Vědci se dokázali semknout
Biotechnologické a biomedicínské centrum BIOCEV začalo pomáhat s testováním vzorků už na začátku pandemie. „Byla to ukázka obrovské solidarity a soudržnosti,“ říká Pavel Martásek, ředitel centra. Pandemie podle něj ukázala, že odpovědi nedává politika, ale věda.
Jak na tom byl český vědecký výzkum před pandemií?
Díky národním i evropským investicím do velkých výzkumných center, jako je BIOCEV a další, se v poslední dekádě podařilo významně pozvednout úroveň české vědy. Zejména díky špičkovým přístrojům, které převyšují kvalitou i jiná pracoviště ve světě. Dalším milníkem bylo zapojení laboratoří do mezinárodních výzkumných konsorcií, což zvyšuje úroveň jejich expertízy, efektivity a posiluje i jejich význam a důležitost v rámci mezinárodního výzkumného prostoru. Také mě těší, že se podařilo přilákat ze zahraniční mnoho vědeckých kapacit. Včetně Čechů, kteří odešli takříkajíc na zkušenou.
A co se během pandemie ve výzkumu změnilo, přinesla doba i nějaké pozitivní impulzy?
Pandemie covidu nám ukázala, že odpovědi a řešení nejsou v politice, ale ve vědě. V krátkém čase se podařilo mobilizovat vědecké týmy, které dokázaly o novém druhu koronaviru zjistit obrovské množství informací. To nám značně pomohlo v obraně i útoku. Například intenzivním testováním a sekvenováním i rychlým vývojem a validací nových vakcín a léků proti covidu-19. Během pandemie jsme byli svědky zcela bezprecedentní situace a úžasné mezinárodní spolupráce, kdy státy masivně investovaly s jedním cílem. Jak se říká – vše špatné je k něčemu dobré.
Vydrží změny i v dobách klidu, tedy po pandemii?
Pevně věřím, že ano. V souvislosti s přípravou na další možné pandemie, ale také vývojem účinnějších látek či vakcín lze předpokládat nové investice do výzkumů na poli přírodních věd jako biotechnologie a biomedicína, především pak virologie, genetika, molekulární biologie a další. Důkazem je i aktuální debata o vybudování národního virologického centra.
Pandemie jednou skončí, ale stále tady zůstávají onkologická onemocnění, kardiovaskulární choroby, diabetes, infekční nemoci, obrovská skupina vrozených geneticky podmíněných chorob nebo poruchy reprodukce. I v této oblasti výzkumu však zůstávám optimistou. V minulosti bylo v našich silách tyto problémy pouze popsat, nikoliv najít jejich příčinu. Dnes umíme porozumět původu onemocnění až na molekulární úrovni. Díky tomu lze navrhnout řešení, které v konečné fázi může vést až k výrobě potřebného léku nebo stanovení léčebné metody, a tím i k záchraně mnoha životů.
Naučil se soukromý sektor pracovat s výzkumem a výzkumníci zároveň komercionalizovat svoje výsledky?
Byť je u nás stále řada legislativních či administračních bariér, situace s komercializací i spolupráce soukromého sektoru se stále zlepšuje. Například Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd systematicky komercializuje a převádí výsledky základního výzkumu do praxe. Třeba patenty antivirotik profesora Holého. Po výzkumu a vzdělávání je transfer znalostí a technologií v BIOCEV třetím pilířem. Dříve či později vede základní výzkum k aplikovaným, prakticky využitelným výstupům. To se už jednoznačně děje. Například vývojem nadějné látky, která přímo zasahuje mitochondrie nádorových buněk a úspěšně prošla první fází klinických testů. Nebo definováním zcela nové kategorie protinádorových léčiv zvaných migrastatika, zaměřených na metastazování nádorů.
Co by dál pomohlo k většímu propojení výzkumu a praxe?
Na straně Univerzity Karlovy i Akademie věd určitě pomohlo založení Centra pro přenos poznatků a technologií, respektive Centra transferu technologií AV ČR. Vědci tak mají možnost konzultací a služeb při uplatňování výsledků výzkumu v praxi. Obě centra pomáhají vědeckým týmům s konkrétními případy komercializace výsledků, analýzou potenciálu praktického uplatnění, strategií ochrany duševního vlastnictví i smluvním zajištěním spoluprací s aplikačním sektorem.
K většímu propojení by také přispělo zvýšení povědomí o službách a technologiích, které nabízejí průmyslu česká výzkumná centra. BIOCEV již navázal řadu spoluprací s aplikační sférou. Jde třeba o výzkum v oblasti modifikace genů, (pre)klinické zkoušky potenciálních léků na nádorová onemocnění, vývoj nových vakcín, vazebných molekul a mnoho dalších projektů.
Na to, abychom se pokusili dostat pandemii pod kontrolu, potřebujeme vědět, s jakými mutacemi máme tu čest a jak se chovají. Nové varianty se odhalují pomocí sekvenování vzorků. Co brání jeho větší rychlosti a systematičnosti?
Dosud nebyl vypracován postup na systematický sběr vzorků z populace, sekvenuje se chaoticky a výsledky nemají populační relevanci. Jsme v tomto odkázáni na zdravotnická pracoviště a Státní zdravotní ústav a jde to ztuha. Absence metadat jednak neumožňuje zadávat získaná data do databází a nemůžeme je ani dobře zanalyzovat epidemiologicky. Problém se řeší už poměrně dlouho.
BIOCEV sice peníze od státu nedostává, ale také sekvenuje.
Ano, naši kolegové z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v centru BIOCEV postupně zavedli protokoly sekvenace i bioinformatické analýzy. Zatím sekvenují na základě vlastního nadšení. Do práce se zapojila desítka lidí a odpracovali dobrovolně odhadem 350 hodin.
Peníze na sekvenaci dostanou od státu jen příspěvkové organizace státu. Soukromé laboratoře a vysoké školy ne. Jaké dopady může mít to, když se nesekvenuje více?
Unikne nám epidemiologicky nebo klinicky významná varianta viru, ať již dovezená z ciziny, nebo „vyšlechtěná“ zde. Naše sekvenace jasně ukazují, že virus se mění. Téměř každý vzorek je unikátní, liší se alespoň v jednom písmenu. Pokud se některý mutant začne prosazovat v populaci, potřebujeme to zjistit co nejdříve, aby šlo na místě zakročit, jinak nás může překvapit jako v lednu. Hovoří se o potřebě sekvenovat pět až deset procent pozitivních vzorků. To je naprosto reálné. Víme, že kapacity jsou a cena není vysoká (zhruba 2000 korun na vzorek). Je potřeba se jen dobře zorganizovat se zdravotnickým a soukromým sektorem a dostat za to zaplaceno.
V dubnu přišel BIOCEV s tím, že jste připravení na pravidelné testování na covid pro firmy PCR testem a odběrem vzorků ze slin. Cena pro firmy vychází na 400 korun za vzorek, jak se vám podařilo snížit náklady?
Díky několika faktorům. V první řadě tzv. samoodběrem zaměstnanců i vlastní registrací vzorků pomocí čtečky a kódu na dně zkumavky. Vědcům z Biotechnologického ústavu AV ČR v centru BIOCEV pomáhá v testování také robotika, čímž odpadá potřeba náročné manuální izolace RNA. Při objemu desítek vzorků týdně činí cena pro školy 350 korun, pro firmy 400 korun bez DPH za vzorek. Výsledky testu jsou známy prostřednictvím SMS do tří až šesti hodin. Výhodou je také získání certifikátu pro pracovní cesty do zahraničí.
Kolik vzorků jste měsíčně touto metodou schopni otestovat?
Aktuální kapacita PCR testování v BIOCEV je 1000 vzorků denně. V návaznosti na poptávku firem a škol můžeme tento počet navýšit až na 2000 vzorků denně.
Cena PCR testu na odběrových místech vychází na zhruba 1500 korun, mluví se o tom, že by se měly zlevnit vládním zastropováním. Zlevnit by mohly ale i díky tomu, kdyby se více využívaly pro testování zaměstnanců firem a dětí ve školách, případně kdyby je stát dotoval. Co brání tomu, aby se PCR testy více využívaly?
Teď jsou to především náklady, i když ceny v BIOCEV jsou již téměř srovnatelné s antigenními testy, a také stále nedostatečná státní podpora. Stručně řečeno – kdo chce testovat, použije antigenní testy, kdo chce odhalit nakažené, použije PCR testy. Zcela jistě se jedná o veliké ponaučení pro zachycení příštích vln jakýchkoli pandemií v zárodku.
Na konci března jste spolu s Biologickým centrem AV ČR na základě preklinické studie na myších potvrdili, že nová protilátka vyvinutá mezinárodním týmem vědců ze švýcarského Biomedicínského výzkumného ústavu funguje na britskou, jihoafrickou i brazilskou mutaci. Látka by mohla fungovat jako lék pro už nakažené, ale i preventivně jako očkování. Můžete už teď po preklinické fázi výzkumu říci, jak významný posun to znamená pro boj s pandemií?
Reálně to je velice mocný nástroj, který dokáže velmi efektivně blokovat současné mutace. Důležitá je však samotná technologie, která umožňuje relativně rychle se přizpůsobovat dalším mutačním variantám vzbuzujícím obavy. Důležité je, že kolegové z Českého centra pro fenogenomiku v BIOCEV vyvinuli model na rychlé, finančně velmi efektivní testovaní nejen protilátek, ale i léků a dalších terapeutických postupu proti různým variantám SARS2. To je unikátní přínos našich vědců, který poskytl výzkumné komunitě velice mocný nástroj pro boj s epidemií.
U kontrolní skupiny myší, které se podávala monoklonální protilátka, virus rychle mutoval a stal se rezistentní během dvou dnů. Nově vyvinutá protilátka je bispecifická, to znamená, že je to směs dvou přirozených protilátek. V čem je unikátní a jaké má výhody?
Bispecifická protilátka je unikátní v tom, že spojuje dvě různé protilátky do jedné molekuly. To přináší řadu nesporných výhod. Jednak tato molekula cílí současně na dvě nezávislá místa ve struktuře viru, což brání viru uniknout útoku protilátky, a zároveň to brání mutacím, protože je velmi nepravděpodobné, aby virus mutoval na těchto dvou místech současně. Jednak tato molekula nahrazuje drahou směs přirozených protilátek za zlomek nákladů, což z ní činí ideálního kandidáta pro léčbu i v chudších oblastech světa.
Běžné myši koronavirus dostat nemohou, jak jste docílili toho, aby se u nich projevil stejně jako u člověka?
Vědci použili jiný neškodný virus, který v sobě nesl genetickou informaci pro tvorbu specifického lidského proteinu (Ace2), který právě SARS-CoV-2 rozpoznává jako vstupní bránu do lidských buněk. Jakmile se tímto virem myši nakazily, začaly jejich buňky v plicích tvořit lidsky protein a tím se staly také citlivé k infekci.
Jak to vypadá s další fází výzkumu této protilátky, tedy klinickým testováním na lidech?
V tuto chvíli už švýcarský tým vyjednává s potenciálním partnerem z farmaceutického průmyslu. Doufáme, že bude možné brzy zahájit klinickou studii na lidech.
Co se BIOCEV naučil z pandemie? Co jste se sami o sobě a světě kolem sebe dozvěděli?
Pandemie prokázala, že jsme schopni rychle reagovat na globální výzvy. Spolu s dalšími vědecko-výzkumnými pracovišti jsme se pohotově zapojili do testování a výrazně přispěli ke zvládnutí krizové situace. Tehdy se nám přihlásilo přes sto dobrovolníků z řad zaměstnanců BIOCEV. Pomáhali s infekčním i neinfekčním materiálem, izolací a manipulací s RNA, metodou PCR, administrativou a logistikou. Obrovskou výhodou bylo, že už byli vyškolení a měli zkušenosti s manuální izolací vzorků, detekcí i obsluhou přístrojů. Byla to ukázka obrovské solidarity a soudržnosti. BIOCEV byl postaven proto, aby pod jednou střechou spolupracovaly týmy nadšených a dobře připravených vědců z šesti ústavů Akademie věd a dvou fakult Univerzity Karlovy. V případě pandemie se spojily především virologické laboratoře a výzkumné infrastruktury Přírodovědecké fakulty UK, 1. lékařské fakulty UK, Biotechnologického ústavu AV ČR a Ústavu molekulární genetiky AV ČR.
Zdroj: Lidové noviny, 5. června 2021, autorka: Markéta Rizikyová
