RENATO DULBECCO

V roce 1975 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu tři američtí badatelé na poli virologie a molekulární biologie – v New Yorku narozený David Baltimore, rodilý Ital Renato Dulbecco a rodák z Filadelfie Howard Martin Temin.

Renato, syn Leonarda Dulbecca, stavebního inženýra původem ze severoitalské Ligurie, přišel na svět 22. února 1914 ve městě Catanzaro v Kalábrii, odkud pocházela i jeho matka Maria Virdia. V létě toho roku byl otec povolán do války a matka s chlapcem ho následovala nejprve do piemontského Cunea, později do centra Piemontu Turína. Po válce se Dulbeccovi přestěhovali do města Imperia, které od roku 1923 na ligurském pobřeží nedaleko San Rema budoval Mussolini. Renato sledoval otcovu práci i chod meteorologické observatoře, obsluhované místním lékárníkem. Sám postavil elektronkový rozhlasový přijímač, aby matka mohla poslouchat opery, a také jeden z prvních elektronických seizmografů. Vedle matematiky zůstala fyzika jeho nejoblíbenějším předmětem i na gymnáziu, ale příklad strýce chirurga i matčino přání rozhodly, že v roce 1930 začal teprve šestnáctiletý Renato na univerzitě v Turíně studovat medicínu.

Po prvním ročníku, v němž hned vynikl, se stal nejmladší ze všech studentů pracovníkem anatomického ústavu, jehož přednostou byl profesor Giuseppe Levi, mezinárodně proslulý neuroanatom a histolog a otec budoucí spisovatelky Natalie Ginzburgové. Pod Leviho vedením se Renato zasvětil do práce s tkáňovými kulturami a do experimentální biologie stejně jako jeho noví přátelé, o 2 roky starší Salvatore Luria a o 5 let starší Rita Levi-Montalciniová. S výborným prospěchem dosáhl Dulbecco v roce 1932 bakalářského stupně z patologie a v roce 1936 i doktorátu lékařství. Poté si v letech 1936–1938 odbyl 2 roky vojenské služby jako důstojník zdravotnictva. Na turínskou patologii se pak vracel s vědomím, že spíš než v klinické medicíně vidí svou budoucnost v základním biologickém výzkumu.

Na prahu 2. světové války se asistent turínského ústavu patologické anatomie Dulbecco stačil ještě oženit s Giuseppinou Salvo, s níž měl potom syna Petera Leonarda a dceru Marii Vittorii, načež byl znovu povolán k armádě a poslán na francouzskou, v roce 1941 pak na ruskou frontu. Za ofenzívy Rudé armády na Donu v roce 1942 utrpěl vážné zranění ramene, několik měsíců pobyl v nemocnici a na doléčení byl poslán domů. Po pádu Mussoliniho a obsazení Itálie wehrmachtem v roce 1943 se ale místo návratu k armádě uchýlil na piemontský venkov a do konce války ošetřoval raněné partyzány v jedné odlehlé vsi, odkud se však stále vracel do Turína, kde působil jako člen městského „výboru pro národní osvobození“ a v ústavu s kolegou Giacomem Motturou organizoval podzemní politickou činnost. Stal se pak radním v první poválečné turínské městské radě, brzy se mu však politická práce znechutila a on se z radnice rád vrátil na univerzitu. Povzbuzován Ritou Levi-Montalciniovou studoval při práci fyziku se záměrem zkoumat v budoucnosti fyzikálními metodami genetiku jednoduchých organismů. V létě 1946 přecházel z ústavu patologické anatomie zpět na Leviho anatomický ústav a právě tehdy navštívil Turín bývalý kolega od Leviho Salvatore, od roku 1940 žijící v USA jako Salvador Luria a na Indianské univerzitě v Bloomingtonu studující kolifágy. Nabídl Renatovi práci ve své skupině a Rita Levi-Montalciniová, chystající se sama k odchodu do USA, přesvědčila Dulbecca k přijetí Luriovy nabídky.

Na podzim 1947 oba odcestovali do USA – Rita do Saint Louisu, Renato do Bloomingtonu. S Luriou a později i s jeho studentem Jamesem Watsonem tu sdílel podkrovní laboratoř, kde se rychle proměnil v molekulárního biologa. První vskutku vědecký článek publikoval v roce 1948 s Luriou o fágové genetice (Lethal Mutations, and Inactivation of Individual Genetic Determinants in Bacteriophage. Genetics 1948; 33: 618; s Luriou). Zkoumal Luriův objev reaktivace organismů poškozených zářením jakožto výsledku Delbrückovy a Hersheyovy rekombinace (Genetic Recombinations Leading to Production of Active Bacteriophage from Ultraviolet Inactivated Bacteriophage Particles. Genetics 1949; 34: 93–125; s Luriou). Samostatně přitom objevil fotoreaktivaci fágů inaktivovaných ultrafialovým světlem, když zjistil, že ultrafialovým světlem zdánlivě usmrcené fágy mohou obnovit aktivitu po vystavení bílému světlu kratší vlnové délky. Dále pak objevil, že pouze některé z fágů napadnuvších tutéž buňku poskytují potomstvu geny, a experimentálně prokázal „princip časové výlučnosti“, totiž mnohem větší naději na potomstvo u fága, který buňku napadl jako první (Reactivation of Ultra-Violet-Inactivated Bacteriophage by Visible Light. Nature 1949; 163: 949–950). Objevy upoutaly pozornost Maxe Delbrücka a ten Dulbecca pozval do Kalifornského technologického institutu (Caltech) v Pasadeně.

V létě 1949 převezl Renato rodinu a skrovný majetek ve starém automobilu s malým přívěsem do Kalifornie a v Pasadeně pokračoval v kvantitativní analýze růstu, rekombinace a reaktivace fágů (Experiments on Photoreactivation of Bacteriophages Inactivated with Ultraviolet Radiation. J Bacteriol 1950; 59: 329–347). Když však v roce 1950 získal Caltech 100 000 dolarů na výzkum živočišných virů a Delbrück oslovil Dulbecca, ten od bakteriální virologie ochotně přešel k virologii živočišné. Cítil její slabinu v dosavadním nedostatku kvantitativního přístupu, usiloval tedy o obdobu plakových testů užívaných u bakteriofágů. Během necelého roku vyvinul techniku plakových testů pro živočišnou virologii, otevírající tento obor kvantitativnímu studiu, a prokázal tvorbu plaků jednotlivými částicemi živočišného viru, nejprve viru západní koňské encefalomyelitidy (Production of Plaques in Monolayer Tissue Cultures by Single Particles of an Animal Virus. Proc Natl Acad Sci USA 1952; 38: 747–752).

Brzy po něm přišla do Caltechu z Německa o rok starší viroložka Marguerite Vogtová. Dulbecco, od roku 1952 mimořádný profesor, od roku 1953 naturalizovaný Američan a od roku 1954 řádný profesor, v ní získal ideální spolupracovnici pro výzkum živočišných virů plakovou technikou (Some Problems of Animal Virology as Studied by the Plaque Technique. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1953; 18: 273–279; s Vogtovou). S Marguerite úspěšně in vitro kultivoval a geneticky purifikoval poliovirus (Plaque Formation and Isolation of Pure Lines with Poliomyelitis Viruses. J Exp Med 1954; 99: 167–182; s Vogtovou) a zkoumal jeho mutace (Study of the Mutability of d Lines of Polioviruses. Virology 1958; 5: 220–235; s Vogtovou). Vypracování plakové metody pro živočišnou virologii umožnilo pak i přípravu Sabinovy atenuované vakcíny proti poliomyelitidě. Poliovirus však mezitím Dulbeccovi zastínily onkogenní viry: Když Harry Rubin a student Howard Martin Temin zkoumali v Caltechu virus Rousova sarkomu, vrhl se Dulbecco na nedávno objevený hlodavčí polyomavirus a brzy i na příbuzný opičí virus SV40. Popsal schopnost polyomaviru tvořit plaky v kultuře ledvinových buněk myšího zárodku a metodu měření titrů viru (Plaque Production by the Polyoma Virus. Virology 1959; 8: 396–397; s Freemanem), ve studiích interakcí viru s buňkou pak s Marguerite prokázal u polyomaviru v buňkách myšího zárodku produkci viru, kdežto v buňkách křeččího zárodku transformaci bez produkce viru, což odpovídá onkogenicitě polyomaviru u křečka (Steps in the Neoplastic Transformation of Hamster Embryo Cells by Polyoma Virus. Proc Natl Acad Sci USA 1963; 49: 171–179; s Vogtovou). Také prokázal, že polyomavirus má cirkulární DNA (Evidence for a Ring Structure of Polyoma Virus DNA. Proc Natl Acad Sci USA 1963; 50: 236–243; s Vogtovou).

Dne 17. července 1963 se oženil se Skotkou Maureen Muirovou, s níž pak měl dceru Fionu. Na sklonku roku se stal jedním ze zakládajících pracovníků nového Salkova institutu pro biologická studia v La Jolle. Dříve však pobyl na Glasgowské univerzitě u prvního britského profesora virologie Michaela Stokera (Cell Transformation by Different Forms of Polyoma Virus DNA. Proc Natl Acad Sci USA 1964; 52: 148–152; s Crawfordem, Friedem, Montagnierem a Stokerem), než nastoupil v laboratoři na větrném útesu nad Pacifikem, následován Marguerite Vogtovou jako členkou jeho skupiny. S Leem Hartwellem a Vogtovou tu prokázal, že polyomavirus indukuje v myších buňkách syntézu buněčné DNA jako podmínku replikace DNA viru (Induction of Cellular DNA Synthesis by Polyoma Virus. Proc Natl Acad Sci USA 1965; 53: 403–410; s Hartwellem a Vogtovou). S Heinerem Westphalem a Joem Sambrookem prokázal trvalou integraci sekvencí virové DNA do DNA buněk transformovaných virem SV40 – kritický krok v transformaci buňky z normální v maligní – a usoudil, že virus předává buňkám geny a ty způsobují nádor (The Integrated State of Viral DNA in SV40-Transformed Cells. Proc Natl Acad Sci USA 1968; 60: 1288–1295; se Sambrookem, Westphalem a Srinivasanem). S Walterem Eckhartem prokázal, že některé termosenzitivní mutanty polyomaviru vyvolávají termodependentní vlastnosti buněk, což znamená nezbytnost stálé přítomnosti virem kódované bílkoviny pro transformaci (Temperature-Dependent Properties of Cells Transformed by a Thermosensitive Mutant of Polyoma Virus. Proc Natl Acad Sci USA 1970; 67: 1775–1781; s Eckhartem).

V roce 1972 opustil Dulbecco s Maureen a Fionou La Jollu a nastoupil v londýnských Laboratořích Imperiálního fondu pro výzkum nádorů jako náměstek ředitele pro výzkum. Se svými bývalými studenty – profesorem biologie a členem Střediska pro výzkum nádorů MIT Davidem Baltimorem a profesorem virové onkologie a buněčné biologie v Madisonu Howardem Martinem Teminem – podělil se v roce 1975 „za své objevy týkající se interakce mezi nádorovými viry a genetickým materiálem buňky“ o Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu. Na slavnosti ve Stockholmu 10. prosince 1975 představil trojici laureátů jménem Královské švédské akademie biochemik Peter Reichard z Královského Karolinského institutu a 12. prosince 1975 měl Dulbecco nobelovskou přednášku (From the Molecular Biology of Oncogenic DNA Viruses to Cancer. Science 1976; 192: 437–440). V Londýně pak on a Jošiaki Itó charakterizovali T antigeny, virové bílkoviny odpovědné za transformaci. S Itóem Dulbecco prokázal, že virus exprimuje tři rozdílné T antigeny (Characterization of Polyoma Virus T Antigen. Proc Natl Acad Sci USA 1977; 74: 1259–1263; s Itóem a Spurrem), a dále prokázal spojení T antigenu transformujícího fibroblasty s buněčnou membránou (Virus-Specific Proteins in the Plasma Membrane of Cells Lytically Infected or Transformed by Polyoma Virus. Proc Natl Acad Sci USA 1977; 74: 4666–4670; s Itóem a Brocklehurstem). Rozhodnut soustředit se nyní na výzkum nádorů významných pro humánní medicínu, zvolil rakovinu mléčné žlázy.

V roce 1977 se vrátil do Salkova institutu a výzkum karcinogeneze zahájil určováním buněčných typů na různých stupních vývoje normální žlázy (Differentiation of a Rat Mammary Cell Line in vitro. Proc Natl Acad Sci USA 1979; 76: 1256–1260; s Bolognou a Ungerem) s užitím monoklonálních protilátek jako vysoce selektivních markerů k identifikaci povrchových bílkovin (Immunological Markers in the Study of Development and Oncogenesis in the Rat Mammary Gland. J Cell Physiol Suppl 1982; 2: 19–22). Přispěl článkem také do pražského odborného časopisu (Genes in Cancer. Folia Biol /Praha/ 1983; 29: 9–17). Výzkum směřoval k lidské rakovině, k její diagnóze a léčbě (Two Monoclonal Antibodies Selective for Human Mammary Carcinoma. Cancer Res 1985; 45: 1337–1343; s Whiteovou, Rossem, Bowmanovou a Armstrongovou). Ve dvou přednáškách v letech 1985 a 1986 navrhoval katalogizaci všech lidských genů v zájmu pokroku výzkumu nádorů, pokaždé bez odezvy. Následující článek o potřebě studia lidského genomu (A Turning Point in Cancer Research: Sequencing the Human Genome. Science 1986; 231: 1055–1056) měl zato veliký ohlas, zprvu sice odmítavý, brzy však se obracející v účinnou podporu. Dulbecco tímto vystoupením podnítil zrod mezinárodního projektu lidského genomu.

Za onemocnělého Frederica de Hoffmanna řídil v letech 1988–1992 Salkův institut tak zodpovědně, že svou laboratoř na ty 4 roky zavřel. Pak dělil svůj čas mezi Ameriku a Evropu, kde v letech 1992–1995 vedl Italský genomový projekt – ten však se pro izolovanost badatelů a omezenost prostředků do pěti let zhroutil – a v letech 1995–2006 jako prezident milánského Istituto di Tecnologie Biomediche Avanzate pokračoval ve výzkumu rakoviny prsu se skupinou Ileany Zucchiové. V roce 2003 se dožil dokončení projektu lidského genomu. Itálii opustil poslední publikací s milánskou skupinou (Distinct Populations of Tumor-Initiating Cells Derived from a Tumor Generated by Rat Mammary Cancer Stem Cells. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: 16940–16945; se Zucchiovou a kol.), od počátku roku 2006 pak v La Jolle sledoval práci Salkova institutu a věnoval se hře na klavír. Zemřel ve svém domě 19. února 2012.

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00 Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz