Mezinárodní centrum klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC) bylo v letech 2016-2020 financováno především z projektu NPU II (Národní program udržitelnosti). Na konci tohoto období probíhalo závěrečné zhodnocení, kdy členové oponentní rady z Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy a oponenti z řad prestižních zahraničních institucí projekt vyhodnotili jako vynikající a s mezinárodním dopadem. Vědci z FNUSA-ICRC tak splnili podle smlouvy stanovené cíle a dosáhli výborných, mezinárodně uznávaných výsledků.

Během pěti let obdrželo FNUSA-ICRC z NPU II dotace v celkové výši 985 milionů Kč. Závěrečná zpráva konstatuje, že centrum udělalo významný pokrok na cestě k mezinárodnímu konkurenceschopnému a udržitelnému multidisciplinárnímu centru excelence v oblasti translační medicíny. A to v klinickém i základním výzkumu.

Závěrečná zpráva mimo jiné také zdůrazňuje, že v roce 2020 pokračovalo FNUSA-ICRC v rozvoji i přes neobvyklou a nepředvídatelnou situaci spojenou s nemocí COVID-19. „Je třeba si uvědomit, že jsme museli omezit přístup do laboratoří, řada vědců, sester a administrativních pracovníků také věnovala svůj čas pomoci pacientům, práci v testovacím centru či podpůrným službám v nemocnici,“ uvedl výkonný ředitel centra Pavel Iványi, MBA, LL.M. „Právě proto si myslím, že jde o mimořádný výsledek a děkuji všem, kteří se na něm podíleli.“

Oponentní rada vyzdvihla, kromě všech splněných závazků a dosažených výsledků, také podporu mobilit (podpora studujících a umožnění osvojení svých schopností, znalostí či dovedností) – během realizace projektu se na něm podílelo 943 studentů doslova z celého světa a pozitivně kvitovala snahu o budování komplexních modelů spolupráce, například formou společných grantů. Výjimečný je také počet realizovaných klinických studií, především díky tomu, že FNUSA-ICRC je jediným tzv. Prime Site v České republice pro globální skupinu IQVIA. Pro představu – v současné době je v realizaci 170 klinických studií.

Řada vědeckých výstupů z FNUSA-ICRC byla publikována v předních mezinárodních časopisech a ve svých vědních oborech jsou považovány za klíčové. Například se několik článků objevilo i v Top 10 nejkvalitnějších vědeckých časopisů (průměrně 17 % z celkového počtu publikací) a Top 5 (průměrně 8 % z celkového počtu publikací), vědci z FNUSA-ICRC své články publikovali například v časopise Nature, New England Journal of Medicine, Lancet Neurology, Nature Reviews Neurology apod.

Hodnotící zpráva obsahuje také několik doporučení do budoucna. Konkrétně větší prohloubení spolupráce na mezinárodním poli, s domácími vysokými školami a rovněž doporučuje pokračování zapojování studentů do vědeckých projektů. „Všechny tyto výzvy si uvědomujeme a pracujeme na nich. Například intenzivně jednáme s Masarykovou univerzitou o prohloubení vzájemné spolupráce,“ uvedl ředitel Iványi. „Také se snažíme o doladění systému financování s naším zřizovatelem, tedy Ministerstvem zdravotnictví tak, abychom mohli zajistit jistotu fungování již etablovaných mezinárodních vědeckých týmů a centra samotného.“

Hlavním cílem projektu NPU II bylo umožnit FNUSA-ICRC rozvinout svůj stávající vědecký potenciál v základním, translačním a klinickém výzkumu, především v oblasti kardiovaskulárního, neurovědního a onkologického výzkumu, lékařské biologii, biomedicínském inženýrství, molekulární biologii a kmenových buňkách. Jednoznačnou výhodou je spojení s Fakultní nemocnicí u sv. Anny v Brně, které skýtá přímý přístup k velké spádové oblasti pacientů. Vznikají tak optimální podmínky i pro translační lékařský výzkum, zaměřený na různá onemocnění (mj. srdeční arytmie, srdeční selhání, poruchy spánku, cévní mozková příhoda, demence a rakovina).

FNUSA_ICRC_Building    FNUSA_ICRC_Research

Pocit osamělosti, obavy o zdraví svých blízkých i stres z nestabilní situace. Pandemie onemocnění COVID-19 ovlivnila nejen fyzické zdraví populace, ale také to psychické, což teď potvrdil i výzkum, na kterém spolupracovali výzkumníci Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC) a americké Mayo Clinic.

Vliv pandemie a s ní souvisejících omezujících opatření na duševní zdraví vědci analyzovali na účastnících projektu Kardiovize, tedy studie, která na populačním vzorku jednoho procenta obyvatel města Brna dlouhodobě zkoumá lokální úroveň zdraví. Do analýzy změn na psychickém zdraví během prvního tvrdého lockdownu na jaře 2020, kdy byly kromě služeb uzavřeny také hranice České republiky, se zapojilo 715 Brňanů. „Výsledky ukázaly, že výskyt zvýšeného stresu a depresivních symptomů se v porovnání s obdobím před pandemií COVID-19 zvýšil 1,4krát až 5,5krát,“ uvedl PhDr. Jan Sebastian Novotný, Ph.D., první autor mezinárodní studie a člen výzkumné skupiny Neurovědy a stárnutí v translační medicíně FNUSA-ICRC. „Toto zhoršení se projevilo ve všech věkových skupinách a bylo výraznější u žen,“ doplnil.

Ze studie dále vyplynulo, že i přes srovnatelné zhoršení u všech věkových skupin během pandemie více duševně strádaly mladší ročníky, což může být způsobeno pracovní nebo studijní nejistotou, potažmo pak finanční nestabilitou. Zároveň lze u starších věkových skupin předpokládat bohatší životní zkušenosti a snížená očekávání, což u nich rovněž přispívá k obecně vyšší psychické odolnosti. Hlavními rizikovými faktory, vyvolávajícími zhoršení mentálního zdraví, se ukázaly být pocity osamělosti, vnímání nemoci COVID-19 jako ohrožující, a některé negativní vlivy na životní styl – například finanční dopady restriktivních opatření, nedostatek pohybu nebo zhoršení kvality spánku. Protektivním faktorem se naopak ukázala být vyšší úroveň resilience, tedy schopnosti udržet si standardní úroveň fungování navzdory nepříznivým okolnostem.

„Sledovanému nárůstu výskytu stresu a depresivních symptomů i mnoha identifikovaným rizikovým faktorům lze předcházet, diagnostikovat je a léčit. Je proto nutné na tato zjištění včasně a cíleně reagovat nastavením vhodné psychologické a psychiatrické pomoci tak, aby se snížilo riziko navazující pandemie duševních poruch v populaci,“ upozornil Jan Sebastian Novotný.

Výzkumný tým FNUSA-ICRC ve studii pokračuje, jeho cílem je zachytit i dlouhodobé dopady na duševní zdraví Brňanů.

Novotny

Myeloidní supresorové buňky (MDSC) jsou různorodé populace buněk, které svou tlumící aktivitou negativně ovlivňují imunitní odpověď organismu během zánětů, infekcí, ale i transplantací či onkologických onemocnění. Na roli těchto buněk při sepsi, lidově řečeno otravě krve, se zaměřil tým Buněčná a molekulární imunoregulace Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC).

Zvířecí modely prokázaly, že myeloidní supresorové buňky jsou důležitými regulátory imunitních procesů během sepse. U lidí však bylo potvrzení těchto pozorování velmi náročné, zejména kvůli nedostatku jasně definovaných protokolů přípravy a fenotypových schémat pro různorodé podmnožiny těchto buněk. Naši vědci se ve své práci zaměřili na použití průtokové cytometrie, která se zdá být ideální metodou pro přesnější určení role MDSC během sepse. „Pomocí této metody jsme zkombinovali komplexní fenytypizaci s matematickým algoritmem pro nekontrolované shlukování (clustering) pomocí samoorganizujících se datových map, abychom dokázali identifikovat tři nedávno definované podskupiny lidských MDSC,“ vysvětlil Marco De Zuani Ph.D. MSc., první autor práce.

Studie se zúčastnilo dvanáct pacientů po septickém šoku, jako kontrolní vzorek bylo použito devět zdravých osob. Byla prokázána expanze dvou typů lidských MDSC během rané fáze sepse, vysoké hladiny typu PMN-MDSC pak byly přítomny i po mnoha měsících od propuštění z nemocnice, což naznačuje roli těchto buněk při pozdějších zdravotních komplikacích spojených se sepsí. „Data z této studie naznačují, že četný výskyt těchto buněk by mohl být spojen se zvýšenou úmrtností pozorovanou u pacientů, kteří přežili septický šok,“ uvedl Dr. De Zuani.

Cílená léčba zaměřená na MDSC buňky by tak mohla zlepšit vyhlídky pacientů po sepsi na jejich celkové uzdravení. To však není jediným výsledkem této práce. Použití průtokové cytometrie a algoritmů tzv. metaklusteringu umožňuje rychlou identifikaci expanze různých imunitních buněk nejen v laboratorním, ale také v klinickém prostředí, což by mohlo do budoucna mít velký potenciál při screeningu a diagnostických apikacích.

Článek naleznete zde:

DeZuani

Zastavme společně na chvíli svět a podívejme se zblízka, jak vypadá život vteřinu po vteřině, když se mrtvice rozhodne otočit ho naruby. Spolu s odborníky na cerebrovaskulární výzkum a rehabilitační péči během webináře poskládáme ucelený obraz cesty, kterou osoba zasažená mrtvicí prochází, a vyplníme všechny neznámé.

Cévní mozková příhoda patří k nejrozšířenějším příčinám smrti a trvalé invalidity u nás. Jak konkrétně ale vypadá, když udeří? Proč nikdy nejezdit do nemocnice sami? Jak lze rehabilitovat mozek a co pacientům pojišťovna uhradí? I na tato témata naleznete odpověď. A další otázky můžete pokládat během webináře.

Nalaďte si 15. 5. v 17:00 webinář a zjistěte, jak se žije pacientům po prodělání mrtvice, jak následky zasáhnou do života pacientů i pečujících rodin a jak můžete o blízkého po mrtvici pečovat sami.

Tématem Vás provede Jan Bobek z Cerebrovaskulárního výzkumného programu FNUSA-ICRC a fyzioterapeutka Tereza Valíková z rehabilitačního centra SAREMA.

Leaflet_CMP

Projekt Molekulární, buněčný a klinický přístup ke zdravému stárnutí (ENOCH) se zaměřuje na hledání léčby pro nemoci, které nejvíce ovlivňují stárnutí, jako je například demence, rakovina či srdeční choroby. Spolupracuje na něm pět vědeckých center na Moravě, kromě našeho centra jde o Ústav molekulární a translační medicíny Univerzity Palackého v Olomouci, Regionální centrum aplikované molekulární onkologie Masarykova onkologického ústavu, Neurologickou kliniku Lékařské fakulty Fakultní nemocnice Olomouc a Blood Cancer Research Group při Ostravské univerzitě.

Ve čtvrtek, 8. dubna proběhlo první letošní setkání dvaceti výzkumných týmů FNUSA-ICRC, které na tomto projektu participují. Jde o dvě třetiny všech týmů v rámci našeho centra, takže projektu ENOCH je věnována opravdu velká pozornost. Tomu odpovídal také průběh setkání, na programu byly zejména informace o stavu plnění jednotlivých úkolů a vzájemné spolupráci v rámci FNUSA-ICRC.

Výsledky on-line setkání pak byly veskrze pozitivní. Splnění jednotlivých milníků projektu by mělo být bezproblémové a v oblasti kvality výzkumu došlo k velkému posunu kupředu. Bylo také konstatováno, že vzhledem ke stavu prací na projektu ENOCH by se v budoucnu mohlo naše centrum pokusit požádat o podobně významný grant v kooperaci s tuzemskými nebo zahraničními výzkumnými centry. Další setkání by mělo být na konci měsíce června.

Podpořeno z Evropského fondu pro regionální rozvoj – projekt ENOCH (reg. č. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000868).
.

Nová publikace výzkumného týmu Kardiovize Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC) se zabývá viscerálním tukem, tedy tukovými zásobami, které se ukládají kolem životně důležitých orgánů. „Jde o první publikovanou studii provedenou ve střední a východní Evropě,“ zdůraznil vedoucí výzkumného týmu Dr. Juan Pablo Gonzalez Rivas. „Ukázalo se, že nemůžeme pro určení kardiovaskulárního rizika použít hodnoty viscerálního tuku, které definovali kolegové v USA či Japonsku. Zdejší populace má tyto hodnoty velmi odlišné.“ Publikace vyšla v odborném magazínu Obesity Research & Clinical Practice a naleznete ji zde:

Na studii pracovala také mladá výzkumnice Anna Polcrová, která vystudovala Nutriční terapii na Lékařské fakultě Masarykovy univerzity, Sociální epidemiologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy a při práci v týmu Kardiovize pokračuje ve studiu na Masarykově univerzitě. Poprosili jsme ji o podrobné vysvětlení nejen výsledků studie:

O škodlivosti obezity se všeobecně hodně ví, nicméně o viscerálním tuku se skoro vůbec nehovoří. Co je to? A jaký má vliv na lidské zdraví?
Tělesný tuk může být v lidském těle uložen v různých oblastech. V zásadě rozlišujeme mezi podkožním tukem, který se nachází pod kůží, a viscerálním tukem, který se nachází uvnitř břišní dutiny a obklopuje naše orgány. Právě umístění tukových zásob v těle významně ovlivňuje jeho dopad na naše zdraví. Předchozí výzkum zjistil, že tuk umístěný pod kůží není tak riskantní jako viscerální tuk, protože přebytek viscerálního tuku souvisí s metabolickými abnormalitami, jako je inzulínová rezistence, cukrovka II. typu, zvýšené riziko trombózy nebo endoteliální dysfunkce, tedy poruchy vnitřní vystýlky cév.

Jak lze měřit viscerální tuk? A jak poznám, když ho mám příliš mnoho?
Všeobecně uznávanou standardní metodou pro měření viscerálního tuku je počítačová tomografie, která je však poměrně nákladná a vystavuje pacienta radioaktivnímu záření. Můžeme však také použít bioelektrickou impedanční analýzu, jejíž výhodou je jednoduchost, rychlost a také nižší náklady. Je neinvazivní a vykazuje silnou korelaci s hodnotami měřenými počítačovou tomografií. Bioimpedance je založena na slabé elektřině protékající tělem a měření za účelem výpočtu impedance (odporu), což umožňuje popsat složení lidského těla, včetně oblastí viscerálního tuku. I když to může znít nebezpečně, je tato metoda zcela bezbolestná a lze ji použít pro lidi v jakémkoli věku. Jedinou kontraindikací je přítomnost kardiostimulátoru nebo těhotenství. Vysoké množství viscerálního tuku je nezdravé, běžně používaná zařízení v České republice používají k definování vysokého množství viscerálního tuku mezní hodnotu 100 cm2, nicméně tato hodnota pochází z asijských studií, nezohledňuje rozdílnost mezi pohlavími a nebyla ověřena v evropské populaci.

Jaký je hlavní výsledek vaší studie? A jak to může prospět evropské populaci?
Naše výsledky ukázaly, že mezní hodnoty viscerálního tuku související s kardiometabolickým rizikem v české populaci jsou odlišné ve srovnání s předchozími studiemi v různých populacích. Pozorovali jsme, že mezní hodnoty 90 cm2 u mužů a 109 cm2 u žen byly spojeny s přítomností kardiometabolických rizikových faktorů zahrnující vysoký obvod pasu, zvýšený krevní tlak, snížený HDL-cholesterol (tzv. „hodný“ cholesterol), zvýšené triglyceridy a sníženou hladinu glukózy nalačno. Navíc, muži vykazovali vyšší riziko kardiometabolických komplikací při nižších hodnotách viscerálního tuku ve srovnání se ženami. Stručně řečeno, výsledky prokázaly, že rozlišení vysoké a nízké úrovně viscerálního tuku a souvisejícího kardiometabolického rizika musí být založeno na mezních hodnotách stanovených pro konkrétní populaci, při současném zohlednění genderových rozdílů.

Máte za sebou rok ve výzkumném týmu Kardiovize, jaké jsou zkušenosti s prací ve FNUSA-ICRC?
Mám velkou radost z možnosti pracovat v Kardiovizi. Tento výzkumný tým sdílí své zkušenosti a podporuje mladší výzkumné pracovníky, jako například právě mě. Za posledních 12 měsíců jsem publikovala tři články (jeden jako první autor), spolupracovala jsem na grantových podkladech a aktuálně pracujeme na novém intervenčním programu životního stylu ke snížení kardiometabolického rizika lidí nejen z Brna. Díky zkušenostem z Kardiovize jsem navíc začala studovat Ph.D. program v oboru Životního prostředí a zdraví na RECETOXu na Masarykově univerzitě. Tato kombinace pro mě vytváří úžasný prostor pro další rozvoj výzkumu v oblastech, které mě baví – tedy životního stylu, zdravotní gramotnosti a sociálních determinant zdraví.

Jedním z držitelů letošní Ceny děkana LF MU pro nejlepší pregraduální studenty fakulty se stal Jan Mičan. Obdržel ji v Kategorii za vynikající vědecký výkon, kde obsadil první místo. Cena děkana je udělována dle výběrovějších kritérií než v předchozích letech – její získání je tedy skutečně velmi prestižní záležitostí. Jan Mičan je součástí týmu Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC) Proteinové inženýrství, kde si jej podle slov vedoucího týmu prof. Damborského „doslova vypiplali“. V Loschmidtových laboratořích PřF MU a FNUSA-ICRC se věnuje například vývoji nových trombolytik v rámci platformy Stroke Brno.

Gratulujeme k Ceně děkana LF MU a prvnímu místu v Kategorii za vynikající vědecký výkon. Šlo o nějaký konkrétní vědecký výkon anebo to bylo ocenění za komplexní práci?
Je to ocenění za celkovou práci, do přihlášky jsme s profesorem Damborským vyplnili celou řadu vědeckých publikací, na kterých jsem se podílel. Šlo například o publikace z mého úplně prvního výzkumu, který se zabýval vývojem enzymů pro rozklad yperitu. Tehdy jsme vyvíjeli účinnější enzymy pro neutralizaci tohoto bojového plynu místo použití silných žíravin či hořlavin, které se nedají použít například po zasažení nějaké drahé techniky či vozidel. Řada publikací byla také z výzkumu zabývajícím se vývojem nových trombolytik, tedy léků k rozpuštění krevních sraženin, který děláme ve spolupráci s profesorem Mikulíkem v rámci projektu Stroke Brno.

Pracujete v Loschmidtových laboratoří PřF MU a FNUSA-ICRC. Byl to váš dlouhodobý profesní cíl anebo to je dílem náhody?
Řekl bych, že to bylo dílem náhody… S Loschmidtovými laboratořemi jsem se seznámil už na gymnáziu, kde jsem si všiml letáčku, který lákal studenty na akci Letní škola proteinového inženýrství (letos se koná 28. – 30. 6. https://loschmidt.chemi.muni.cz/school/ pozn. red.). Vědecké prostředí a věda obecně mě vždy velmi lákala a akce slibovala seznámení s problematikou proteinového inženýrství přímo v laboratořích. Podal jsem si přihlášku, byl jsem vybrán a opravdu mne to velmi zaujalo. Po gymnáziu jsem se dostal na LF MU, a tam začalo moje váhání mezi medicínou a vědou, které vlastně trvá dodnes. Podařilo se mi dostat na biochemii a medicínu a nemohl jsem se rozhodnout, co bude lepší. Naštěstí se mi podařilo dostat do programu P-PooL (Pregraduální Program pro motivované studenty lékařství s rozšířenou vědeckou přípravou), ve kterém jsem mohl dělat vědu od prvního ročníku medicíny. Na přijímačkách jsem se umístil až za 150. místem, což by mi normálně zavřelo do P-PooLu dveře, ale díky rčení „lína huba je holé neštěstí“ a mnoha emailech jsem byl zařazen do výběrového řízení a naštěstí jsem byl vybrán dodatečně. Když jsem si pak měl v prvním ročníku vybrat projekt, tak jsem si vzpomněl na pobyt v Loschmidtových laboratořích a napsal prof. Damborskému a Dr. Bednářovi, jestli také nějaký nemají. Domluvili jsme se, že začneme dělat výpočetní výzkum – nejprve to byly již zmiňované enzymy pro rozklad yperitu. Projekt se sice nepodařilo dotáhnout do úplného konce, protože se nám nepodařilo vytvořit lepší enzym než ty, co jsou používány nyní, nicméně jsem se na tom naučil extrémní množství různých metod a postupů, které používám až doteď. Na počátek spolupráce na vývoji trombolytik si vzpomínám úplně přesně, bylo to den po zkoušce z anatomie, kdy jsem se mohl zúčastnit setkání členů týmu, a mě bylo nabídnuto, jestli nechci spolupracovat s týmem Stroke prof. Mikulíka. Takže opravdu náhoda.

Co plánujete po studiu a co je konkrétní náplní vaší práce?
Až dostuduji, tak budu všeobecný lékař, specializovat se budu až v rámci atestace. Moc rád bych pracoval na neurologické klinice, kde se léčí a zotavují pacienti po prodělané mozkové mrtvici, ale i s jinými neurologickými onemocněními, to je takový můj cíl. Potom co jsem začal dělat výzkum mrtvice, tak mi na ni zemřela babička, takže mám s mrtvicí nevyřízené účty… Stále ale lehce váhám nad tím, že lékařem nebudu a zůstanu u výzkumu, teď jsou ale misky vah nakloněny práci lékaře, ale určitě u výzkumu zůstanu i v nemocnici.
Co se týče výzkumné práce, pak jde z 98 procent času o práci na počítači. Buď na tom mém anebo využívám superpočítače všude možně po republice a po světě. Jsem členem organizace Metacentrum, která toto v tuzemsku umožňuje. Jsou doby, kdy používám třeba tisíc počítačů najednou, a to pro výpočty složitých chemických reakcí či pro zpracování statistických dat genetických či proteinových sekvencí ze všech možných zvířat a variant proteinů, které v přírodě jsou, kdy se snažím hledat různé užitečné souvislosti mezi nimi. V laboratoři jsem pracoval také, když jsem sám testoval enzymy, které jsem vyvinul pro rozklad yperitu. Chtěl jsem si to vyzkoušet a naučit se techniky jako čištění proteinů, jejich kultivace v bakteriích, genetická modifikace bakterií… Nad tím jsem strávil celé léto a zimu, ale neměnil bych to za práci za počítačem… Tam když se něco pokazí, pak podle jednotlivých kroků v programu můžete chybu najít a opravit, kdežto v té laboratoři někdy nevíte co, a proč se pokazilo. Ten život je prostě nepředvídatelný a i když o něm víme moc, tak pořád je to málo… K tomu si to musíte odsedět, navařit, odmýt, oddávkovat, odmíchat. Výpočetní biologie a chemie je proti tomu čistě kreativní práce, a když vás něco nebaví dělat potřetí tak si na to napíšete program a ten to udělá za vás. A s internetovým připojením to můžete dělat třeba z Jeseníků.
Problematice trombolytik jsem se pak věnoval opravdu dlouho, z výzkumu vzešla celá řada nových kandidátních léčiv. Nyní je to na kolezích z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství či Biofyzikálního ústavu AV ČR, aby je otestovali na animálních a fluidních modelech. Konkrétně jde o jedenáct nových enzymů (tzv. Klapzubova jedenáctka) s různými vlastnostmi a přístupy k léčbě mozkové mrtvice a čtyři trombolytika na základě stafylokinázy, které jsem vyvíjel v Izraeli. Samozřejmě pozorně sleduji, jak se testy vyvíjí, ale nyní se naplno věnuji hledání enzymů na účinnější degradaci plastů pro potřeby průmyslu a ochrany životního prostředí. Kdyby se to podařilo, šlo by o novou cestu recyklace, která by pomohla k většímu a levnějšímu využívání recyklovaných plastů. Také mám teď několik dalších strategií jak trombolytika dál zlepšit pomocí analýzy koevoluce nebo modelování interakce s fibrinem, tak snad na ně později zbyde čas, těším se na to.

Stafylokinázy mají něco společného s obávanými stafylokoky?
Ano, snažíme se využít unikátní vlastnosti těchto bakterií. Stafylokináza je látka, s jejíž pomocí si stafylokok doslova klestí cestu lidským tělem. Obranné látky, které má každý člověk, se snaží jeho postup zastavit pomocí fibrinových bariér, které kolem bakterie staví. Stafylokok však dokáže pomocí enzymu stafylokinázy tyto sraženiny rozpustit, a to je právě to, co chceme využít při léčbě.

Jaké jsou vaše další cíle? Co je pro vás takovým vědeckým svatým grálem, kterého byste chtěl dosáhnout?
Tak toto je zatím asi nejtěžší otázka, kterou jsem dostal… Samozřejmě, chtěl bych vyvinout nějaký nový univerzální lék proti ischemické mozkové příhodě, infarktu myokardu a emboliím obecně – všechno je způsobeno krevními sraženinami… Ale svatý grál je pro mě něco jiného, spíše si to představuji jako účinné propojování různých vědeckých disciplín a oborů. Například medicína, biochemie, výpočetní technika, vizualizace dat… To všechno se dá v lékařské praxi krásně spojit dohromady a strašně mě to fascinuje. Chtěl bych nějakým způsobem stírat hranice mezi těmito obory a nalézat nové využití jejich propojení. Například za pomoci biochemických metod vyvinout nový lék, dostat ho k lůžku dětského pacienta a následně sestavit nějaký účinný vizuálně srozumitelný plán léčby, aby pochopilo, co se s ním děje a proč s ním lékaři dělají to, co dělají. A to ho uklidní a umožní mu to dobře jeho diagnózu a léčbu zvládnout.
Další věc, která mne velmi zajímá je z oblasti výpočetně-chemické, jde o prolomení tzv. Anfinsenova dogmatu (tato hypotéza uvádí, že alespoň u malých kulových proteinů je nativní struktura bílkovin určena pouze sekvencí aminokyselin. V podmínkách prostředí, ve kterých dochází ke sdružování, je původní struktura jedinečná, stabilní a kineticky s minimální volnou energií. K tomu se vztahují tři podmínky: 1. Jedinečnost – vyžaduje, aby sekvence neměla žádné další možnosti srovnatelné volné energie. Z tohoto důvodu musí být volná energie jedinečná. 2. Stabilita – malé změny v okolním prostředí nemohou vést ke změnám v modelu s minimální možnou volnou energií. 3. Kinetická dostupnost – znamená, že vazba na povrchu s volnou energií od nesdruženého ke sdruženému musí být dostatečně vyrovnaná. Jinými slovy – při sdružování nesmí docházet ke komplexním změnám tvaru. pozn red.). Jde o problematiku toho, jak vlastně ty proteiny vypadají, jak de facto vypadáme my všichni na tomto mikroskopickém měřítku. Standardní protein má zhruba 300 aminokyselin, kterých je dvacet druhů. Těch kombinací je tak astronomický počet, zde 20 na třístou, což je ohromné množství, víc než je atomů ve vesmíru. Jak a podle jakých zákonitostí se však skládá dohromady? Velkou nadějí na vyřešení tohoto problému je projekt AlphaFold2 od Google, o kterém se nyní hodně mluví. Je založen na strojovém učení, což je samo o sobě nesmírně složité, stroje se učí někdy zcela samy, kombinují různé vlastnosti, tzv. properties a metaproperties, ale slabinou je absence srozumitelnosti pro člověka – ten projekt nám sice možná řekne, že se nějaká sekvence aminokyselin složí do přesně tohoto tvaru – proteinu, což je ohromně užitečné, ale nevytvoří to teorii, kterou by člověk mohl pochopit. A to bych právě chtěl. Porozumění či pochopení toho, na základě čeho se proteiny skládají dohromady.

Když už jsme v oblasti mezivědní spolupráce – nedávno proběhlo médii, že jsou fyzici na pokraji nalezení páté základní síly ve vesmíru – toto Vás také zajímá, mohlo by to nějak pomoci i v oblasti biochemie či strojového učení a umělé inteligence?
Toto mě asi z míry nevyvádí, vzhledem k tomu, že tato síla je tak „silná“, že jsme museli vytvořit speciální urychlovač, ve kterém pozorujeme miony, částice menší než atomy a až tehdy jsme si ji byli schopni všimnout… Kdyby to měla být síla, která by například v biochemii měla mít nějaký význam, tak by nám tak dlouho neunikala. Myslím, že ve světě medicíny toto nic moc neovlivní. Sice lidské tělo dokáže vnímat kvantové efekty i základními smysly – například chutí poznáte rozdíl mezi vodou a těžkou vodou, která má o neutron více, ale to je extrém a tato nová síla nebude mít nejspíše žádný vliv. Slyšel jsem ale, že by tento objev mohl zásadně změnit komunikaci mezi lidmi a dovolit velice rychlý přenos informací. A to by mohlo výpočty a tím pádem i strojové učení dost výrazně zlepšit.

Zbývá vám při vaši práci nějaký volný čas? Pokud ano, pak jak jej trávíte nejraději?
Nejradši trávím volný čas venku, díky Bohu už je počasí trošku přijatelnější, takže už to bude zase ještě intenzivnější. Někdy jde „jen“ o procházky anebo výlety, rád bych vás pozval na břeh Svitavy, kde sám anebo spolu s kamarády děláme takové improvizované kytarové koncerty. Velmi rád mám i takové speciálnější procházky, jmenuje se to urban exploration a jde o návštěvu starých opuštěných objektů vzniklých lidskou činností, která jsou nějakým způsobem zapomenutá, nevyužívaná, určená k demolici a přitom zajímavá a krásná. Je to sice na hraně a nikoho dalšího k tomu nenabádám, ale žádnou destruktivní či škodlivou činnost tam neprovádím, jde pouze o objevování míst, která jsou spjatá s historií toho či onoho místa.

Nikde to hlásit nebudu a děkuji za rozhovor!

Nealkoholové ztukovatění jater (Non-alcoholic fatty liver disease – NAFLD) je nemoc, při které se hromadí tuk na játrech bez nadměrné konzumace alkoholu. Souvisí mimo jiné s rozvojem cukrovky II. typu, obezitou a také genetickou predispozicí a proto je stále častější diagnózou. Odhaduje se, že více než čtvrtina celosvětové populace trpí právě NAFLD.

Mezinárodní výzkumný tým, jehož členy byli také vědci z Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC), se ve své práci zaměřil na to, jak je NAFLD ovlivněna genetickými variacemi. Jejich článek s názvem „Pediatric Non-Alcoholic Fatty Liver Disease is Affected by Genetic Variants Involved in Lifespan/Healthspan“ vyšel v odborném časopise Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition.

„Zkoumali jsme dopad jednonukleotidových polymorfismů (SNP), které souvisí s délkou života,“ uvedl Manlio Vinciguerra, Ph.D. MSc, vedoucí výzkumného týmu Epigenetika, metabolismus a stárnutí FNUSA-ICRC. Jednonukleotidové polymorfismy jsou variace v jediném nukloetidu v lidském genomu a jsou základem rozdílů v naší náchylnosti k různým onemocněním.

Výzkum probíhal na vzorku 177 pacientů s touto diagnózou s věkovým průměrem 13,7 let. Jako kontrolní vzorek bylo 146 zdravých jedinců. Vybráno bylo 10 jednonuklotidových polymorfismů, které prokazatelně souvisí s metabolismem a také s funkcí jater. „Na získané vzorky jsme použili multidimenzionální redukční analýzu a kontrolu interakcí SNP-SNP tak, abychom identifikovali efekt zkoumaných SNP při predikci NAFLP a souvisejících komplikací,“ popsal Dr. Vinciguerra.

Z výsledků vyplynulo, že všechny zkoumané SNP mají souvislost s jednotlivými metabolickými rysy NAFLD, nicméně žádný se nebyl významně spojen s jeho diagnózou. Následným testováním potenciálních synergií se zjistilo, že kombinace SNP s označením IL-6 rs1800795 a ANRIL rs1556516 může být použita k diagnóze NAFLD a odhadu jejich délky a kvality života. „Abychom potvrdili, zda genetická interakce mezi těmito dvěma geny ovlivňuje rozvoj této choroby u dětí, bude potřeba další, rozsáhlejší, studie,“ dodal Dr. Vinciguerra.

Článek naleznete zde:

Univerzita v Kapském městě pořádala na začátku března workshop s názvem CCP4 Crystallographic School in South Africa. Kvůli současné situaci byl samozřejmě v online prostředí a velkého úspěchu na něm dosáhla Ing. Andrea Schenkmayerová Ph.D. z Loschmidtových laboratoří PřF MU a FNUSA-ICRC. Výzkumnice týmu Proteinové inženýrství vyhrála cenu za nejlepší poster s názvem Strukturní analýza halogenalkandehalogenázy z podskupiny HLD-III (Structural analysis of a haloalkane dehalogenase from subfamily HLD-III).

Obecně vzato je krystalografie vědní disciplína, která se zabývá především studiem uspořádání a navázání atomů v krystalech a studiem geometrické struktury krystalových mřížek. Ačkoli si většina z nás představí krystal jako například zrnko soli, moderní koncepce krystalu je založena přímo na charakteristikách vnitřní struktury na úrovni atomů nikoli na základě jeho vnějšího tvaru. Krystalický stav látky je energeticky výhodnější a v současnosti dokážeme do tohoto stavu dostat nejen minerály, ale také slitiny kovů či molekuly organických sloučenin. Významu krystalografie podtrhuje také fakt, že za výzkum a související výsledky bylo doposud uděleno 32 Nobelových cen.

Makromolekulární krystalografie se zabývá studiem struktury a prostorovým uspořádáním biologických makromolekul (např. proteinů, DNA) a jejich komplexů, což je klíčové pro pochopení jejich funkce v organismech. Detailní porozumění struktury a funkce biologických makromolekul je pak klíčové pro pochopení složitých buněčných procesů, jejich homeostáze ale i jejich patologických projevů.

Krystalografie se používá také pro výzkum nových proteinů a jejich inhibitorů, které by se daly využít například jako léky. Léčebný efekt je ovlivněn mimo jiné tvarem molekul léčebné složky, takže krystalografie zde funguje jako nástroj pro získání informací o tvaru molekul. V této oblasti bychom však klasický optický mikroskop nenašli, světlo má příliš dlouhou vlnovou délku – pro mikroskopii na molekulární úrovni se používají zařízení využívající například rentgenové záření. Obecně se dá říct, že nejlepší lék je ten, jehož molekula zapadne do vhodného vazebného místa v makromolekule a tím ovlivní její biologickou činnost.

Ing. Andrea Schenkmayerová Ph.D. se ve své práci zaměřila na doposud strukturně neprobádané enzymy z rodiny halogenalkandehalogenáz. Tyto enzymy mají zajímavou vlastnost – katalyzují štěpení vazeb uhlík-halogen za vzniku odpovídajícího alkoholu, halogenového aniontu a protonu. Díky těmto vlastnostem jsou tyto enzymy využívané v různých biotechnologických aplikacích. Kromě halogenalkandehalogenázové aktivity byla v posledních letech zjištěna u některých těchto enzymů i lakton dekarboxylázová aktivita, což vyvolalo širokou vědeckou diskuzi co je přirozená biologická funkce těchto enzymů a jak se během evoluce vyvinula.

„Na tomto projektu začala pracovat kolegyně Ing. Klaudia Chmelová, po jejím odchodu na mateřskou jsem se tomu začala věnovat já,“ uvedla Schenkmayerová. „Šlo o opravdovou výzvu, protože doposud se nikomu na světě nepodařilo určit strukturu enzymu z podskupiny HLD-III, a to z toho důvodu, že tvoří heterogenní oligomerní struktury, což značně znemožňuje jejich strukturní analýzu. V naší laboratoři se systematickou prací podařilo vypracovat metodu, pomocí které jsme schopni připravit relativně homogenní enzymové preparáty, což otevřelo cestu pro jejich strukturní analýzu pomocí kryo-elektronové mikroskopie a rentgenové krystalografie. Ačkoliv se nám nakonec podařilo připravit krystaly tohoto enzymu a nasbírat kvalitní krystalografická data, stále jsme měli problém strukturu vyřešit kvůli atypickému vnitřnímu uspořádání krystalu a nižšímu rozlišení získaných krystalografických dat.“

Na workshop se tak přihlásila s prací, která ještě potřebovala dotáhnout, a za pomoci lektorů se to nakonec podařilo. Šlo o opravdu mezinárodní spolupráci, na výsledku se podílel například profesor Kay Diederichs z Univerzity v Kostnici či profesor Randy J. Read a Dr. Tristan Croll z univerzity v Cambridge. Důležitá data byla získána v laboratořích CEITEC a měření probíhalo také na synchotronovém zařízení Swiss Light Source ve Švýcarsku.
.
„Jde o perfektní ukázku integrovaného přístupu ve strukturní biologii, který kombinuje současně více experimentálních přístupů tak, aby bylo možné vyřešit strukturu biomolekul, když jedna technika nestačí. Původní, řekněme divoký typ proteinu tvořil různé typy oligomerů a nedařilo se nám jej dlouho vykrystalizovat. Za pomocí metod proteinového inženýrství jsme připravili stabilizovanou formu enzymu, která nevytvářela tolik různých druhů oligomerů, a podařilo se nám jej vykrystalizovat. I přes všechny těžkosti se na workshopu podařilo vyřešit krystalovou strukturu tohoto dosud neprobádaného enzymu, což nám pomůže porozumět biologické funkci těchto velice zajímavých biokatalyzátorů,“ popsala Schenkmayerová.

V současné době se připravuje manuskript publikace, jakmile bude hotový, budeme Vás informovat.

Obr 1: Ing. Andrea Schenkmayerová PhD. se svým školitelem RNDr. Ing. Martinem Markem Ph.D.
Obr 2: Foto proteinového krystalu

Mezinárodní časopis Frontiers in Psychiatry publikoval práci výzkumného týmu Neurovědy a stárnutí v translační medicíně ve spolupráci s výzkumnou skupinou Kardiovize Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně pod vedením Dr. Juana Pabla Gonzaleze Rivase a Mayo Clinic ve Spojených státech.

Multidisciplinární tým se pod vedením dr. Stokina zaměřil na analýzu vlivu pandemie COVID-19 a souvisejících protiepidemických opatření v rámci jara 2020 na duševní zdraví populačního vzorku účastníku studie Kardiovize a na roli vybraných rizikových faktorů na změny psychického zdraví.

„Výsledky ukázaly, že prevalence zvýšeného stresu a přítomnosti depresivních symptomů se v porovnání s obdobím před pandemií COVID-19 zvýšili 1,4krát až 5,5krát,“ uvedl první autor studie dr. Novotný. Toto zhoršení se projevilo ve všech věkových skupinách a bylo výraznější u žen. Hlavními rizikovými faktory, souvisejícími s touto zvýšenou prevalencí, se ukázaly být pocity osamělosti, vnímání nemoci COVID-19 jako ohrožující, a některé negativní vlivy na životní styl (kvalita spánku, cvičení, finanční dopady). Vyšší úroveň resilience se naopak ukázala být protektivním faktorem.

Výsledky této studie podporují předchozí zjištění o výrazném vlivu pandemie COVID-19 nejen na fyzické zdraví populace (či její ekonomickou a sociální funkčnost), ale také na duševní zdraví a poukazují na nutnost včasně a cíleně reagovat na toto ohrožení implementací vhodné psychologické a psychiatrické pomoci tak, aby se snížilo riziko navazující pandemie duševních poruch v populaci. Výzkumný tým studie nadále pokračuje v této studii ve snaze zachytit i dlouhodobé změny v duševním zdraví v rámci neustále se prodlužujícího trvání pandemie COVID-19.