Zpráva o návštěvě Caltechu

21. 7. 2012 / Boris Cvek

Zpráva o návštěvě Caltechu v rámci projektu OPVK CZ.1.07/2.3.00/20.0062, který je řešen na Katedře buněčné biologie a genetiky Univerzity Palackého pod vedením prof. Z. Dvořáka. Tento projekt je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Kalifornský technologický institut (California Institute of Technology, Caltech) je vedle MIT (Massachussets Institute of Technology) nejlepší vysokou školou technického zaměření v USA. Mluvit však o "technickém" zaměření v českém smyslu by bylo ošidné, protože na Caltechu můžete studovat i historii, angličtinu nebo filozofii přírodních věd (pro anglosaské pojetí přírodních a technických věd je blízkost filozofii a humanitním vědám typické).

Caltech je rozdělen na 6 základních oborů: 1. biologie, 2. chemie a chemické inženýrství, 3. inženýrství a aplikované vědy, 4. geologické a planetární vědy, 5. humanitní a sociální vědy, 6. fyzika, matematika a astronomie. K tomu je třeba připočíst "interdisciplinární programy", kam patří třeba biochemie, planetární astronomie nebo neurální systémy.

Caltech sídlí v malebném městě Pasadena (asi 140 000 obyvatel) nedaleko od Los Angeles. Město je to upravené, plné kvetoucích rostlin, bohaté a prosperující. Na severu se nad ním tyčí až do výše kolem 3000 metrů nepřehlédnutelné Hory sv. Gabriela (San Gabriel Mountains).

Základní "mise" Caltechu se dá do češtiny přeložit takto: "rozšířit lidské poznání a prospět společnosti prostřednictvím výzkumu spojeného s výukou. Zkoumáme fundamentální problémy, ty největší výzvy ve vědě a v technologiích v jednotné, kolegiální a mezioborové atmosféře, a tím zároveň vzděláváme vynikající studenty, aby se stali kreativními členy společnosti."

K prosinci 2011 bylo na Caltechu 297 profesorů, 95 emeritních profesorů a celkově v rámci kampusu asi 3900 pracovníků. Ale studentů na Caltechu je v akademickém roce 2011-2012 pouhých 2231 (opravdu tak málo). Počet Nobelových cen, nějak spojených s Caltechem, je 32 -- nositelů je o jednoho méně, protože jeden z nich dostal Nobelovy ceny dvě. Tímto člověkem byl Linus Pauling, nositel Nobelovy ceny za chemii (teorie chemické vazby) a Nobelovy ceny za mír (za jeho dlouhodobý protiválečný aktivismus). Pauling ovšem bádal i v oblasti biomedicíny a molekulární genetiky. Druhou velmi známou postavou z historie Caltechu je Richard Feynman, nositel Nobelovy ceny za fyziku (práce na kvantové elektrodynamice) a autor nejslavnějších vysokoškolských přednášek z fyziky (vyšly i v českém překladu). Dodnes na Caltechu přednáší několik nositelů Nobelovy ceny (např. David Baltimore).

Podle anglické wikipedie Caltech spravoval v roce 2011 330 milionů USD ve formě sponzorovaného výzkumu a skoro dvě miliardy USD jako "endowment" (dary přátel a absolventů školy). Pro období 2011-2012 byl Caltech vyhodnocen podle Times Higher Education žebříčku jako nejlepší vysoká škola na světě (poprvé někdo předběhl Harvard).

Jak jsem se dostal ke spolupráci s  týmem z Caltechu? Bylo to v roce 2007, když jsem psal svůj článek do časopisu Current Pharmaceutical Design. Tehdy jsem vycházel z četby stovek publikovaných prací o biologické aktivitě (tedy jak tyto látky působí na buňky, zvířata, lidi) látek, jež se nazývají dithiokarbamáty. Chemií těchto látek jsem se zabýval již dříve v rámci mé disertační práce z anorganické chemie. K těmto látkám patří mimo jiné také antabus (neboli disulfiram) a o svém výzkumu protinádorové aktivity antabusu jsem psal do Britských listů už mnohokrát (http://www.blisty.cz/art/63822.html). V roce 2007 jsem dospěl k názoru, že důležitý druh biologické aktivity dithiokarbamátů je spojený s tím, že v organismu tvoří sloučeniny s kovy, zejména s mědí a zinkem, a tyto sloučeniny jsou schopny chemicky reagovat s částí některých bílkovin, která se nazývá JAMM doména.

JAMM doména a její funkce byla objevena někdy kolem roku 2000 jako "tajemná proteáza" (enzym, který štěpí bílkoviny na menší části) dvojicí Yao&Cohen (článek v  Nature 2002) a mnohem podrobněji byla popsána týmem profesora Deshaiese z Caltechu (Cope et al. a Verma et al. Science 2002, Ambroggio et al. PLoS Biology 2004). V létě 2007 jsem si psal o své hypotéze s profesorem Kodadekem, který byl tehdy šéfem translačního výzkumu (tj. výzkumu zaměřeného na přenášení poznatků z laboratoře do reálné léčby pacientů v nemocnicích) na jedné univerzitě v Texasu. Nebyl jsem Kodadekovi nikým doporučen, prostě jsem mu napsal mail o své hypotéze a potřebě jejího testování a on mi odpověděl (psal jsem si tehdy i s profesorem Finleyem z Harvard Medical School). Velmi ho to zaujalo a byl ochoten můj nápad testovat ve své laboratoři, vhodnější se mu však zdálo, abych se obrátil přímo na Deshaiese. To jsem udělal už dříve několikrát bez jakékoli odpovědi. Na Kodadekovo doporučení jsem to zkusil ještě jednou a vyšlo to (myslím, že Kodadek tehdy intervenoval). Deshaies se mi omluvil, že nereagoval na mé maily, a velmi zdvořile vytýčil několik argumentů, proč mou hypotézu nemá smysl testovat.

Nebyl jsem vychovaný k tomu, abych oponoval autoritám, ale nakonec mne na procházce v lese napadlo, že žádný z argumentů tohoto slavného profesora není dobrý. Dnes si myslím, že je použil záměrně, aby otestoval, zda věci opravdu rozumím a jdu si za ní. A tak jsem sebral odvahu a napsal mu mail, v němž jsem bodu po bodu vyvrátil jeho argumenty. Byl jsem si téměř jist, že se mi už nikdy neozve. Opak byl pravdou... téměř obratem jsem dostal mail o tomto znění: "Pošli mi své sloučeniny, budeme to testovat." A od té doby toto dobrodružství pokračuje. Deshaiesova laboratoř postupně vyvíjela metody, jak stanovit aktivitu purifikovaných (vytáhnutých z buňky a očištěných od jiných příměsí) JAMM doménových bílkovin. Jednu dobu se zdálo, že je má hypotéza potvrzena, v jinou dobu naopak -- jeden z rozhodujících testů má proběhnout v příštích týdnech.

Laboratoř profesora Deshaiese má publikace (často počet autorů nepřesáhne číslo pět) v těch nejlepších vědeckých časopisech, jako jsou Nature, Science, Cell. Spolu s profesorem Joazeirem byl nedávno pozván napsat kapitolu do elitních Annual Reviews in Biochemistry. Dá se říci, že jeho tým dnes patří k nejlepším pracovištím v oblasti molekulární biologie na světě. Od samého začátku se mne však nikdy neptal na to, kolik mám publikací, kolik mám citací atd. (v roce 2007 jsem byl úplná vědecká nula z hlediska veškeré scientometrie), záleželo mu pouze na tom, jak dokáži diskutovat o výsledcích jejich testů a jak formuluji svou hypotézu. S tím jsem byl také pozván (spolu s prof. Zdeňkem Dvořákem, vedoucím Katedry buněčné biologie a genetiky na olomoucké univerzitě, kde působím) na Caltech před rokem v červenci v rámci korespondence s prof. Deshaiesem. Cestu jsme uskutečnili letos v červenci v rámci projektu OPVK CZ.1.07/2.3.00/20.0062, který je zaměřený na rozvíjení spolupráce s vysoce prestižními pracovišti v USA.

Měl jsem na Caltechu asi hodinovou přednášku s názvem "Disulfiram jako neziskové léčivo a mechanismus jeho účinku v léčbě rakoviny". Posluchači byli prof. Deshaies a členové jeho laboratoře (přikládám fotografii, kde jsem já na začátku přednášky a prof. Deshaies v zelené košili s krátkým rukávem). Diskuse probíhala zcela spontánně, prostým skákáním do řeči. Vůbec celá atmosféra na Caltechu je velmi neformální a otevřená. V první části přednášky jsem argumentoval proti přístupu, který se snaží racionálně najít nová léčiva, a poměrně mne překvapilo, že náš hostitel zastává stejnou "kacířskou" tezi jako já: že objev účinného léku je vždy náhoda. Shodli jsme se také na tom, že vysvětlení mechanismu účinku může přijít až dlouho poté, co je lék úspěšně používán v léčbě pacientů. Zdůrazňoval jsem také nízkou cenu antabusu, jeho dostupnost, malé nežádoucí vedlejší účinky. Zdálo se, že jsem dokázal posluchače celkem přesvědčit i o tom, že účinnou látkou, potlačující rakovinu, není disulfiram sám, ale jeho komplex s mědí. Otevřeným problémem však zůstává druhá část mé přednášky o tom, co tento komplex vlastně dělá v buňkách, s čím reaguje atd. Jak už jsem zmínil, klíčový test by měl proběhnout v příštích týdnech.

Mimo přednášku jsem individuálně diskutoval s asi pěti členy Deshaiesovy laboratoře o jejich výzkumu a o možném překrývání jejich tématu s mým tématem. Další diskuse pak byla s Deshaiesem samotným, který mi ukazoval detailní výsledky jejich testování mé hypotézy, doporučil mi další kontakt na člověka, který má nový nástroj, jak objasnit mechanismus účinku léčiv na buněčné úrovni, diskutovali jsme také možnou aplikaci poznatků v rámci drobných firem, zaměřených na vývoj nových léků.

Prostředí je na Caltechu velmi dělné, aspoň podle mého dojmu. Doktorandi a postdoci mají každý své téma a s tímto tématem publikují prvoautorské publikace v těch nejlepších časopisech. Všichni členové laboratoře (až na dvě výjimky), kteří tam byli v roce 2007, už jsou pryč -- lidé se tam "točí", získávají zkušenost s tím nejlepším výzkumem, publikují článek dva a odcházejí na stálejší místa do byznysu nebo akademické sféry jinam.

Naše spolupráce s Caltechem je zaměřena primárně na to, s čím chemicky reaguje sloučenina disulfiramu s mědí v buňkách. Rozměr klinický, možnost léčit rakovinu (zejména prsu) pomocí disulfiramu, by měl přijít na řadu v září, kdy jedeme na pozvání profesora Sukhatmeho na Harvard Medical School do Bostonu (zatím však ještě stále není jasný přesný termín). Mým hlavním cílem bude přesvědčit tamější lidi, že má smysl začít testovat disulfiram systematicky na klinické úrovni, a podílet se na přípravě takových klinických testů.

Oborové rozdělení Caltechu: ZDE

Základní fakta o Caltechu: ZDE

Caltech na wikipedii: ZDE

Pasadena ZDE

Laboratoř profesora Deshaiese ZDE

0
Vytisknout
3078

Diskuse

Obsah vydání | 24. 7. 2012