procentní jistotu, že se u něj choroba dříve či později objeví. Přesné zjištění a popis, co v mozku tato mutace dělá, pak vede ke zkoumání, jak proces zastavit nebo obejít, například vadný gen opravit nebo vyvinout lék na zpomalení postupu onemocnění,“ vysvětluje vědkyně. Nyní spolu se svým týmem a s kolegy v Dánsku pokračují ve výzkumu dalších genových variant.

Pro vývoj účinné léčby je podle dr. Bohačiakové zásadní umět varianty tohoto genu klasifikovat, na čemž pracují vědci z celého světa. Výzkum choroby v Česku probíhá na kmenových buňkách, ze kterých vědci vypěstují v laboratoři lidské neurony i tzv. „minimozečky“. Studii vědců již publikoval prestižní odborný časopis Proceedings of the National Academy of Sciences.

Vědecký ředitel Neur-IN prof. MUDr. Milan Brázdil, Ph.D., přednosta I. neurologické kliniky FN u sv. Anny v Brně, připomíná, že už nyní existují léky, které do budoucna slibují postup AN zbrzdit. Jak připomíná, toto onemocnění se vyvíjí roky až desítky let bez typických příznaků, kdy po celou dobu dochází k postupné ztrátě mozkové hmoty a odumírání nervových buněk.

„Přesnou příčinu vzniku tohoto onemocnění zatím neznáme. Ale víme, že vzplanutí nemoci může urychlit například vysoký cholesterol, diabetes, neléčená hypertenze, poranění hlavy, kouření, osamělost či deprese,“ uvádí prof. Brázdil s tím, že nové pokroky ve výzkumu povedou k personalizované léčbě pacientů. „Čím více budeme o nemoci vědět, tím lépe zvolíme léčbu, která v ideálním případě nemoci předejde, případně ji zastaví,“ dodává.

K odhalení Parkinsona bude stačit mobil

Další novinkou z pera českých vědců je unikátní aplikace, která rozpozná PN na základě nahrávky telefonních hovorů. Speciální software analyzuje během rozhovoru řeč volajícího a dokáže přitom odhalit i nepatrné změny v hlase, které předznamenávají nástup choroby. Na vývoji aplikace pracuje tým vědců a lékařů z Neur-IN, 1. LF UK a Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. Jejich objev by mohl pomoci s včasnou diagnostikou, která je u PN zásadní. Pokud se chorobu podaří zachytit v raném stadiu, mohou lékaři nasadit cílenou terapii, která umí postup jinak nevyléčitelného onemocnění zpomalit.

Jak popisuje doc. MUDr. Petr Dušek, Ph.D., z Neurologické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze, člen Neur-IN, právě porucha řeči je jedním z prvních projevů PN, a proto se s kolegy pokusili vyvinout mobilní aplikaci, která by dokázala problémy na základě analýzy uskutečněných telefonních hovorů odhalit.

Do studie odborníci zapojili přes 70 účastníků – kromě lidí s počínající PN sledovali také pacienty, kteří trpí takzvanou poruchou chování v REM spánku. Právě ta totiž bývá prvním příznakem nastupujícího neurodegenerativního onemocnění. „U pacientů jsme monitorovali dva typy aktivit. Pokud udělili souhlas, aplikace analyzovala jejich uskutečněné telefonní hovory. Ukázalo se, že ke správnému vyhodnocení stačí, aby člověk volal přibližně 18 minut, což odpovídá například devíti krátkým hovorům s přáteli nebo rodinou. Zároveň měli účastníci za úkol přečíst v aplikaci vybrané pasáže textu, přičemž aplikace spolehlivě rozpoznala poruchu po zhruba 120 slovech,“ popisuje doc. Dušek. Díky tomu mohli vědci porovnávat rozdíly v řeči za různých podmínek – jinak se totiž obtíže projevují, pokud člověk mluví nenuceně spatra, a jinak, když má předčítat předem daná slova.

Jak neurolog vysvětluje, obecně je hlas lidí s PN více monotónní, což odlišuje jejich řeč od mluvy zdravého člověka. Typická je zhoršená melodie řeči, hlasitost a srozumitelnost. V pozdějších stadiích nemoci jsou tyto obtíže dobře slyšitelné. Na počátku ale mohou být změny jen velmi nepatrné – i ty však dokáže nová aplikace spolehlivě rozpoznat. Už dříve se týmu doc. Duška podařilo popsat tři typy řečových poruch, které pacienty s PN postihují. Podle toho, jakou poruchou pacient trpí, lze předpovědět, jak se bude jeho nemoc dále vyvíjet a jak zareaguje na léčbu. Nejhůře odpovídají na terapii pacienti se zhoršenou artikulací, kteří mají obecně průběh nemoci těžší.

Aktuálně je mobilní aplikace, vyvinutá na Fakultě elektrotechnické ČVUT, ve fázi testování. „Aplikace je velmi spolehlivá. Výsledky jsou srovnatelné s analýzami hovorů, které jsme s pacienty nahrávali v laboratorních podmínkách na kvalitní mikrofon. Mobil by se tak do budoucna mohl skutečně stát plnohodnotným nástrojem, který nám pomůže zavčas diagnostikovat Parkinsonovu nemoc,“ věří doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., z FEL ČVUT, v jehož týmu aplikace vznikla.

Právě masová dostupnost a snadnost používání jsou podle vědců hlavními výhodami vyvinutého softwaru. „Doposud probíhaly analýzy řeči tak, že pacient přišel k nám na kliniku, tam jsme mu nasadili profesionální mikrofon a v tiché místnosti musel půl hodiny plnit zadané úkoly. Díky mobilu se vše zjednodušilo – teď stačí, když si člověk stáhne aplikaci a udělí souhlas s odesíláním hovorů k analýze,“ říká Ing. Vojtěch Illner, Ph.D., z FEL ČVUT, hlavní autor studie.

„Vyvinutá mobilní aplikace je naprosto unikátní. V Česku jsme zatím v používání podobných technologií teprve na začátku. Probíhají různé výzkumy, na našem pracovišti se například snažíme vyvinout aplikaci pro pacienty s funkčními neurologickými poruchami. Software pro časnou diagnostiku je ale výjimečný – za jeho hlavní výhodu považuji uživatelskou přívětivost,“ říká prof. Brázdil.

Aby bylo možné převést aplikaci do praxe, je ale podle doc. Duška potřeba další testování. Vědci by chtěli vyzkoušet jiné typy mobilních zařízení a také analýzu řeči v dalších jazycích. „Chystáme se na dobu, kdy budeme mít k dispozici léčbu, která by dokázala zcela zastavit postup Parkinsonovy nemoci, pokud by se choroba odhalila dostatečně brzy. S pomocí pasivních biomarkerů – například naší aplikace – bychom pak mohli snadno provádět screening napříč populací. Lidé by nemuseli podstupovat složitá vyšetření, ale otestovali by se sami. A v případě pozitivního nálezu by se nasadila účinná terapie, která by rozvoj nemoci zastavila,“ přibližuje vize do budoucna doc. Dušek.