Hledám velkou otázku

Jak dospívají nervové buňky? Jak naučit dospělé buňky míchy a mozku obnovovat se „jako zamlada“? Jak léčit autismus? To vše jsou otázky, jimiž se zabývá i český student Martin Jacko, tč. na prestižní Kolumbijské univerzitě v New Yorku.

Nad čím bádáte? — Zkoumáme, co z embryonálních nervových buněk činí dospělé, plně funkční nervové buňky a jak lze proces dospívání manipulovat. Pochopení těchto základních biologických procesů má obrovský terapeutický potenciál. Je například obecně známo, že embrya a mladí jedinci jsou schopni regenerovat mnohem lépe než dospělí. Když myšímu nebo kuřecímu plodu přestřihneme míchu, obnoví se bez jizvy, bez funkčního následku, tuto schopnost ale zrající embryo brzy ztrácí.

Obdobné schopnosti mají i nezralé lidské buňky? — Předpokládáme, že ano. A proto sledujeme i v buněčných kulturách, jak buňky rostou, vyvíjejí se a stárnou. Zajímá nás, které geny řídí přechod těchto buněk a jejich dospívání. Používáme při tom nejnovější metody genetického inženýrství, například metodu CRISPR, abychom podle potřeby modifikovali kmenové buňky, studovali jednotlivé geny a jejich aktivity.

Působíte v laboratoři Hynka Wichterleho (vnuka Otty Wichterleho, pozn. red.) na oddělení neurověd. Toto téma jste tedy „vyženil“. — Hynek Wichterle se již před patnácti lety proslavil tím, že dokázal embryonální buňky přeměnit na motorické neurony, tedy nervové buňky, které ovládají pohyb svalů. Přesněji, dokázal navodit v kultuře embryonálních buněk pomocí chemikálií a proteinů podmínky pro jejich přeměnu. My dnes využíváme jeho objev pro studium dalších otázek v neurobiologii a neuropatologii. Mně osobně zaujalo pozorování, že námi vyprodukované neurony jsou nezralé, v inkubátoru se ale samy dále vyvíjejí, rostou a dospívají jako v lidském těle.

Jsou k tomu naprogramované. — Dá se to tak říci. O důležitosti tohoto programu svědčí množství nemocí, které jsou spojeny s narušením jeho normálního průběhu. Mutace genů, které studujeme my, byly nalezeny u dětí s autismem a s epilepsií. Bude tedy důležité zkoumat, jaká je jejich funkce v nervových buňkách a jestli farmakologická regulace těchto genů dokáže pacientům pomoci.

Do přenosu embryonálních kmenových buněk se vkládaly velké naděje, nejen u léčby přerušení míchy, ale i regenerace nemocného srdce a jiných orgánů. — Takové terapie mají obrovský potenciál, ale přidávání embryonálních buněk do dospělého nervového systému je v mnoha ohledech problematické. I když zanedbáme problém zdroje kmenových buněk, nebude vůbec jednoduché docílit jejich správné integrace a růstu. Tento problém není triviální u buněk, jako jsou motorické neurony, jež svými výběžky často sahají z míchy až ke vzdáleným svalům například v chodidle. Věřím, že s pochopením normálního vývoje člověka bude možné dosáhnout zásadního zlepšení regenerace nervových buněk, které se v míše po poranění stále nacházejí. Manipulací s geny a proteiny.

Ocitl jste se na prestižním pracovišti ve Spojených státech. Jak jste se vlastně dostal k takové práci? A vůbec k vědě? — V laboratoři jsem pracoval od sedmnácti let. Studoval jsem tehdy na gymnáziu a byl jsem fascinovaný biologií a chemií (o trochu více než je normální). Teprve v té době jsem zjistil, že v biologii je stále spousta nevyřešených otázek a vědec je „opravdové povolání“. Vůbec jsem ale netušil, co taková práce obnáší, protože jsem žádného vědce neznal. Rozhodl jsem se to zjistit. Kousek od města, kde jsem žil, sídlí farmaceutická firma, kde mi po delším přemlouvání umožnili dělat „výzkum“ o antibakteriálních účincích propolisu na bakterie v lidských střevech. Pak jsem se účastnil soutěže SOČ a to byl pro mě zlomový bod, kdy jsem se rozhodl přihlásit na Přírodovědeckou fakultu Masarykovy univerzity v Brně na obor molekulární biologie a genetiky.

Tehdy jste si definitivně ujasnil, co chcete dělat? — Ano. Od prvního ročníku bakalářského studia jsem pak začal pracovat v laboratoři. Hodně mne nasměrovala moje šéfová Štěpánka Vaňáčová, která prošla světem a i mne pobízela k tomu, abych nezůstával doma. Její zásluhou jsem vycestoval do Cambridge v Británii a do Aarhusu v Dánsku, kde jsem získal spoustu praktických zkušeností.

Do Spojených států, na Kolumbijskou univerzitu vás také vyslala? — Studium v USA mi doporučovala, ale já ze začátku váhal. Věděl jsem, že budu muset projít mnohem náročnějším výběrovým řízením a moje šance jsou malé. Není tu výjimkou, že se studenti hlásí na pět až deset univerzit a pilují skóre svých testů, které jsou pro přijetí rozhodující. Moje rozhodnutí přišlo pozdě, takže jsem měl na celou přípravu pouze dva měsíce a přihlášku jsem poslal jen jednu. Věděl jsem, že na Kolumbii se dělají zajímavé věci v oblasti neurověd, a chtěl jsem toho být součástí. Byl jsem přijat. Mou jedinou výhodou byla dlouhá laboratorní praxe a doporučení od lidí z dobrých univerzit, kde jsem nějaký čas působil. Rád bych si myslel, že nadšení pro vědu a dobrý mentor budou stačit pro přijetí komukoliv.

Kdo vaše studium platí? — Školné na biomedicínských oborech platí americká vláda, na rozdíl od studia „praktických oborů“ – práv či medicíny. Biomedicína je vládní prioritou, lákají sem i zahraniční studenty, například v mém programu patobiologie a molekulární medicína je nás kolem třiceti a více než polovina studentů je ze zahraničí. Ale abych to řekl přesně: mé stipendium bylo zpočátku kryté vládním programem a pak už se očekávalo, že na základě výsledků z provedeného výzkumu získáme další grant. To se povedlo a v minulém roce nám byl udělen jeden z největších amerických grantů, R01. Navíc mi pomohla i finanční podpora od Bakalovy nadace.

Pracovat na takovém prestižním místě asi znamená pracovat o sobotách, nedělích, pořád? — To vždy záleží na šéfovi.

A co po vás chce váš šéf? — Ten to nechává na mně, takže to znamená, že pracuji sedm dní v týdnu. Ne, vážně, Hynek Wichterle je skvělý, vytváří inspirativní prostředí, takže se v naší laboratoři svítí (i pracuje) 24 hodin sedm dní v týdnu.

Na Kolumbijskou univerzitu jste přišel před třemi roky. Nabízí se otázka, jak srovnáváte své současné možnosti s vědeckou prací v České republice. — Nechci srovnávat českou a americkou vědu obecně, mohu porovnávat jen své vlastní zkušenosti. Na Kolumbijské univerzitě můžeme provádět experimenty, které by se v Česku dělaly obtížně. Musel bych cestovat po celé Evropě, abych našel to, co zde funguje mezi ústavy či dokonce v rámci jednoho ústavu. Nenarážím ale na kvalitu. Hlavní výhoda je obrovské množství skvělých laboratoří, které se na Kolumbii koncentrovaly. Vždy najdete poblíž někoho, kdo vám poradí s jakýmkoliv tématem v oboru.

Jaké jsou vaše plány do budoucna? — Nyní se zabýváme základním výzkumem biologie nervového systému, ale není složité vidět aplikace, které na něj navazují. Opravdu uvažuji, že po skončení doktorátu přejdu do biotechnologické firmy, kde bych mohl to, co jsem zjistil během posledních let, posunout ke skutečnému terapeutickému využití. Mou druhou vášní je studium základních principů genové regulace a strukturní organizace, „samosestavování“ živých systémů. Bude to těžké rozhodnutí. Každopádně to ale bude věda.

Chcete zůstat v Americe? — Nevím, jestli přímo v Americe, nebo zda bych šel do Kanady či nějaké evropské severské země. Nejlepší podmínky pro biotechnologie jsou určitě v Bostonu nebo Kalifornii. Nejlepší výhled z okna je zase ve Vancouveru. Záleží na tom, kde jsou nejlepší podmínky pro řešení zajímavých otázek. Další velkou otázku právě hledám.

Martin Jacko.
Snímek Stanislav Vaněk