Na molekulární mechanismy nádorů, zejména na využití modulace aktivity transkripčních faktorů v cílené onkologické léčbě, se zaměřuje nově vytvořená výzkumná skupina Zdeňka Andrysíka. Vznikla v brněnském uzlu NÚVR při Biologickém ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity.
-
Vracíte se po letech zpět do Česka – máte naopak nějaká doporučení pro ty, co chtějí vycestovat třeba na postdoktorandský pobyt?
Mám – a jsou to hned čtyři věci, na které se doporučuji zaměřit. V prvé řadě je to zajištění financování zamýšleného projektu na dostatečný čas dopředu. Je naprosto běžné, že práce na dobré publikaci zabere čtyři i více let. Zeptat se svého budoucího vedoucího na jak dlouho má granty nebo zajištěnou jinou podporu, je otázka, která by měla padnout velmi brzy. Je totiž osobní tragédií, když věnujete třeba dva roky svého života, spoustu nocí a víkendů práci na projektu, který se sice slibně vyvíjí, ale pak laboratoři dojdou peníze a její činnost musí být ukončena, aniž byste mohli své nasazení ilustrovat publikovanými výsledky.
Druhým kritériem by byla kvalita vědecké práce laboratoře, nejen v nakolik významných časopisech běžně publikuje, ale i jak dobré jsou publikace samotné, jaké metody jsou používány a jak jsou získaná data analyzována a interpretována. Třetím vodítkem by pak byly osobní záměry kariérního růstu po postdoktorandském pobytu. Co chci dělat za pět let a jak mi může ta či ona laboratoř pomoci mého cíle dosáhnout. Chci zůstat v zahraničí? Chci zůstat v akademické sféře, nebo si hledat uplatnění v biotechnologické společnosti? Podporoval „group leader“ v minulosti své absolventy v jejich kariéře?
A úplně posledním kritériem by pro mě dnes bylo, kdybych sám stál znovu před rozhodnutím, kam na postdoc jít, co konkrétně laboratoř dělá. Došel jsem k závěru, že tematické zaměření pracoviště je možná přeceňovaným faktorem, s odstupem času mi to přijde trochu jako když provádíte experiment: Také je lepší být otevřen nečekaným výsledkům, než za každou cenu hledat podpůrná data pro řešení, které se už dopředu zdálo jako nejpravděpodobnější a nejvíce odpovídající jakémusi zdravému selskému rozumu.
-
Jak se vám jako vědci s několikaletou zahraniční zkušeností vracelo zpět na „rodnou hroudu“?
Vzhledem k tomu, že jsem se vždy vrátit chtěl a do zahraničí jsem odjížděl s vidinou dvouletého pobytu, jsem moc rád, že se mi podařilo být zase zpět. Jen kombinace skutečně dobrých podmínek pro práci a touha naučit se na stále nových projektech ještě více, mě zdržela.
Na tomto místě chci vzdát velký hold všem, kteří v naší vědě působí, zvláště pro mě po tak dlouhé době v cizině je ten obrovský skok kupředu markantní. A i když – ostatně jako všude na světě – je vždycky co vylepšovat a přizpůsobovat měnícím se možnostem, ale i společenským požadavkům, můžeme být hrdi na to, co se tu podařilo.
-
V čem může NÚVR napomoci tomu, aby podmínky onkologického výzkumu u nás byly ještě lepší?
Stále jsem ve fázi, kdy se seznamuji s tím, jak tady věci dnes fungují. Ale snad se nebudu vlamovat do otevřených dveří, když se zmíním o dvou oblastech, kde by, myslím, mohl NÚVR sehrát velice pozitivní roli. První je v usnadnění dalšího sdílení možností a schopností, ať už technologických, tak expertních. Začít by bylo možno třeba vytvořením jednoho místa s odkazy na centra sdílených služeb, které by mohly týmy NÚVR využít i mimo svoji mateřskou instituci a možná i za zvýhodněných podmínek. Podobný přehled by byl užitečný také pro identifikaci chybějících technologií, popřípadě by mohl zabránit zbytečnému zdvojování úsilí a vynaložených prostředků (pozn. red.: takový seznam již mezitím vznikl a je k dispozici na webu NÚVR).
Druhá oblast by se mohla týkat – jak jinak – financování projektů laboratoří NÚVR. Nikdo z nás asi netrpí nedostatkem nápadů na pilotní studie. Ve světle objemu běžně přidělovaných prostředků, například v rámci standardních grantů GAČR, mám ale dojem, že v porovnaní se zahraničím nezbývá mnoho zdrojů na malé exploratorní studie, rozvádějící nosné téma neočekávaným směrem a zároveň schopné vyprodukovat data potřebná pro vetší a méně riskantní grantovou přihlášku. Jinými slovy, aby vznikl nízkoprahový fond, který by nevyžadoval rozsáhlou projektovou přípravu a neúspěch v podobě nepotvrzení hypotézy aplikanta nijak nepoškodil.
-
Vaše výzkumná skupina se věnuje molekulárním mechanismům rakoviny. Můžete upřesnit, jakých postupů využíváte a jaké jsou hlavní cíle vašeho zájmu?
Dovolte, abych začal tím cílem: Úsilí mé laboratoře směřuje k navržení cílené protinádorové terapie využívající modulace aktivity transkripčních faktorů. Ty byly ve své většině po dlouhou dobu v tomto smyslu opomíjeny, protože existovalo jen málo nástrojů, zjednodušeně farmak, jak je ovlivnit. Situace se však naštěstí změnila.
Zaměřit se na ovlivnění transkripce je logické, protože její změny jsou charakteristické prakticky pro každý znak, kterým se nádorové buňky odlišují od normálních. Vytváří se tak závislost nádoru na změněné transkripci, kterou můžeme terapeuticky využít. Zároveň z biologické podstaty nádorového růstu vyplývá, že až na výjimečné případy bude třeba kombinovaného působení na nádorovou tkáň, protože i změn vedoucích k malignitám je obvykle vetší počet.
Ve své práci se snažím integrovat molekulárně-biologické, mechanistické postupy vysvětlující chování buněk a buněčných populací, tyto poznatky ověřit pomocí 3D modelů a experimentálních zvířat s cílem dosáhnout eliminace nádorových buněk a minimalizace nežádoucích účinků terapie. To celé by mělo být podpořeno analýzou databází vzorků nádorů poskytnutých pacienty.
-
Ve vašich publikacích si nelze nevšimnout, že se zaměřujete hlavně na transkripční faktor p53. Čím je pro vás tak zajímavý?
Transkripční faktor p53 kódovaný genem TP53 je naprosto unikátní. Jedná se o nejčastěji mutovaný nádorový supresor v našem genomu, který prostřednictvím dalších genů, jejichž transkripci stimuluje, působí protinádorově několika různými mechanismy. Vedle aktivace genu buněčné smrti (apoptózy), která je vytouženým cílem terapie, posiluje p53 transkripci genu pro zástavu dělení buněk, opravy DNA, metabolické změny nebo buněčné diferenciace. Na rozdíl od jiných transkripčních faktorů je p53 poměrně konzervativní, váže se vždy na obdobnou sadu míst v genomu – a to hlavně kvůli dvěma vlastnostem. Tou první je fakt, že sekvence nukleotidů, tedy písmen genetického kódu, který p53 k vazbě potřebuje, je poměrně dlouhá, a proto relativně přesně určuje, kde k interakci p53 s DNA může dojít. Tou druhou je schopnost p53 odemykat i neaktivní místa v genomu. To znamená, že funguje jako tzv. pionýrský transkripční faktor.
Existuje poměrně dlouhý seznam látek vyvinutých řadou farmaceutických společností, které p53 specificky aktivují, resp. zablokují odbourávaní proteinu p53, což vede k jeho akumulaci v buňkách a ke zvýšené aktivitě. Ne náhodou je TP53 nejčastěji studovaným genem ze všech, přestože jeho biologie je komplikovaná a dodnes nemáme k dispozici protinádorovou léčbu využívající cílené aktivace p53.
-
Se svým týmem ovšem vyvíjíte novou léčebnou strategii s využitím působení na protein p53. V čem spočívá a jakou vidíte perspektivu jejího uplatnění v klinické praxi?
Myslím si, že jistá nenaplněná očekávaní a zklamání z látek cíleně aktivujících p53 je potřeba vidět v perspektivě indukce p53 prostřednictvím přirozených stimulů, které vedou k p53-dependentní buněčné smrti. Například ionizující záření způsobuje rozsáhlá poškození DNA a následně apoptózu nádorových buněk ze značné části zprostředkovanou právě p53. Ovšem takové stimuly neaktivují v buňkách pouze p53, ale i jiná centra stresové odpovědi. Teprve součinnost těchto center pak vede k nevratnému spuštění pochodů ukončených buněčnou smrtí. Ze zpětného pohledu můžeme tedy říci, že by nás nemělo překvapovat, že aktivace pouze jednoho z těchto center, byť je jim mocné p53, má za následek pouze reverzibilní zástavu v buněčném cyklu, avšak apoptózu jen zřídka kdy.
Podstata kombinované protinádorové terapie, kterou jsem navrhl a chci dále rozvíjet, spočívá v současné aktivaci dvou či více systémů odpovědi na stres. Vedle p53 je to centrum integrované stresové odpovědi (ISR), jehož charakteristickým znakem je přesměrování translace, tj. výroby proteinu podle templátové mRNA, z jakéhosi „běžného provozu“ na translaci mRNA genů potřebných pro odpověď na stres. Uvažovat o terapii založené na něčem podobném, jako je blokování buněčné „výroby“ proteinů, se na první pohled může zdát jako nesmysl, protože vyrábět nové proteiny přece potřebujeme nutně k přežití, no ne? To je sice pravda, ale ještě náročnější na neustálý přísun nových proteinů jsou nádorové buňky, které jsou kvůli svému neefektivnímu metabolismu doslova životně závislé na vysoké intenzitě translace. Vzniká tak zranitelné místo, které lze terapeuticky využít. Například koncem devadesátých let byl pro léčbu HIV schválen inhibitor virové proteázy nelfinavir (Viracept), jehož vedlejším efektem byla indukce ISR a zmíněné přesměrování translačních mechanismů, které se však u pacientů překvapivě obešlo bez významnějších vedlejších účinků.
Na spojitost mezi p53 a ISR jsme přišli v rámci jedné mechanistické studie, když jsme odhalili negativní zpětnou vazbu mezi oběma centry stresové odpovědi, kterou jsme přerušili právě použitím nelfinaviru. Výsledkem byla posílená odpověď na aktivaci p53 a masivní apoptóza nádorových buněk. U experimentu na myších modelech docházelo k podobně silné synergii – nádory přestávaly růst a všechna pokusná zvířata přežila po celou dobu terapie, zatímco z ostatních skupin nepřežilo ani jediné.
Nejen já považuji tuto kombinaci látek za velmi perspektivní základ pro další vylepšení cílené terapie a důležitý krok k využití obrovského potenciálu, který indukce nejvýznamnějšího nádorového supresoru p53 skýtá. V odhadech klinického uplatnění bych však chtěl být realistický. Je před námi ještě dost práce, a už se mnohokrát stalo, že slibný koncept byl opuštěn, protože fáze preklinických studií nebyla dostatečně důkladná.
-
Čeho si ze svých dosavadních vědeckých výsledků či zkušeností ceníte nejvíce?
Nejvíce asi poslední práce, kterou bych chtěl dále rozvíjet jako klíčový výzkumný program mé laboratoře, ale jsou i další studie, ke kterým se rád vracím. Podařilo se nám například dobře zmapovat síť genů pod kontrolou p53 a HIF1A a vytvořit koncept, podle kterého se dají s dobrou spolehlivostí rozlišit přímo a nepřímo regulované geny, což je důležité pro pochopení obecných, konzervovaných funkcí jednotlivých transkripčních faktorů.
Ohledně zkušeností bych si rád udržel naivní odvahu člověka, který nevěděl, že něco není možné, a proto to dokázal. Profesor Espinosa mi nedávno řekl, že nejoblíbenější z našich společných publikací je pro něj genetický screen založený na souběžné detekci dvou proteinů kontrolovaných p53, jednoho jaderného a druhého mitochondriálního – a to pomocí průtokové cytometrie. Když jsem mu záhy po příchodu do laboratoře projekt navrhl, myslel si, že jsem se zbláznil, protože k detekci těchto proteinů je třeba dvou odlišných postupů fixace buněk, a měřit oba dva zároveň nejde. Ale nechal mě, ať si prsty spálím sám, když jeho pochybnostem nevěřím. Nicméně se mi nakonec detekční protokol odladit podařilo, experiment jsem úspěšně provedl a od té doby jsem si získal jeho důvěru a velkou volnost v tom, čemu se v laboratoři mohu věnovat.
-
Kdyby to záleželo jen na vás, jakého cíle byste si přál ve svém výzkumu a se svými kolegy jednou dosáhnout?
Rozhodně dotáhnout protinádorovou terapii založenou na cílené aktivaci p53 do fáze klinických zkoušek.
-
Je podle vás důležité, aby skupinu spojovalo ještě něco jiného než „jen“ výzkum?
Pokud se spolupracovníci dokážou potkávat i mimo pracovní prostředí, je to, myslím, vždy dobrým znakem fungujícího kolektivu. Hodně to asi zaleží na tom, jak je výzkum ve skupině organizován. Ze své zkušenosti mohu potvrdit, že existuje poměrně široké spektrum – od vyloženě konkurenčního prostředí až po velmi kolaborativní. Určitá rivalita je asi v pořádku, ale nechvalně známá praxe, kdy jsou na jeden projekt přiděleni dva postdoci, a kdo dřív problém vyřeší, bude prvním autorem společné publikace, je určitě špatná, bez respektu k času a úsilí lidí. Navíc může zadělávat na nejrůznější problémy. Být dobrým vedoucím asi znamená najít nějakou střední cestu. Je mi bližší přizpůsobit projekt motivaci a schopnostem člověka než naopak.
Jedna z aktivit, které bych se chtěl, pokud to jen trochu půjde, v rámci laboratoře věnovat, je určitá forma dobrovolnické činnosti, například občasné zapojení do aktivit neziskových organizaci typu Ligy proti rakovině. Alespoň pro mne, nelékaře, jsou podobná setkání cennou připomínkou, proč to vlastně celé děláme.
