i

Aktuální číslo:

2019/1

Téma měsíce:

Led

Tajný agent vědy

 |  5. 11. 2018
 |  Vesmír 97, 664, 2018/11

Jak přesvědčit lidské tělo, aby si s rakovinou poradilo samo? To je téma úvah stovek či tisíců vědců na celém světě. Sní o světě, ve kterém lze tělu jen drobně napomoci, aby v sobě dokázalo rakovinu odlišit od vlastních tkání a zničit ji dávno před tím, než ona sama pohltí život hostitele. Bez utrpení, vedlejších účinků, válka vedená s neurochirurgickou přesností.

Mezi ty, koho takový imunoonkologický sen pronásleduje, patří biochemik Gabriel Birkuš. Alespoň to tak vypadá podle rychlosti, s níž zdolává schody mateřského Ústavu organické chemie a biochemie. Bere je po dvou (návštěvy za ním vlají jako prapor), rychle mluví, a když už si omylem sedne, celou dobu nervózně poklepává nohou. Vcelku oprávněně. Když chce člověk v jeho oboru porazit rakovinu tak, aby výše zmíněný sen naplnil, na klidu mu nepřidá uvědomění toho, jak málo ještě o nepříteli ví, ani vidina relativně krátkého času, který jako jedinec na zkoumání má. V této bitvě jsou ale rozhodující energičnost, odhodlání, píle a nápady, tedy zbraně, jichž je Birkuš chodící zbrojnicí. Mohlo to být ale všechno úplně jinak.

Bitvy chtěl zkoumat ve výkopech

V páté třídě základní školy se v jeho rozvrhu objevil dějepis. Uchvátily ho dobrodružné příběhy o archeologických objevech v exotických zemích a rázem měl jasno v tom, co bude jednou v životě dělat. Buď se stane archeologem, nebo přinejmenším historikem. Tam, kde ostatní kluci hltali stránky Májovek, malý Gabo nasával informace z knih, podepsaných C. W. Ceramem, Heinrichem Schliemannem nebo Vojtěchem Zamarovským.

„Pokud bychom dokázali tuto dráhu účinně řídit, mohli bychom rakovinu přímo léčit.“

Svou dospělost si představoval pod rozžhavenou oblohou Iráku, s pohledem zabořeným do země, kde hledá stopu po dosud neobjevených sumerských zikkuratech… Vydrželo mu to až do 18 let, kdy musel udělat zásadní rozhodnutí o své budoucnosti a otočil kormidlem směrem ke světu, který je v něčem paradoxně ještě dobrodružnější.

„Snažíme se najít něco nového a nejzajímavější výsledky nacházíme právě na okraji vědy, kde předtím ještě nikdo nebyl,“ uvažuje o současné třetině svého života, ve které sehrála významnou roli jedna zajímavá přednáška, jíž se zúčastnil.

Popisovali na ní roli jedné z bílkovin, která se v buňkách účastní přenosu signálů – takzvaného adaptorového proteinu STING. Jde o poměrně důležitou součást evolučně prastarého systému imunitní obrany organismů, zvané vrozená imunita (innate imunity).

Bílkovina STING potřebuje ke své funkci signální molekulu (ligand), která se k ní v určitém vazebném místě připoutá, čímž spustí celou kaskádu fyziologických odpovědí. Začíná imunitní reakce s cílem zahubit vetřelce.

„Co kdybychom tohoto mechanismu dokázali využít a řízeně ho nastartovali k likvidaci rakoviny?“ napadlo tehdy Birkuše. Tak se zrodil poměrně velký projekt, na kterém pracuje dodnes.

Bylo to před dvěma lety, právě v době, kdy se s manželkou dohodli, že dá výpověď v americké farmaceutické firmě, kde tehdy pracoval, a přestěhují se do Evropy. Ze San Franciska, odkud je – jak říká – „šíleně daleko úplně všude“, tedy zamířili do Prahy, do Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd. Tady před odjezdem do USA dělal doktorát, a tak šel za svými někdejšími kolegy chemiky s poměrně jednoduchou ideou: pojďme zkusit najít bílkovině STING nové silné spouštěče, které by byly schopné odpověď systému nastartovat s co největší silou.

Ta myšlenka se vedení ústavu okamžitě zalíbila a rozhodlo se, že půjde do rizika a výzkum v této oblasti zaplatí. Birkuš pak založil na obvyklé poměry velký tým. Téměř 20 lidí začalo s hledáním oněch spouštěčů (agonistů). „Snažíme se projekt vést podobným způsobem, jako se to dělá ve velké farmaceutické firmě,“ vysvětluje. „Komunikujeme navzájem a pokoušíme se najít něco, co by mělo užitek.“

Velkou výhodou jejich výzkumu je samozřejmě fakt, že matka příroda už má ligand, který se váže na zkoumaný adaptorový protein STING. Problém je jen v tom, že je značně nestabilní a nedá se používat jako lék. Proto postupují tak, že vezmou molekulu přirozeně se vyskytující v přírodě, a pozmění ji takovým způsobem, aby například přežila injekční podání do těla a dostala se až do cílových buněk.

Úspěch se dostavil téměř okamžitě. Hned v prvním roce našli několik zcela nových látek, které si nechali patentovat. Vzápětí se jim ozvala velká farmaceutická firma, která si koupila licenci k dalšímu využití. To by mohlo znamenat, že se v Praze vyvinuté látky dostanou alespoň do preklinických studií. „Pokud budou fungovat, při troše štěstí bychom se mohli dostat i do klinických studií s reálnými pacienty.“

Války s rakovinou

Celosvětový zájem farmaceutů o tento druh poznání začal před šesti lety. Tehdy vyšlo najevo, že bílkovina STING je součástí signální dráhy, která je velmi důležitá pro schopnost našeho imunitního systému rozpoznávat rakovinné buňky. Z toho vyplývá, že pokud bychom dokázali tuto dráhu účinně řídit, mohli bychom rakovinu přímo léčit.

Rakovinné buňky vždycky produkují bílkoviny, které ve zdravém těle nenacházíme. Krátké úseky těchto bílkovin vystoupí na jejich povrchu a jsou pro imunitní systém jasným signálem, že na ně má zaútočit a zlikvidovat je. Problém je, že rakovinové buňky jsou schopny zabránit, aby je imunitní obrana (T-lymfocyty CD8) rozpoznala a zlikvidovala. Rakovinová buňka produkuje na svém povrchu ligand PDL, který se naváže na receptor cytotoxického T-lymfocytu, čímž ho utlumí a ten už pro rakovinu není tak nebezpečný. Tím rakovina jakoby T- -buňce ohne klíč, aby si obrana těla nemohla otevřít vstupní dveře a zahubit ji.

Cílem výzkumu je najít takové látky, které imunitnímu systému a bílým krvinkám řeknou: „Pozor, máš v rajónu rakovinovou tkáň, rozmnož se, cestuj po těle, najdi ji a zkus ji zabít!“ Dnes už část nemocných zabírá na léčebné postupy schválené před rokem 2012. Cílem je teď pomoci i pacientům, pro které jsou dosavadní terapeutické metody neúčinné.

Jedním z problémů je, že nové molekuly získané Birkušovým týmem mají negativní náboj (to byl ostatně problém už u látek vyvinutých prof. A. Holým) a velmi neochotně se dostávají do buněk. Proto se vědci na molekuly snaží navázat jakési lipofilní ocásky, které působí jako karnevalová maska – překryjí negativní náboj na molekulách a léčivá látka s nimi jako na motorce „vjede“ do garáže cílové buňky, kterou zlikviduje. Takové látky Birkušova skupina má a snaží se je udělat účinnějšími, než konkurence.

Riziko tu je

Podle Gabriela Birkuše má jeho tým skvělé molekuly, upravuje je, chystá se je zkoušet. Z jeho vyprávění je cítit důvěra v to, že to zvládnou. Přesto cesta není zcela bez rizik. A nemá na mysli jen riziko, že vstoupili do slepé uličky. Jako šéf skupiny cítí zodpovědnost za lidi, kteří s jeho nápadem spojili svou kariéru. Právě oni teď riskují možná nejvíce. Jejich práce směřuje k značnému množství patentů, ale po tu dobu nesmějí publikovat tajné výsledky svého snažení. Pokud by pak chtěli získat nějaký grant a neměli žádné publikace, nedostanou ho. Jsou vlastně jakýmisi tajnými agenty vědy.

Vzorem Gabriela Birkuše je Kryštof Kolumbus, muž, který se proti proudu nebál jít za svou představou, ověřit si ji a navzdory škarohlídům ukázat, že má pravdu. Sám se někdy cítí podobně. Ví, že jeho vzor v něčem musel dělat totéž, co on jako vědec činí dnes – shánět prostředky pro naplnění svých vizí, přesvědčovat o nich ty, kdo (třeba) nevidí stejné obzory, jako on. Když o dávném mořeplavci přemýšlí, uvědomuje si, že oba překonali záludnost vztahu s dárci, kteří museli rozlišit, zda jde o šílence, anebo člověka, který splní, co říká. Platilo to v minulosti a dnes to není o mnoho jiné.

„V současnosti se vyvíjí velké množství látek a ani jejich autoři do poslední chvíle nevědí, jestli to bude fungovat. Přitom funguje až každá padesátá, stá…,“ uvažuje Birkuš. „Ale když se to pak povede, je to velká věc. Člověk musí mít tu odvahu jako Kolumbus, musí věřit, že se tam nakonec dostane. A bez toho, aby to člověk zkusil, se neobejde.“

Když si vybral studium molekuly STING, bylo to podobné. Poprvé ho napadl směr, kterým se vydat, už v roce 2014 a teprve o dva roky později se mu podařilo přesvědčit lidi, aby se do toho pustili. „V něčem to připomínalo kolumbovské cestování po evropských panovnických rodech; snahou přesvědčit někoho, aby mu pomohl ten podnik odstartovat.“ Tu výzvu, jak víme, nakonec přijali v Praze. Birkuš ale nestojí na místě, hledí dál.

Nové cesty k obzoru

Zatímco pokračují výzkumy adaptorové bílkoviny STING, ukazuje se týmu, že tento příběh ještě neskončil i z jiného důvodu. Dráha, kterou STING v organismu ovládá, by možná mohla fungovat i obráceně, totiž že by místo léčení mohla způsobovat různá imunitní onemocnění. Chtějí zjistit, co se bude dít, když budou místo aktivace bílkovinu tlumit.

Půjde však o něco mnohonásobně těžšího, než co dělají dnes. Zatím se totiž při aktivaci bílkoviny STING inspirovali jen tím, co už před nimi v evoluci vzniklo v podobě ligandu. Úplné vypnutí téhož bude mnohem komplikovanější. Aby uspěli, navázali spolupráci s belgickými kolegy, s nimiž chtějí testovat velkou knihovnu malých látek a zjišťovat, jestli některé z nich tlumí jimi zkoumanou dráhu. Pokud budou úspěšní, navážou s chemií. Existují určité dědičné choroby, kde je signální dráha bílkoviny STING takzvaně overaktivovaná. Jde například o Aicardiův-Goutièresův syndrom. Rovněž v případě onemocnění, jakým je systémový lupus erythematodes, se věří, že je jimi zkoumaná dráha velmi aktivovaná. Pokud by tedy našli nějaký její tlumič, začali by zkoumat vliv na tyto nemoci, věří Birkuš.

Vstupují ale do oblasti, kterou příroda během miliard let evoluce nevyužila. Podle dosavadních poznatků totiž přirozený tlumič dráhy neexistuje. Rakovina to obchází tím, že celou cestu zcela odstraní. Nad adaptorovou bílkovinou je enzym, který vytváří již zmíněný ligand. Výsledkem vypnutí je, že rakovinová buňka tento enzym prostě přestane produkovat.

Udělat to tak, jako rakovina, je ale nesmírně těžké. Nelze jen tak zastavit uvolňování proteinu. Birkuš by proto chtěl najít nějakou malou molekulu, která by alespoň snížila aktivitu zmíněného enzymu. Nic ale neponechává náhodě a současně s kolegy hledá i další možné cíle výzkumu. Oblast, ve které by rádi zkoumali možnosti látek, které vyvíjejí, je kupř. léčení chronické hepatitidy typu B. Ten, kdo jí nikdy neonemocněl a nechal se imunizovat vakcínou, problém nemá. Ohrožuje ale malé děti, jejichž matka byla infikována chronickou hepatitidou B. Virus se na děti přenese a kupř. novorozenci mají 95% šanci, že budou mít chronickou podobu nemoci. Takovým novorozencům už žádná vakcinační imunizace nepomáhá, je na ni pozdě. Malé děti do 5 let, pokud takto onemocní chronickou hepatitidou B, mají 50% šanci, že se u nich akutní hepatitida promění v chronickou. Na světě existuje asi 240 milionů lidí, kteří jsou takto poznamenáni na celý život; mívají chronický zánět jater, a nakonec umírají na cirhózu nebo rakovinu jater mnohem dříve, než jejich vrstevníci.

Jedna z možností přece jen existuje – brát celoživotně jednu z molekul, která také pochází z laboratoří Ústavu organické chemie a biochemie. Jmenuje se Viread. Gabriel Birkuš tak stáčí své kroky do šlépějí Antonína Holého. Že to bude, pokud jde o výsledky, ještě riskantnější, než realizace výše zmíněných nápadů, nezastírá. Současně ví, že jsou jedni z prvních, kdo se něčemu takovému věnuje. Dohlédnout na konec v tuto chvíli nejde. Jedno ale Gabriel Birkuš ví – slovo „nejde“ je pro něj jako povel k zakleknutí do startovacích boxů.

Nic není nemožné

Birkuš touží po tom, aby se jim podařilo dostat se alespoň do stádia preklinické studie. Lidé v ústavech, jako jejich, by viděli, že i v českých podmínkách je něco takového možné. Při příchodu do Ústavu organické chemie a biochemie si tento cíl vytkl nahlas a řada lidí o reálnosti takové vize velmi pochybovala. Považovali to za nemožné. Neúnavný optimista Birkuš teď doufá, že se mu podaří přesvědčit je o opaku. Samozřejmé je, že bez štěstí to nejde. Ale jak se říká, štěstí přeje těm, kdo mají odvahu to zkusit.

„Věda se dá dělat dvěma způsoby,“ říká. „Člověk buď dělá základní výzkum a sbírá ‚impact factor‘, nebo se zaměřuje na aplikovaný výzkum. Celý dosavadní život jsem strávil výzkumem léků, a mým cílem je i nadále hledat něco, co má praktický dopad a pomohlo by to lidem tím, že vznikne léčivo,“ vyznává se a poukazuje na fakt, že má poloviční množství článků, než jeho kolegové, protože většina jeho práce nikdy nebyla publikována, neboť výsledky patřily nějaké firmě. „Uvidíme, třeba budeme mít štěstí a nakonec se do klinik dostaneme,“ uzavírá optimisticky.

V jeho pohledu není jen snaha o buldočí uplatnění vlastních myšlenek. Poukazuje na velké peníze, které České republice přinesly úspěchy prof. A. Holého. Dodnes je u nás spousta chytrých lidí, kteří končí vysoké školy v medicínských oborech – biochemii, biologii – a jediné uplatnění, které mají, je akademický základní výzkum. Podle Birkuše by přitom mohli zkusit práci pro nějakou farmaceutickou firmu a vyvíjet léky. Celá společnost by z toho neskutečně těžila.

Proustův dotazník

Jak si představujete dokonalý okamžik? — Když máme nějakou vědeckou hypotézu a poté, co na ní dlouhodobě pracujeme, se nám podaří ji potvrdit. Jde o ten takzvaný heuréka moment, kdy má člověk najednou endorfiny v krvi. Není to moc často, ale k dokonalosti to má celkem blízko.

Kým byste chtěl být, kdybyste nebyl sám sebou? — Od dětství mám rád historii. V páté třídě základní školy jsem dokonce snil o povolání historika nebo archeologa. Ve volném čase si vždycky přečtu nějakou historickou knížku.

Jaká vůně vám připomene dětství? — Pravděpodobně vůně sena. Jako malý chlapec jsem spoustu času strávil u babičky, kde jsme pásávali krávy. Byla to nádherná léta. Potom možná ještě vůně tvarohového koláče, který máma pekla vždycky v sobotu, proto jej mám od té doby neodmyslitelně spjatý se sobotním večerem.

Které ze svých vad se nemůžete zbavit?(směje se) Těch je docela dost. Na jednu z nich mají Angličané slovo „prokrastinator“. Vždycky všechno odkládám na poslední možnou chvíli.

Která kniha nebude nikdy chybět ve vaší knihovně? — Nesmírně se mi líbí kniha Gabriela Garcíi Márqueze Sto roků samoty. Naposledy jsem ji četl asi před pěti lety a mám v plánu si ji znovu přečíst. Připadá mi skvělá.

Kterou historickou postavu máte v největší oblibě? — Nejvíce se mi líbí Kryštof Kolumbus. Velmi dlouho mu trvalo, než přesvědčil různé panovnické rody, aby mu poskytly peníze na cestu západním směrem. Pak vyplul a roku 1492 dorazil k ostrovům u pevniny, která tam na něj čekala. Nešel na východ, jako všichni ostatní, kteří sledovali trasu kolem Afriky, po níž do Indie pronikl Vasco da Gama. Sice se nikdy do Indie nedostal, ani mu nebylo souzeno uvědomit si objev nového kontinentu, ale Ameriku objevil. Připomíná mi to poněkud naši situaci ve vědě – také musíme sehnat peníze na projekty a přesvědčit lidi…

Kdy se cítíte bezbranný? — Když se mě někdo zeptá na něco z mého oboru, co bych jako odborník měl vědět, a já neznám odpověď. Naštěstí takových momentů není mnoho.

Kdo vás nudí? — Nejsem si jist, zda vůbec existují nudní lidé. Když člověk umí naslouchat, je pro něj každý člověk něčím zajímavý. 

Máte doma něco, čeho byste se nikdy nezbavil? — Všechno se dá nahradit. Asi jen s výjimkou fotografií, protože ty už zpětně nelze pořídit. Zbytek věcí bych oželel bez problémů. Doma nemám nic, co by mi chybělo.

Jaká je první věc, kterou děláte, když ráno vstanete? — Udělám si kávu, zapnu si televizi a podívám se na zprávy CNN z předchozího dne, týkající se většinou USA. Můj život je z velké časti tam, proto mne zajímá, co se tam děje.

Jaký titulek byste si rád přečetl na titulní straně novin? — Donald Trump se rozhodl odstoupit z prezidentské funkce a vrátit se k hraní golfu na svých golfových hřištích. To by byla fakt super zpráva.

Co právě teď čtete? — Knihu Davida Fromkina A Peace to End All Peace: The Fall of the Ottoman Empire and the Creation of the Modern Middle East. Pojednává o pádu Otomanské říše a formování moderního Blízkého Východu v době, kdy byl celý pod vlivem Britů. Rozebírá role různých osob ve formování a rozdělení celého Blízkého Východu na různé státy. Vyplývá z toho, jak v onom období kolem roku 1918, kdy se všechno rozdělilo, vznikly problémy, které máme dosud.

Jakou největší chybu jste v životě udělal? — Možná že mou největší životní chybou bylo, že jsem se v 18 letech při rozhodování o budoucím povolání nepřihlásil na archeologii; že jsem nenašel odvahu. Bylo totiž těsně po revoluci a ročník otevírali jen jednou za dva roky. Bál jsem se, že kdyby mě nevzali na vysokou školu, musel bych jít na vojnu. Trošku mě dnes mrzí, že jsem to nezkusil. Bylo by zajímavé vidět, kde bych skončil. Možná bych dělal egyptologii, místo toho, abych byl biochemikem. Ale kdo ví, jak by to dopadlo?

Čeho se nejvíc bojíte? — Není mnoho, čeho bych se bál. Snad jedině ztráty blízkých… kdyby se jim stalo něco špatného a podobně.

Co děláte, když si chcete dopřát extra luxus? — Koupím si s manželkou letenku, odletíme na nějaké pěkné místo, pronajmeme si auto a uděláme si hezký dlouhý výlet. To máme velmi rádi.

V co nevěříte? — V to, že pokud někdo říká, že je něco nemožné, že to tak opravdu je. Člověk by to měl zkusit, nevzdat to. Tady v Čechách je běžné, že když člověk začne nějaký projekt, lidé často přijdou s negativním přístupem, že to nejde. A když se do toho navzdory škarohlídům člověk pustí, často se ukáže pravý opak.

Co děláte v životě rychle? — Jím.

Při jaké příležitosti lžete? — Lžu manželce, když jí říkám, že pracuji, zatímco jsem s kamarády na pivu.

Jakou schopnost byste nejvíc chtěl mít? — Chtěl bych umět létat.

Kde byste chtěl žít? — Ani nevím, protože jsem strávil třetinu života na Slovensku, třetinu v Čechách, třetinu v Americe a v každé z těchto zemí se mi líbilo. Kdybych se měl rozhodnout, vůbec nevím, kterou bych vybral. Nejraději bych žil na všech třech místech současně. A kdyby to nešlo, pak pravděpodobně v americkém Oregonu, na ten mám velmi příjemné vzpomínky.

Vznik tohoto textu podpořil ÚOCHB AV ČR.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biochemie

O autorovi

Marek Janáč

Marek Janáč (* 1971) je publicista, rozhlasový a televizní dokumentarista, autor dvou knih a osmi CD s populárně-vědeckou tematikou. Za svou tvorbu získal řadu ocenění na domácích i mezinárodních festivalech. Popularizaci vědy považuje za dílo na úrovni jazykového překladu básně. Jeho ideálem je – na rozdíl od bonmotu srovnávajícího dobrý překlad s ženou – překlad věrný i krásný zároveň.
Janáč Marek

Doporučujeme

Dostali jsme obrovskou šanci

Dostali jsme obrovskou šanci

Eva Bobůrková  |  7. 1. 2019
Cenu Nadace Dagmar a Václava Havlových VIZE 97, jíž jsou oceňováni myslitelé „přesahující svým dílem do kulturního, společenského i každodenního...
Dejte to k ledu. Ale ke kterému?

Dejte to k ledu. Ale ke kterému? uzamčeno

Dominik Heger  |  7. 1. 2019
„A přece mě můj dobrý kůň ve vlasti přenesl přes široké jezero jako to za námi, a přitom si nesmočil ani chlup nad kopytem,“ řekl křesťanský rytíř...
Nedopsaný příběh červeného sněhu

Nedopsaný příběh červeného sněhu

Červené zabarvení sněhu v horských a polárních oblastech způsobené masivním namnožením mikroskopických řas přitahuje pozornost od dávných dob....

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné