Znovu a lépe! Tak zní motto výzkumné skupiny Romana Hrstky, která je součástí NÚVR a působí v Masarykově onkologickém ústavu. Jejím hlavním záměrem je identifikovat, vyhodnotit a zavést do klinické praxe specifické nádorové biomarkery, které mohou být využity jako terapeutické cíle, umožní zdokonalit diagnostiku, sledovat minimální reziduální nemoc či detekovat přítomnost metastáz nebo předpovědět riziko jejich vzniku. A protože by výzkum nebyl možný bez vzorků lidské tkáně, je osobnost Romana Hrstky spojena i s organizací, rozvojem a kultivací biobankingu u nás i v Evropě.
-
Specifické nádorové biomarkery, to je svatý grál, který hledá mnoho výzkumných týmů – jdete v něčem jinou cestou než hlavní proud?
Máte naprostou pravdu, řada výzkumných týmů jak u nás, tak ve světě, se zaměřuje na nádorové biomarkery. Nicméně aby výzkum dával smysl a byl financovatelný, musí být originální a mít přidanou hodnotu minimálně pro vědeckou komunitu svým přínosem k poznání, optimálně pak pro celou společnost.
Takže abych odpověděl na vaši otázku, v podstatě každý výzkum by měl jít – alespoň zdánlivě – tak trochu proti proudu, aby mohl přinést něco nového. Věřím, že i náš výzkum tyto parametry splňuje. Jako příklad bych uvedl protein AGR2 (anterior gradient 2) patřící do rodiny tzv. protein disulfid izomeráz, jehož výzkumem se zabývám už téměř 15 let. Změny jeho exprese jsou asociovány se zánětlivými onemocněními gastrointestinálního traktu i s rozvojem řady karcinomů, například mléčné žlázy, slinivky břišní, střeva, plic, ovarií, prostaty a jater, a také s jejich metastazováním. AGR2 je tedy dobrým kandidátem na to být diagnostickým onkologickým markerem. Na začátku jsem měl naprosto protichůdné výsledky než kolegové ve Francii. Důvodem, jak se později ukázalo, byla skutečnost, že oni se zabývali úlohou extracelulárního proteinu, zatímco já studoval funkce intracelulárně lokalizovaného proteinu v nádorových buňkách…
-
Využíváte ve své práci standardně dostupné moderní technologie, nebo vyvíjíte i své vlastní? A proč?
Ve Výzkumném centru molekulární aplikované onkologie, RECAMO, máme k dispozici nejnovější „state of the art“ zařízení a technologie aplikovatelné v onkologickém výzkumu. Nicméně nároky na vlastní výzkum jsou často značně specifické a dostupné technologie v mnohém ne zcela vyhovující. Proto se u nás zaměřujeme i na vlastní vývoj nových metod, reportérových systémů, biosenzorů a podobně, které by měly být dostatečně citlivé a v ideálním případě by představovaly levnější a rychlejší alternativu ke stávajícím řešením.
-
Vývoj nových detekčních metod a zařízení, konkrétně biosenzorů, vyžaduje široké mezioborové nasazení. S jakými specializacemi, obory a institucemi nejvíce spolupracujete – v rámci NÚVR i mimo něj?
Multioborová spolupráce je v této oblasti výzkumu skutečně nezbytná. V našem případě jde zejména o spolupráci s různými klinickými pracovišti v rámci Masarykova onkologického ústavu, například s Klinikou komplexní onkologické péče nebo Oddělením urologické onkologie, mimo ně je to pak především Gynekologicko-porodnická klinika LF MU ve Fakultní nemocnici Brno.
Současně je třeba zmínit, že se nemusí jednat pouze o spolupráce z hlediska poskytnutí klinického materiálu a medicínských dat. Úspěšně spolupracujeme v oblasti designu studií, transferu technologií, výběru vhodných biomarkerů nebo specifických analýz nedostupných na našem pracovišti. V tomto ohledu nám velmi pomohlo zapojení se do Národního ústavu pro výzkum rakoviny, jehož cílem je vytvoření celorepublikové sítě spolupracujících pracovišť provádějících špičkový výzkum v oblasti onkologie. Zejména bych zmínil spolupráci s prof. Hockem (ÚOCHB AV ČR), jehož tým nám vychází vstříc v rámci organické syntézy značených nukleotidů, nebo spolupráci s doc. Bouchalem (Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity) zaměřenou na identifikaci nových biomarkerů pomocí proteogenomických analýz.
Rovněž spolupracujeme a využíváme zkušenosti zahraničních pracovišť, třeba v oblasti nanotechnologií (prof. Gómez Ruiz, Universidad Rey Juan Carlos, Madrid), materiálové chemie a bioinženýrství (Dr. Melnik, Austrian Institute of Technology, Vídeň) nebo při samotném vývoji některých elektrochemických biosenzorů (prof. Campuzano, Universidad Complutense de Madrid, Madrid).
-
Ve svém výzkumu se soustředíte mj. i na testování organokovových sloučenin jako možných diagnostických sond i protinádorových léků. Jak fungují a v čem vidíte jejich potenciál?
Tento výzkum je založen na dlouhodobé spolupráci s doktorem Karbanem z Ústavu chemických procesů AV ČR a doktorem Pinkasem z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Organokovové sloučeniny kombinují organické ligandy s centrálním kovovým atomem, což jim umožňuje specifické interakce s různými biomolekulami a díky tomu mohou fungovat nejen jako účinné protinádorové látky, ale také jako diagnostické sondy s vysokou selektivitou. Jejich potenciál spočívá zejména v tom, že lze jejich strukturu velmi flexibilně upravovat – například měnit typ kovu nebo ligandy –, a tím cíleně ovlivňovat jejich biologickou aktivitu, stabilitu nebo schopnost selektivně působit na nádorové buňky. Celkově tedy vnímám organokovové sloučeniny jako velmi perspektivní nástroje, které mohou v budoucnu rozšířit možnosti cílené diagnostiky i terapie, nejen u nádorových onemocnění.
-
Výzkum nových biomarkerů se neobejde bez testování na lidských biologických vzorcích. Tím se dostáváme k tomu, že působíte i ve funkci výkonného ředitele Banky biologického materiálu MOÚ a současně jako národní koordinátor výzkumné infrastruktury BBMRI.cz, tedy Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure of the Czech Republic. Jakou roli v jejím vzniku a existenci sehrál a sehrává MOÚ?
Biobanka MOÚ je jednou z nejstarších českých biobank, funguje už od roku 2000. Tehdejší vedoucí, pan primář Nenutil, pak stál u zrodu „národního uzlu BBMRI“ v rámci panevropského projektu z ESFRI Roadmap. Vznikla tak síť bank biologického materiálu, tenkrát nazvaná BBMRI_CZ, která byla tvořena čtyřmi pracovišti z velkých univerzitních nemocnic v Plzni, Praze, Hradci Králové a Olomouci a národním koordinátorem, kterým se stal Masarykův onkologický ústav. V současnosti je tato distribuovaná velká výzkumná infrastruktura tvořena osmi členskými biobankami spravovanými šesti mateřskými institucemi.
-
Slovo banking se do češtiny překládá jako bankovnictví ve smyslu systému, ale také bankování ve významu označujícím proces. Kterému z uvedených slov dáváte v kontextu biobankingu přednost?
Já osobně upřednostňuji anglický termín biobanking, ale řekl bych, že v českém jazyce už se zažil i výraz biobankování. Bohužel, obecně si myslím, že jsme stále ve fázi, kdy řada českých občanů o biobankách, biobankingu či biobankování neslyšela.
-
A jak je na tom se znalostí vámi nabízených služeb a s jejich využíváním vědecká komunita?
V určité fázi či oblasti výzkumu nestačí testování na buněčných liniích (in vitro) či zvířecích modelech (in vivo), protože tyto modelové systémy dostatečně nedokážou simulovat komplexnost v lidských tkáních. V těchto situacích je potřeba využít reálný biologický materiál. Ať už se jedná o diagnostické metody, charakterizace vzniku nemoci, vývoj nového léku či identifikace nových biomarkerů.
Přestože se do všech výše zmíněných oblastí propisuje řada různých oborů, musím říci, že stále vidím rezervy ve zvyšování povědomí o nabízených službách BBMRI.cz. Proto máme v týmu také kolegyně, které se mimo jiné přímo zaměřují na komunikaci s potenciálními uživateli, tudíž každá příležitost ke zviditelnění biobank mezi vědci, pacienty i širokou veřejností je vždy velmi vítána.
-
Připomeňte, jak vlastně biobanking funguje?
Biobanking je proces shromažďování, zpracování a dlouhodobé archivace biologického materiálu za standardizovaných a monitorovaných podmínek v biobance. Tomuto procesu vždy předchází souhlas dárce/pacienta s využitím nepotřebných zbytků odebraného materiálu po diagnostice nebo s odběrem materiálu pro vědecko-výzkumné účely a s jeho uložení v biobance. Tento materiál je poskytnut pouze v případě doložení nezbytných podkladů žadatelem a následného kladného posouzení etickou komisí a poradního orgánu dané biobanky.
Důležité je také zmínit, že v případě změny názoru u dárce/pacienta lze tento souhlas kdykoli odvolat, a vzorky jsou poté zlikvidovány.
-
Je obtížné získat od pacientů informovaný souhlas s uložením jejich biologického materiálu v biobance? S jakými reakcemi se setkáváte a jsou v tomto ohledu ve veřejnosti nějaké předsudky, obavy? Jak to vlastně řeší legislativa u nás a v Evropě?
Před několika lety se prováděl ve čtyřech zemích EU průzkum, zda by lidé byli ochotni poskytnout materiál ze svého těla pro výzkumné účely. Přibližně 80 % dotázaných reagovalo pozitivně. V MOÚ drtivá většina dárců dobrovolně bez jakýchkoli výhrad souhlasí, že rádi podpoří výzkum, aby mohli z nových metod, léků či poznatků těžit další lidé či pacienti, kteří s onemocněním zápasí, resp. budou zápasit v budoucnu. Vnímám, že mezi lidmi je řada obav, ale většina z nich si je vědoma, že bez výzkumu a vývoje se nových léčebných či diagnostických postupů nedosáhne. Legislativa umožňuje tento souhlas odvolat, kdykoli si dárce přeje, a s tím je vázána i likvidace jeho skladovaného biologického materiálu.
V některých evropských zemích, třeba ve Švédsku nebo Velké Británii, biobankovací zákon mají. V České republice neexistuje specifický zákon o biobankách, jejich činnost se řídí obecnými právními předpisy, jako je zákon o zdravotních službách, zákon o ochraně osobních údajů a další související normy.
-
Na jakých principech vyjádřených akronymem FAIR je biobanking založen a jak je důležitá standardizace a její dodržování?
FAIR principy a jejich implementace jsou nedílnou součástí každé správně fungující biobanky. Neboť je naprosto klíčové, aby informace o tom, co daná biobanka nabízí, to znamená, co je tam uloženo, bylo dohledatelné potenciálním uživatelem (tedy Findable). Současně by poskytované služby měly být skutečně přístupné (Accessible), ať už se jedná o biologický materiál, či o doprovodná data nebo další služby. Důraz je kladen rovněž na interoperabilitu, tedy pokud žadatel požaduje vzorky nebo data z různých biobank, měl by mít zaručeno, že poskytnutý biologický materiál je ve srovnatelné kvalitě, resp. data jsou kompatibilní s jinými formáty, to znamená integrovatelná s jinými datasety (Interoperable). A nakonec je to opětovná využitelnost (Reusable), což znamená, že data i vzorky musí být dostatečně dobře popsány a zdokumentovány, aby mohly být znovu použity dalšími uživateli.
-
Principem bankovnictví v tradičním slova smyslu je „něco za něco“ – co získává biobanka od výzkumníků náhradou za vzorek, který jim poskytne? Je to třeba „vklad“ v podobě výsledků a dat, ze kterých v budoucnu těžit další výzkumníci?
Každá biobanka – u nás i ve světě – má své vyjednávací procesy a podmínky, za kterých žadateli materiál či data poskytne. V návaznosti na to se oboustranně podepisuje smlouva neboli MTA/DTA (Material/Data Transfer Agreement), ve kterém jsou shrnuty povinnosti žadatele i biobanky. Například v naší biobance poskytujeme biologický materiál a základní data akademické sféře bezplatně, pouze požadujeme uvést biobanku, popřípadě BBMRI.cz – Síť českých biobank jako zdroj biologického materiálu v publikaci a v případě spoluautorství dedikovat tuto infrastrukturu aktuálním kódem.
Dalším aspektem je v současné době intenzivně diskutované opětovné použití dat generovaných na základě poskytnutí daného vzorku (open science principy). Představme si třeba situaci, kdy výzkumník provede na poskytnutém materiálu sekvenační analýzy. Jedná se o drahou metodu, která by se nemusela opakovaně dělat, kdyby již bylo zavedeno sdílení dat a biobance by se data z provedeného sekvenování vrátila, takže by bylo možné získaná data nabízet i dalším uživatelům. Každý vzorek je totiž odebírán ve větším počtu homogenních opakování neboli alikvotů. Je tudíž možné žádat či vydávat stejný vzorek vícekrát. Zatím tento koncept návratnosti dat do biobank není v České republice ukotven, avšak do budoucna k němu – zdá se – směřujeme.
-
BBMRI.cz je součástí evropského konsorcia BBMRI-ERIC. Co přináší zapojení do nadnárodní infrastruktury Česku?
BBMRI.cz je nejen součástí evropského konsorcia BBMRI-ERIC, ale současně i jeho zakládajícím členem v roce 2013. Hlavních přínosů, které z tohoto členství plynou, je hned několik. Za prvé je to fakt, že se přímo podílíme na vytváření nadnárodních politik zaměřených na biobanking včetně oblastí etických a právních. Dále se ukazuje, že zapojení do BBMRI-ERIC umožňuje českým vědcům a institucím efektivní spolupráci s výzkumnými týmy z jiných evropských zemí. To zajišťuje přenos znalostí, sdílení zkušeností a vytváření společných výzkumných projektů, což přispívá k posílení vědeckého potenciálu ČR na mezinárodní úrovni. Jiným přínosem je, že přímé napojení na BBMRI-ERIC poskytuje českým biobankám, resp. hostitelským institucím přístup k evropským výzvám pro financování mezinárodních výzkumných projektů. A v neposlední řadě se potvrzuje, že díky přístupu k rozsáhlým biobankám a datům mohou české výzkumné instituce přispívat k rozvoji personalizované medicíny. To zahrnuje výzkum zaměřený na identifikaci genetických a biomolekulárních markerů, které mohou pomoci při diagnostice a léčbě různých onemocnění.
-
BBMRI-ERIC v roce 2024 představilo svůj desetiletý plán založený na principu „One Health“ propojujícím zdraví lidí, zvířat a životního prostředí. Nakolik ambiciózní cíle před biobankami stojí?
V poslední době se kladl důraz zejména na lidská onemocnění a jejich průběh, nicméně v konceptu One Health bude důležité podchytit vliv dalších faktorů na vznik onemocnění včetně oblasti veterinárního výzkumu a ekologických změn.
Aby mohl být koncept One Health naplněn a naplňován, je potřeba mít vyjasněný jednotný rámec sdílení biologického materiálu i dat (klinických, výzkumných i metadat) mezi evropskými státy, institucemi či biobankami. S tím také úzce souvisí standardizace a zajištění kvality vzorků i dat mezi různými typy biobank (environmentální, zvířecí i lidské), což je i jeden z mnoha úkolů v rámci desetiletého plánu BBMRI-ERIC. Taktéž integrace moderních technologií OMICs (například transkriptomiky, genomiky, metabolomiky) či bioinformatiky v biobankách napomůže propojit interdisciplinární data a identifikovat rizikové faktory pro vznik nových nemocí napříč obory.
V horizontu deseti let je před námi řada výzev, nicméně zůstat na místě a nebýt připraven není řešením. Komplexní přístup One Health nám může pomoci rozkrýt řadu zákonitostí, které napomohou zefektivnit prevenci a diagnostiku různých onemocnění nejen v lokálním, ale také globálním měřítku.
-
Mimochodem, když se řekne „bankéř“, vybaví se klišé blahobytného muže v obleku s vestou, v cylindru, s monoklem na oku a doutníkem v ústech… Jaké atributy by naopak podle vás charakterizovaly „biobankéře nebo biobankéřku“?
Jednalo by se o poměrně zaneprázdněného člověka v bílém pracovním oblečení „pobíhajícího“ mezi kanceláří s počítačem, do kterého ukládá data, laboratoří, kde zpracovává vzorky, a prostory, kde je skladován biologický materiál.
