Víte, že..?

GalSafe prasata byla poprvé vyvinuta v roce 2020 společností Revivicor. Jedná se o geneticky modifikovaná prasata, která neprodukují sacharid galaktózu – cukr nazývaný alfa-gal (α-1,3-galaktóza). Běžně se tento cukr vyskytuje ve většině tkání savců. U osob s AGS, tedy alergií na červené maso, která vzniká v důsledku kousnutí klíštěte, může přítomnost alfa-gal v potravě vyvolávat silné alergické reakce.   

GalSafe prasata byla schválena americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v roce 2020 pro lidskou spotřebu a potenciální terapeutické využití. FDA potvrdila, že maso z těchto prasat je bezpečné. Přesto není běžně dostupné  v supermarketech, ale pouze prostřednictvím objednávek.

GalSafe prasata hrají aktuálně klíčovou roli ve výzkumu xenotransplantace (přenos orgánů, tkání nebo buněk mezi jedinci různých druhů, například ze zvířete na člověka). V roce 2024 byly úspěšně transplantovány ledviny z GalSafe prasat lidským pacientům, přičemž orgány fungovaly po dobu přesahující 48 hodin bez známek akutního odmítnutí. Již tento krok je brán jako velmi pozitivní.

V současné době firma Revivicor pokračuje ve výzkumu a vývoji produktů, jako je např. UThymoKidney™, což je ledvina z GalSafe prasat určená pro transplantace u pacientů s konečným stádiem selhání ledvin. Tento produkt je zatím ve fázi vývoje a zatím stále nebyl schválen pro klinické použití. 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

​​

Objev hybridomové technologie umožňující produkci monoklonálních protilátek byl přelomovým okamžikem pro řadu vědních a medicínských oborů. Za tento objev byla v roce 1984 udělena Nobelova cena a již o dva roky později (rok 1986), bylo schváleno první léčivo obsahující myší monoklonální protilátku. Jednalo se o preparát s názvem Orthoclone OKT3, který i přes veškeré nevýhody, které jeho aplikaci provázely, znamenal zásadní posun v oblasti transplantologie.

Hlavní nevýhoda preparátů tohoto typu spočívala ve skutečnosti, že myší protilátky jsou lidským organismem snadno rozpoznávány jako cizorodé a aktivují imunitní odpověď, která vede k jejich eliminaci. Výzkum se proto v této době zaměřil na nalezení postupu pro přípravu protilátek, které by svou strukturou co nejvíce odpovídaly protilátkám přirozeně produkovaným v lidském organismu. 

V prvním kroku byly na trh zavedeny protilátky chimérní (rok 1994), ve kterých byly konstantní oblasti myších protilátek nahrazeny odpovídajícími oblastmi lidského původu. Záhy následovaly protilátky humanizované (rok 1997), v nichž byly myšího původu již jen části variabilních oblastí (tzv. CDRs – complementarity determining regions). Tímto způsobem byly úspěšně připraveny preparáty vykazující výrazně nižší imunogenitu než původní preparáty obsahující protilátky myší.  

Od roku 2002 jsou na trhu dostupné i preparáty, které obsahují protilátky plně lidského původu. K jejich přípravě může být přistupováno různými způsoby. Využity mohou být například transgenní myši, do jejichž genomu byla vložena genetická informace pro syntézu lidských protilátek nebo metoda fágového displeje. 

Díky výše popsaným inovacím je v současné době možné vyvíjet účinnější biologické léky, u nichž je výskyt nežádoucích účinků výrazně nižší než u původních preparátů, což umožňuje naplno využít jejich medicínský potenciál.

Více informací na toto téma můžete najít zde:
Harding FA, Stickler MM, Razo J, DuBridge RB. The immunogenicity of humanized and fully human antibodies: residual immunogenicity resides in the CDR regions. MAbs. 2010 May-Jun; 2(3):256-65. doi: 10.4161/mabs.2.3.11641. 
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984 – Press release – NobelPrize.org  (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1984/press-release/, staženo 10.5.2025)

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová​​

Ve Spojených státech amerických (USA) platí od roku 2022 federální nařízení, které vyžaduje označování GM produktů jako „bioengineered“. Toto označení může být uvedeno formou textu, QR kódu nebo příslušného symbolu. Studie ukázaly, že zavedení povinného označování vedlo k poklesu prodeje GM potravin o 5,9 %, zatímco prodej ne-GM a bioproduktů mírně vzrostl. Tyto výsledky naznačují, že označování může ovlivnit spotřebitelské preference a nákupní chování, přestože GM potraviny často vynikají vyšší kvalitou, výživovou hodnotou a delší skladovatelností ve srovnání s konvenčními produkty.

V Kanadě je označování GM potravin dobrovolné, pokud se jejich vlastnosti významně neliší od konvenčních potravin. Dohled nad bezpečností a regulací GMO zde zajišťuje Kanadský úřad pro inspekci potravin a Ministerstvo zdravotnictví. Dobrovolné označování GM potravin nadále platí i na Filipínách, přestože zákony o povinném označování již byly těsně před schválením.

V Jižní Americe se pravidla pro označování GM produktů výrazně liší v závislosti na legislativě jednotlivých států. V Brazílii je povinné označovat GM potraviny, pokud obsahují více než 1 % GM složek, přičemž na obalu musí být symbol „T“ v trojúhelníku a nápis informující o obsahu GMO. Naopak v Argentině, která patří k největším producentům GM plodin, není označování GM potravin na obalech vyžadováno.

V Japonsku se povinné označování GM potravin vztahuje pouze na vybrané základní produkty, jako je sója nebo kukuřice, a to jen v případě, že obsahují více než 5 % GM složek. V Číně je označování povinné pro GM plodiny, avšak nemusí se vztahovat na všechny potraviny z nich vyrobené. Jihoafrická republika vyžaduje označování všech GM produktů i potravin s obsahem GM složek do 5 %, zatímco Keňa má ještě přísnější pravidla a označení je povinné u potravin s více než 1 % GM složek. Povinné značení GMO je zavedeno také v Malajsii a Austrálii, kde se vztahuje na potraviny obsahující více než 1 % GM složek a nesou označení „geneticky modifikované“.

Přístup jednotlivých zemí k označování GM potravin vychází nejen z legislativních požadavků, ale i z veřejného mínění a míry důvěry ve vědecké poznatky. Vývoj v této oblasti proto nadále ovlivňují politická rozhodnutí, technologický pokrok i měnící se preference spotřebitelů.
 
Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Papája pochází z jižního Mexika a Střední Ameriky, dnes se však pěstuje v tropických a subtropických oblastech po celém světě. Původní divoké formy papáji mají jen malé plody s minimem dužiny, zatímco domestikované odrůdy byly šlechtěny pro větší výnos. Hlavním problémem tradičně pěstované papáji je jejich vysoká citlivost na virus kroužkovitosti papáji, tzv. Papaya Ringspot Virus, který způsobuje zakrnění rostlin a ztrátu úrody.

Papaya Ringspot Virus poprvé zasáhl ve 40. letech 20. století na Havaji a do 90. let se rozšířil do téměř všech oblastí, kde se papája pěstovala, což vedlo k poklesu produkce o 50 % mezi lety 1993-2006. Aby se zabránilo úpadku pěstování papáji, havajský vědec Dennis Gonsalves z Cornell University vyvinul geneticky modifikovanou odrůdu Rainbow papaya, která byla odolná vůči viru. Tato odrůda, uvedená na trh v roce 1998, obsahuje část genomu viru, díky čemuž rostlina produkuje virové proteiny a získává imunitu vůči infekci. To nejen zvýšilo výnosy papáji a její odolnost vůči škůdcům, ale také snížilo potřebu chemických postřiků a hnojiv.

Aby byla GM papája dostupná co největšímu počtu farmářů, spolupracoval Gonsalvesův tým s veřejným i soukromým sektorem na jejím rozšíření. Dnes GM papája tvoří více než 90 % produkce papáji na Havaji a celkově v USA. V roce 2011 schválilo Japonsko její dovoz, čímž havajští pěstitelé získali významný exportní trh. Mezitím Čína vyvinula vlastní geneticky modifikovanou papáju a stala se tak jedním z jejích největších producentů. Kanada GM papáju sice dováží, ale nepěstuje ji komerčně. Evropská unie dosud neschválila její dovoz ani pěstování.

Více informací o GM papáje můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nejpřísnější pravidla pro označování GM produktů má Evropská unie (EU). Označování GM produktů podléhá Nařízení Evropského parlamentu (EP) a Rady (R) č. 1829/2003 článku 13(1) a 25(2) a Nařízení EP a R č. 1830/2003 článku 4(6). Označit GMO a jejich produkty je povinen pěstitel GM plodiny, dovozce, zpracovatel, přepravce nebo kdokoliv, kdo nakládá s GMO.

V EU platí, že veškeré potraviny a krmiva obsahující více než 0,9 % GM složek musí být jasně označeny. Konkrétně to znamená, že pokud potravina obsahuje více než 0,9 % GM složek, musí být na obalu uvedeno označení jako "geneticky modifikovaný organismus",  „obsahuje geneticky modifikovaný organismus“ nebo „vyrobený z geneticky modifikované řepky/kukuřice” atd. Zároveň to platí i pro zpracované produkty, pokud obsahují složky vyrobené z GM plodin. Naopak pokud se jedná o živočišné produkty jako je maso, mléko nebo vejce od zvířat krmených GM krmivem, označení se nevyžadují.

U nebalených GM produktů nebo u balených produktů malých rozměrů (plocha menší než 10 cm2), musí být označení o GMO na boxu nebo regálu s vystaveným produktem (nebo těsně vedle produktu). Pokud se nejedná o potravinu, ale komoditu, krmivo či surovinu s jiným účelem použití (např. GM řepka pro výrobu bioplynu), je požadováno označení “není určeno pro pěstování“. Povinné značení se týká pouze GMO, které byly v EU povoleny na trh. Pokud nemá daný GM produkt povolení v EU, žádná tolerance u něj neplatí.

Některé země EU, jako Rakousko, Francie, Lucembursko nebo Německo, si stanovily vlastní pravidla pro označování. Zavádějí označení „bez GMO“ pro potraviny, které geneticky modifikované složky běžně neobsahují. Tento přístup slouží především jako marketingová strategie a poskytuje spotřebitelům možnost vědomě si vybrat produkty bez GMO.

Označování a kontrola GM produktů hrají klíčovou roli v informovanosti spotřebitelů a zajištění bezpečnosti potravinového řetězce. Různé přístupy v jednotlivých zemích však mohou vést k rozdílným podmínkám pro pěstování, distribuci a prodej GM potravin po celém světě.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

mRNA vakcíny představují zcela nový typ vakcín, ve kterém nejsou využívány celé organismy, či jejich proteiny, aby vyvolaly imunitní odpověď organismu, ale pouze genetická informace, která představuje návod k syntéze příslušného proteinu až uvnitř organismu. Většina z nás má mRNA vakcíny spojené s obdobím pandemie COVIDu-19, během kterého byla schválena první vakcína tohoto typu.

Věda se však s takto omezeným využitím nově nabytých poznatků nesmířila a snaží se tento potenciál využít v boji proti dalším onemocněním. Mezi největší hráče na tomto poli patří firmy BioNTech, Moderna, Pfizer či CureVac. Vzhledem k úspěšnému použití prvních schválených mRNA vakcín v boji proti koronaviru SARS-CoV-2 není s podivem, že mnoho dalších vakcín, které jsou nyní v různých fázích klinických testů, je cíleno na infekční onemocnění včetně AIDS či chřipky. Zároveň je však testována i celá řada přípravků určených k léčbě nádorových onemocnění, včetně tak obávaných typů rakoviny, jako je rakovina slinivky břišní, rakovina plic či melanom. 

Do budoucna se proto otevírá otázka, zda to budou právě mRNA vakcíny, které přinesou nové možnosti léčby těchto závažných onemocnění. 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová​​

​​​​​​

Rajčata patří mezi základní potraviny každodenní stravy – jsou nedílnou součástí salátů, sendvičů i základem omáček a kečupů. Právě jejich široké využití podnítilo vědce k intenzivnímu výzkumu a hledání způsobů, jak rajčata upravit tak, aby měla vyšší výživovou hodnotu, větší výnosnost a obsahovala více prospěšných látek podporujících lidské zdraví.

Výzkum fialových rajčat odstartoval před více než 20 lety na Univerzitě v Cambridge ve spolupráci se společností Norfolk Plant Sciences, kdy vědci usilovali o vytvoření transgenní odrůdy pomocí genů z květu hledíku, jedlé rostliny známé svými sytě zbarvenými květy. Tyto geny ovlivňují nejen barvu rajčat, ale zároveň zvyšují obsah antokyanů – látek, které dodávají typické zbarvení borůvkám, ostružinám či lilku, a přispívají k jejich zdravotním benefitům, jako jsou protirakovinné, protizánětlivé a antioxidační účinky. Výsledkem jsou rajčata s výraznější chutí a lepšími výživovými hodnotami.

Přibližně ve stejné době začala vědecká skupina pod vedením profesora Myerse tradičním šlechtěním křížit rostliny planých druhů rajčat, jako Solanum cheesmaniae z Galapág a Solanum chilense z Jižní Ameriky, s moderními odrůdami, aby vytvořili kolekci rajčat Indigo. Výsledkem bylo například rajče „Indigo Rose“ uvedené na trh v roce 2011, které má tmavě modrou slupku, narůžovělou dužinu a vyšší obsah antokyanů. Dnes existuje přes 50 kultivarů Indigo pěstovaných po celém světě – od malých farem po velké společnosti. Myers zdůrazňuje, že zatímco Indigo vznikla konvenčním šlechtěním, geneticky modifikovaným rajčatům, jako je Purple Tomato, trvalo mnohem déle, než se dostala na trh.

Ať už rajčata vznikla tradičním šlechtěním nebo genetickou modifikací, obě tyto inovace – jak rajčata Indigo, tak fialová rajčata Purple Tomato – ukazují, že cílem vědců je nejen zlepšit chuť a výživovou hodnotu plodin, ale také přispět k lidskému zdraví. Přestože fialová rajčata mohou narazit na překážky spojené s vnímáním GMO, jejich přínos v podobě vyššího obsahu prospěšných látek je nepopiratelný. Jak bude veřejnost tyto nové odrůdy přijímat, ukáže čas, ale je jisté, že budoucnost rajčat už není jen červená.
 
Více informací o fialovém rajčeti můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Ananas bývá často nazýván jako „klenot džungle“ a jeho využití je všestranné – lze ho konzumovat čerstvý, sušený, přidávat do salátů, džemů nebo použít při přípravě koktejlů a smoothies. Právě z důvodu širokého využití ananasu se vědci začali zabývat i genetickými úpravami ananasu.

GM ananas je odrůda vzniklá ze dvou druhů ananasu − Červeného španělského a klasického Sugarloaf a byla vyvíjena společností Del Monte ve střední a jižní Kostarice, kde jsou ideální půdní a klimatické podmínky pro pěstování ananasů.

U tradičního ananasu dochází během dozrávání ke snížení obsahu červeného pigmentu lykopenu (běžně se vyskytujícího například v rajčatech nebo vodním melounu) a současně ke zvýšení množství žlutého pigmentu betakarotenu, který je zodpovědný za typickou žlutou barvu dužiny. Vědci však využili geny z jiných odrůd ananasů a mandarinek k potlačení exprese genu pro betakaroten. Díky tomu se ve vnitřní dužině ananasu nahromadilo více lykopenu, což způsobilo její růžové zbarvení. Zvýšený obsah lykopenu údajně ovlivňuje i chuť, díky čemuž je růžový ananas sladší než běžné odrůdy. Jelikož se oba pigmenty projevují pouze ve vnitřní části ovoce, vnější slupka růžových ananasů zůstává beze změny.

Kostarika schválila prodej produktu Pinkglow® již v roce 2011. Bezpečnost tohoto produktu byla rovněž potvrzena americkou FDA, která schválila růžový ananas pod značkou Pinkglow® Rosé ananas jako bezpečný ke konzumaci až v roce 2020, přestože Del Monte začala vyvíjet GM ananas již v roce 2005.

Více informací o růžovém ananasu můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Mikrořasy jsou různorodá skupina fotosyntetických mikroorganismů, která obývá vodní prostředí, jako jsou oceány, řeky a sladkovodní systémy. Tyto organismy postrádají běžné rostlinné struktury jako jsou kořeny, listy, stonek, ale disponují chloroplasty a dalšími buněčnými organelami, které se podílí na fotosyntéze. Díky této schopnosti mohou přeměňovat oxid uhličitý na organické sloučeniny a zároveň produkovat další látky jako proteiny, sacharidy, lipidy, vitaminy nebo pigmenty. Nabízí tak alternativu k suchozemským rostlinám pro produkci bioaktivních látek využitelných v potravinářství, krmivářství a pro výrobu biopaliv.

Genové úpravy mikrořas vyžadují specializované molekulární nástroje, protože se jedná o složitější, eukaryotické organismy. K nejpoužívanějším nástrojům dosud patří nástroje Golden Gate Modular Cloning (MoClo) umožňující konstrukci genetických vektorů a ovlivňování genové exprese v souvislosti s vyšší produkcí požadované bioaktivní látky.

Zájem o aplikace GM mikrořas v zemědělství a biotechnologiích stále roste, ale zároveň vyvolává otázky o jejich bezpečnost pro životní prostředí, zvířata a lidi. Bezpečnost GM mikrořas podléhá přísné regulaci, ať už v USA, nebo EU. Hodnocena jsou rizika a dopady na biodiverzitu a zajišťováno je rovněž transparentní označování produktů.

Navzdory vědeckým pokrokům je komerční využití GM mikrořas stále omezené. Ekonomickou udržitelnost brzdí vysoké náklady a nutnost dalších výzkumů. Moderní molekulární techniky a multiomické přístupy však umožňují rychlejší vývoj nových kmenů mikrořas optimalizovaných pro průmyslovou produkci biopaliv a bioproduktů. Tyto nové kmeny řas by pak v budoucnu mohly efektivně produkovat  požadované průmyslové látky. Klíčem k jejich širšímu využití v praxi bude nejen ekonomická efektivita, ale i důkaz jejich bezpečnosti pro člověka a životní prostředí. Z tohoto důvodu je nutné pokračovat ve výzkumu a sledovat jejich dopad, aby se tento slibný vědecký směr mohl plně rozvinout.

Více informací na toto téma můžete najít zde:
https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-024-06116-5
https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2022.839446/full

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

 

Schvalování nových geneticky modifikovaných (GM) potravin a krmiv pro dovoz a povolení k pěstování GM rostlin v EU se řídí Nařízením Evropského parlamentu a Rady č. 1829/2003, o GM potravinách a krmivech, případně Směrnici 2001/18/ES. Povolení vydaná v rámci tohoto procesu platí pro všechny členské státy EU.

Celý systém schvalování je založen na aktuálních vědeckých poznatcích. Hlavním odborným poradním orgánem je Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA). Na základě jeho stanoviska hlasují členské státy v orgánech EU o povolení uvedení GM potravin a krmiv na trh či o povolení pěstování GM rostlin v EU.

Celý proces začíná vývojem nového GMO v laboratoři nebo v rámci polních pokusů. Pokud tyto pokusy přinesou pozitivní výsledky, je podána žádost podle Nařízení č. 1829/2003 nebo Směrnice 2001/18/ES. Nejprve žádost administrativně posoudí odpovědný úřad v členském státě EU, například v ČR je to Ministerstvo zemědělství nebo Ministerstvo životního prostředí. Po tomto prvotním posouzení následuje odborné hodnocení EFSA. K žádosti se poté mohou vyjádřit i další členské státy nebo veřejnost. Za ČR se k žádostem vyjadřuje Vědecký výbor pro GM potraviny a krmiva (VVG) nebo Česká komise pro nakládání s GMO a genetickými produkty (ČK GMO). Stanovisko EFSA je následně předloženo Evropské komisi (EK), která jej projedná ve Stálém výboru pro rostliny, zvířata, potraviny a krmiva. Ke schválení návrhu je zapotřebí kvalifikovaná většina hlasů. Na základě výsledku hlasování Evropská komise rozhodne buď o přijetí, nebo o zamítnutí žádosti.

Pokud je žádost schválena, dochází k jejímu zapsání do Registru GMO. Povolení pro uvedení GMO na trh v EU se vydává na dobu deseti let, po jejichž uplynutí je nutné je nutné požádat o nové schválení.

Přestože je povolení následně platné ve všech členských státech EU, jednotlivé státy mohou pěstování daných GM rostlin na svém území zakázat. Směrnice Evropského parlamentu a Rady EU 2015/412, kterou se mění směrnice 2001/18/ES, jim umožňuje omezit nebo zcela zakázat pěstování GM rostlin podle vlastního uvážení. Této možnosti již v minulosti využilo například Rakousko, Bulharsko nebo Belgie. Průběh schvalovacího procesu uvádění GMO a GM potravin a krmiv na trh v EU tím není ovlivněn, protože se tento předpis vztahuje výhradně na pěstování GM plodin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Původně se veškeré genetické změny týkaly somatických buněk, tudíž nebyly děděny a předávány z generace na generaci. Nejkontroverznějším případem využití CRISPR v lidské genetice se stalo narození tzv. "CRISPR dvojčat" Lulu a Nana v Číně v roce 2018, což znamenalo zásadní průlom v oblasti editace zárodečné linie. He Jiankui, vědec ze Southern University of Science and Technology v Shenzhenu, a jeho výzkumný tým provedli editaci genu CCR5 s cílem zajistit resistenci vůči HIV, neštovicím a choleře​. Jiankui studii oznámil nejprve ve videu na YouTube. Tento experiment však vyvolal značné etické a odborné kontroverze.

Kromě zdravotních přínosů bylo zjištěno, že odstranění genu CCR5 může mít vliv i na kognitivní schopnosti. Studie na myších naznačily, že odstranění tohoto genu může vést ke zlepšení paměti a učení. Řada odborníků se domnívá, že by tyto změny mohly mít neočekávané důsledky na inteligenci a kognitivní schopnosti dvojčat. Tato skutečnost vyvolává obavy, že CRISPR by mohl být v budoucnu zneužit k vytváření tzv. "designových dětí".

Reakce na experiment He Jiankuiho byla z velké části negativní. Mnoho odborníků jeho práci označilo za neetickou, přičemž Světová zdravotnická organizace (WHO) vytvořila expertní skupinu pro stanovení pokynů pro budoucí použití CRISPR v medicíně. Spoluvynálezce CRISPR Feng Zhang a další vědci pak vyzvali k celosvětovému moratoriu na editaci zárodečné linie, dokud nebudou stanoveny mezinárodní regulace.

Navzdory těmto kontroverzím se odborníci shodují, že genetická editace lidských embryí je nevyhnutelnou budoucností. Již dnes se vedou diskuze o tom, jak zajistit bezpečnost a etiku těchto postupů. Jak řekl George Daley, děkan Harvardské lékařské fakulty: "Musíme pokročit od debaty o etice k vytvoření pravidel pro klinické využití."

Genetická editace embryí v současné době zůstavá v mnoha zemích, včetně USA a většiny států EU, zakázána. Případ He Jiankuiho ale ukazuje, že vývoj v této oblasti může pokračovat i mimo rámec oficiálních regulací. Otázkou zůstává, jak budou v budoucnu společnost a vědecká komunita přistupovat k možnostem, které technologie CRISPR nabízí, a zda je lidská společnost připravená na geneticky modifikovanou budoucnost.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Cukrová řepa (Beta vulgaris) je dvouletá zemědělská plodina z čeledi laskavcovitých, která patří k tradičním plodinám pěstovaným u nás. Pěstuje se především díky svým bulvám, jež nacházejí široké využití – od cukrovarnického průmyslu přes výrobu lihu až po krmivo pro hospodářská zvířata.

Historie cukrové řepy sahá až do antiky, kdy byla pěstována jako krmivo. Její sladká chuť však zůstávala dlouho nevyužitá. Zásadní zlom přišel až v roce 1802, kdy byl v obci Cunern (dnešní Konary v Polsku) otevřen první cukrovar. Významný rozvoj cukrovarnictví nastal během napoleonských válek, kdy námořní blokáda Anglie znemožnila dovoz třtinového cukru z Karibiku. Tento nedostatek vedl k rozmachu výroby cukru z řepy v Evropě, kde na konci válek (1815) již fungovalo přes tři sta cukrovarů . Oproti tomu v USA byl první cukrovar na zpracování řepy otevřen až v roce 1838. V dnešní době patří k největším světovým producentům patří Rusko, Francie, Německo a Spojené státy americké.

Cukrová řepa má také výrazný ekologický přínos, protože je výbornou předplodinou napomáhající zlepšovat úrodnost a kvalitu půdu. Zároveň je její zpracování energeticky méně náročné v porovnání s výrobou cukru z cukrové třtiny. Cukr, který se z této plodiny vyrábí, je chemicky nejčistší potravinou mezi všemi zemědělskými produkty. Díky těmto vlastnostem je cukrová řepa důležitou plodinou nejen pro potravinářství, ale i pro udržitelné zemědělské praktiky a ekologicky šetrné technologie.

Z geneticky modifikovaných odrůd cukrové řepy je v EU povolena k dovozu pouze odrůda H7-1 vyvinutá společností Monsanto, která je odolná vůči herbicidům na bázi glyfosátu, například Roundup®1. Mezi GM plodiny pěstované na méně než 1 % zemědělské plochy patří vedle cukrové řepy i vojtěška, papája, dýně nebo brambory. Vzhledem k jejímu významu a potenciálu pro udržitelnou budoucnost zůstává cukrová řepa nejen důležitou součástí zemědělské produkce, ale i inspirací pro inovace ve šlechtění plodin a ekologickém hospodaření.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Šlechtění rostlin provází člověka po celou dobu jeho existence. Již první zemědělci vybírali pro další výsev semena z větších a odolnějších rostlin, a později začali šlechtit rostliny výběrem nejlepších odrůd pro křížení.  

Nové vlastnosti mohou v přírodě vznikat také spontánními mutacemi. I když jsou mutace obvykle spojovány s negativními důsledky, jako jsou genetická onemocnění nebo rakovina, některé mohou být prospěšné − například zvyšují odolnost rostlin vůči škůdcům a chorobám. Ve 20. století byly nové nebo žádané vlastnosti zemědělských plodin získávány náhodnými mutacemi pomocí chemikálií, jako je ethylmethansulfonát, nebo UV zářením. Ačkoliv radiační šlechtění není často zmiňováno, přispělo k vytvoření tisíců užitečných mutantů u plodin jako rýže, pšenice, ječmen či hrušky.

V současnosti se techniky šlechtění stále vyvíjejí, a to díky novým metodám, jako je mutageneze nebo transgenoze. Mutageneze umožňuje cílené změny genomu, aniž by byly vloženy geny z jiných organismů. Tato technika se zaměřuje na vytvoření specifických mutací, které mohou vést k požadovaným vlastnostem u rostlin. Transgenoze oproti tomu zahrnuje vložení jednoho, nebo více genů z jiných organismů. Jedná se však také o běžnou metodou pro zajištění specifických vlastností, jako je odolnost vůči škůdcům, chorobám nebo tolerance k extrémním podmínkám (sucho, vlhkost). Rostliny či plodiny vytvořené pomocí transgenoze, a od roku 2018 i mutageneze, jsou v EU klasifikovány jako geneticky modifikované organismy (GMO). Vzhledem k přísné regulaci geneticky modifikovaných organismů (GMO) v EU se stále více rozvíjejí nové techniky šlechtění, jako jsou mutageneze a metody založené na genovém inženýrství, tzv. NBT (New Breeding Techniques). Mezi ně patří technologie jako CRISPR/Cas, TALENs, zinkové prsty s nukleázou a meganukleázy, které umožňují cílené úpravy genomu bez přidání cizí genetické informace. Tyto nové techniky představují kompromis mezi tradičními metodami šlechtění a klasickým genetickým modifikováním, což dává šlechtitelům možnost využít výhod genetického inženýrství při zachování přirozenějšího charakteru šlechtěných rostlin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Řepka olejka (Brassica napus) je zemědělskou plodinou z čeledi brukvovitých (Brassicaceae), která je pěstována především pro svá semena, která jsou bohatá na olej. Řepka patří mezi jednu z nejvýznamnějších olejnin na světě a má široké využití v potravinářství (řepkový olej, margaríny), průmyslu (výroba maziv, laků, biopaliv) i jako krmivo (šrot z lisování oleje bohatý na bílkoviny). Řepka je jednou z nejdůležitějších plodin také v České republice. V roce 2023 byla pěstována na více než 370 000 hektarech, což představuje přibližně 15 % orné půdy v zemi.

Genetické modifikace řepky se zaměřují na vývoj různých odrůd závisejících na specifických potřebách zemědělství, včetně tolerance vůči neselektivním herbicidům (odolnost vůči glyfosátu, glufosinátu amonnému) a zlepšení agronomických vlastností. GM produkty jsou vyvíjeny společnostmi BASF, Monsanto a Bayer CropScience.  

Řepka patří vedle sóji, bavlníku či kukuřice mezi nejčastěji pěstované geneticky modifikované plodiny. V důsledku velmi přísné legislativy Evropské unie se geneticky modifikovaná řepka v žádné zemi EU, včetně České republiky, nepěstuje. Doposud byl schválen pouze dovoz a zpracování zejména v krmivářském průmyslu.

Ve světě bylo dosud schváleno 37 odrůd řepky v 15 zemích. Povolení k pěstování GM řepka dosud získala v USA, Kanadě, Austrálii a Chile, dovoz byl povolen v dalších 10 státech. V Chile je řepka pěstována z důvodu vývozu osiva.

Již v roce 2018 tvořila GM řepka 29 % veškeré pěstované řepky na světě, tudíž se nejedná o zanedbatelné množství. V USA a Kanadě převažuje pěstování odrůd GM řepky nad pěstováním běžné, nemodifikované řepky.

Tento trend pokračuje díky vyšší výnosnosti GM odrůd a jejich schopnosti snížit náklady na herbicidy i pracovní sílu. Kromě toho jsou GM plodiny v těchto regionech ceněny pro jejich odolnost vůči škůdcům a nepříznivým podmínkám, což zajišťuje stabilní produkci i v náročných klimatických podmínkách.
 
Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Ačkoli většina z nás má biologickou léčbu spojenou s terapií nádorových či autoimunitních onemocnění, skutečností je, že tento typ léčby proniká do řady dalších oblastí medicíny, a to včetně medicíny preventivní. 

Již od roku 2000 je v České republice používán přípravek Synagis (schválený EMA v roce 1999 a FDA v roce 1998), který poskytuje možnost ochrany nejzranitelnějších skupin dětí před závažným onemocněním dolních cest dýchacích způsobeným respiračním syncytiálním virem (RSV). Synagis obsahuje jako účinnou látku monoklonální protilátku palivizumab, specifickou vůči fúznímu povrchovému proteinu RSV (F glykoproteinu), který je nezbytný pro patogenitu tohoto viru.

Přípravek je podáván dětem s bronchopulmonální dysplazií (chronickou plicní nemocí), předčasně narozeným dětem (narozeným ve 35. týdnu těhotenství nebo dříve) a dětem s významnými srdečními vadami. V těchto případech totiž pro většinovou populaci relativně neškodný RSV může vyvolat až život ohrožující infekce. Z toho důvodu je Synagis podáván v pěti dávkách s měsíčními rozestupy během celého rizikového období roku, tedy obvykle od 1. října do 31. března.  

Od roku 2022 (schválení EMA) resp. 2023 (schválení FDA) je na trhu obdobný přípravek s názvem Beyfortus. Tento přípravek obsahuje jako účinnou látku monoklonální protilátku nirsevimab cílenou na stejný protein, jako je tomu v případě přípravku Synagis. Výhodou novějšího přípravku je mimo jiné možnost pouze jednorázového podání.  

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová

V České republice se každoročně vyloví přes 18 tisíc tun kaprů, přičemž až 85 % z celkového prodeje živých ryb připadá na období Vánoc. Více než polovina této produkce směřuje na export, což odráží význam kapra jako klíčového druhu nejen v české akvakultuře.  

Tato rozsáhlá produkce podnítila rozvojj moderních biotechnologií, které přinesly v akvakultuře významné pokroky. Genetické modifikace, zejména selektivní šlechtění, byly v minulosti úspěšně zavedeny u suchozemských živočichů a později našly své místo i u vodních živočichů. První úspěchy s geneticky modifikovanými rybami byly zaznamenány již v 80. letech u pstruha duhového a zlaté rybky. Od té doby byly transgenní jedinci vytvořeni u více než 35 druhů vodních živočichů.

Význam tohoto pokroku je zásadní především v intenzivním rozvoji venkovských oblastí nejlidnatějších států Asie, kde chov kaprů zastává klíčovou roli. Jedním z klíčových druhů je kapr obecný (Cyprinus carpio), a to díky nízké ceně, dobré chuti, schopnosti efektivně využívat sacharidy a všežravosti. 

V reakci na rostoucí poptávku po efektivní a udržitelné produkci se společnosti, jako WorldFish Center, zaměřily na zlepšení produktivity kaprů prostřednictvím selektivního šlechtění. Například v Číně a ve Vietnamu byl šlechtěn kapr obecný (Cyprinus carpio), v Bangladéši a Thajsku osten (Puntius gonionotus) a v Indii roh (Labeo rohita).

I když transgeneze nabízí možnost cíleného zlepšení vlastností ryb, jako je odolnost vůči chorobám nebo tolerance k environmentálním faktorům, konvenční selektivní šlechtění zůstává stále osvědčeným přístupem. Díky zaměření na druhy, jako jsou tilapie a kapr, dosáhl program WorldFish výrazného zlepšení rychlosti růstu těchto ryb, a to hlavně bez nežádoucích vedlejších účinků. Zatímco růstové charakteristiky lze zlepšit relativně snadno, zvýšení odolnosti vůči chorobám nebo toleranci vůči změnám prostředí představuje složitější výzvu.

Selektivní šlechtění tak zůstává klíčovým nástrojem pro udržitelný rozvoj akvakultury, která je nepostradatelným pilířem ekonomické a sociální prosperity v rozvojových zemích.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Biologická léčba se v posledních letech zařadila do standardních léčebných postupů v mnoha medicínských oborech včetně onkologie, revmatologie, gastroenterologie či neurologie. Její zavedení do praxe znamenalo významný zlom v léčbě řady závažných onemocnění. 

Přes nesporné přínosy biologických léčiv však jejich aplikaci provází i některá specifická omezení, která plynou z makromolekulární podstaty obsažených účinných látek a se kterými se tedy při použití malých molekul vědecké týmy a lékaři běžně nesetkávají. Jedním z těchto omezení je nutnost parenterálního podání, tedy aplikace mimo trávicí trakt, většiny těchto preparátů. Při orálním podání se totiž tyto proteinové molekuly dostávají do gastrointestinálního traktu, jehož primární funkcí je rozkládat požitou potravu na menší, dobře vstřebatelné složky. Stejnému osudu v něm však podléhají i proteiny, které jsou podávány za terapeutickým účelem. Biologická dostupnost účinných látek po orálním podání je proto v těchto případech velmi nízká, a tedy nedostatečná pro efektivní terapeutické využití. 

Řada vědeckých skupin se v současné době věnuje výzkumu různých miniaturních zařízení či vhodných formulací, které by proteinové molekuly při průchodu trávicím traktem ochránily a zároveň by usnadnily jejich přechod do systémové cirkulace. Některé z těchto metod již postoupily i do fáze klinických testů. Doufejme, že se v nejbližší době dočkáme výraznějšího pokroku v této oblasti a biologická léčba se tak stane pro pacienty opět o něco málo komfortnější. 

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka příspěvku: Eva Benešová

Bavlník je jednou z nejdéle komerčně pěstovaných plodin. Jeho geneticky modifikovaná odrůda tvoří neuvěřitelných 60 % celosvětové produkce bavlny. Zajímavé je, že bavlna zabírá pouhá 3 % orné půdy, ale současně vyžaduje až 16 % všech použitých insekticidů.

První odrůdy GM bavlníku vznikly právě za účelem odolnosti vůči škůdcům, tzv. Bt odrůdy. Bt odrůdy jsou odolné vůči nejrozšířenějším škůdcům, mezi něž patří např. makadlovka bavlníková (Pectinophora gossypiella). Postupně byly vyvíjeny i další odrůdy, jako se sníženým obsahem gossypolu nebo odrůdy tolerantní k neselektivním herbicidům na bázi glyfosátu (např. herbicid Roundup) a glufosinátu amonného.

GM bavlník byl upraven tak, že byl zablokován gen zodpovědný za vysokou hladinu gossypolu v semenech. Gossypol je fenolická látka, která je toxická pro lidi, protože má negativní vliv na funkci srdce a jater. Modifikací bavlníku byla snížena jeho hladina v semenech, zatímco zbytek rostliny si tuto látku zachovává, a tím nadále poskytuje ochranu proti chorobám a škůdcům.

Semena GM bavlníku bohatá na proteiny mohou být rozemleta na mouku, ze které je možné vyrobit pečivo či jiné potraviny, čímž je velkou nadějí pro hladovějící obyvatele světa. Bavlníková semena jsou rovněž využívána jako krmivo pro dobytek, jehož trávicí ústrojí dokáže gossypol strávit.

Využití bavlníku – bavlny – k výrobě oblečení a dalšího textilu probíhá již tisíce let. Vlákna bavlny jsou rovněž vyráběna ze semen, která obsahují přibližně 21 % oleje a 23 % proteinů. Bavlna je pěstována v 80 zemích světa, přičemž největším producentem GM odrůd bavlníku mimo USA a Austrálie jsou především rozvojové státy Asie a Afriky (Čína, Indie, Etiopie).

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Genetická onemocnění jsou způsobena mutacemi v genech, úsecích DNA, které nefungují správně. Tyto poruchy vedly k rozvoji genové terapie, inovativní metody zaměřené na využití genů k prevenci a léčbě různých nemocí, přičemž v některých případech může tato terapie dokonce vést k úplnému vyléčení. 

Základní princip genové terapie spočívá v nahrazení poškozeného nebo chybějícího genu jeho zdravou a plně funkční kopií. Genové terapie však nabízí mnoho dalších přístupů, včetně editace genů, regulace jejich exprese nebo změny biologických vlastností živých buněk. V případech, kdy je potřeba geny zavést do organismu, jsou obvykle využívány nosiče, tzv. vektory, nejčastěji virové nebo bakteriální.

Mezi hlavní nástroje, které genové terapie využívají patří moderní technologie, jako je např. CRISPR, a to zejména při úpravě genů kmenových buněk kostní dřeně při léčbě leukémie. 

Genová terapie představuje slibnou možnost k léčbě mnoha onemocnění, včetně cystické fibrózy, cukrovky či AIDS. Výzkumem této metody se zabývají biotechnologické společnosti po celém světě, avšak zatím je genová terapie pro většinu lidí dostupná pouze v rámci klinických studií.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

Biofortifikace je proces, během kterého je zvyšován obsah živin v zemědělských plodinách. Biofortifikované plodiny bývaly dříve považovány za transgenní nebo GM plodiny, přestože vznikaly klasickým šlechtěním. Až v poslední době došlo k využití i genetických modifikací, avšak nedochází při nich k odstranění přirozeně se vyskytujících a žádoucích vlastností.

V současné době trpí více než 2 miliardy lidí podvýživou a nedostatkem mikroživin, jako jsou vitamíny a minerály, přičemž nedostatek těchto mikroživin je často přehlížen a označován jako tzv. „skrytý hlad“. Biofortifikované plodiny, které mají zvýšený obsah mikroživin, představují jedno z možných řešení pro zmiňovaný „skrytý hlad“.

Mezi nejběžněji biofortifikované plodiny patří fazole, rýže a vigna (obsahující železo), kukuřice, rýže a pšenice (obsahující zinek), a maniok, kukuřice, rýže a sladké brambory (obsahující provitamin A). Například rýže obohacená železem přispěla ke zlepšení zásob železa u žen v reprodukčním věku na Filipínách, zatímco proso obohacené železem pomohlo zamezit nedostatku železa u školních dětí v Indii.

Biofortifikace čelí výzvám s přijetím u zemědělců, kteří preferují nové odrůdy odolné vůči suchu, s vyšším výnosem a menší náchylností k chorobám. Biofortifikované plodiny musí být tedy agronomicky minimálně stejně výkonné. Současně vyšší obsah mikroživin také ovlivňuje senzorické vlastnosti plodin, jako je barva díky karotenoidům, což může výrazně ovlivnit jejich přijetí veřejností.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová