rozhovor Pavol Čekan: Budúcnosť liečby nádorov je v lepšej diagnostike

— Zuzana Vitková

S biochemikom Pavlom Čekanom sme sa rozprávali o nových metódach diagnostiky nádorov, o tom, či rakovinu kože môže spôsobiť aj vírus a ako sa podobá výskum na Islande na ten slovenský.

Pavol Čekan: Budúcnosť liečby nádorov je v lepšej diagnostike

Aj biochemici potrebujú krídla, zdroj fotografie: archív Pavla Čekana

Cekan PavolPavol Čekan študoval chémiu a biochémiu na University of Iceland a University of Washington. Od roku 2013 pôsobí V Laboratóriu bunkovej a molekulovej biológie, ktoré patrí pod Národné inštitúty zdravia (National Institutes of Health) a Národný inštitút rakoviny (National Cancer Institute) v Spojených štátoch amerických. Venuje sa vývoju molekulárnych diagnostík a prognostík nádorov. Podieľal sa na vynájdení diagnostickej technológie na vizualizáciu mikroRNA v bunkách a tkanivách.

Čo vás motivovalo ísť študovať do zahraničia – cez Britániu a Island, až do Ameriky?
Keď som mal osemnásť, patril som medzi neúspešných uchádzačov o medicínske štúdium, hoci som sa na skúšky roky pripravoval a úspešne zúčastňoval chemických olympiád a rôznych seminárov.

Tak som nastúpil na Univerzitu sv. Cyrila a Metoda v Trnave, kde sa práve otvárala Prírodovedecká fakulta. Univerzita však nebola veľmi akceptovaná a veľa sa hovorilo o jej spojení s HZDS. Mal som preto obavy, že na Slovensku veľa vody nenamútim a po prvom roku som sa rozhodol odísť do zahraničia.

Išiel som študovať na Island, no vysnívanú medicínu som po týždni opustil. Výučba bola v islandštine, knihy v angličtine a priznávam, že som nebol ani v jednom z nich až tak zdatný.

Ako rýchlo ste sa naučili po islandsky natoľko, aby ste rozumeli odborným textom?
Potreboval som rok a pol. Po odchode z medicíny som prešiel na biochémiu, kde som predmety zvládal ľahšie. V cudzom jazyku je jednoduchšie študovať prírodné vedy, než humanitné. Niektoré odborné názvy vychádzajú z latinčiny, takže sa dá využiť aj niečo z toho, čo človek už ovláda.

Problémom však často je, že na Islande všetko prekladajú do islandčiny, a to ešte aj chemické prvky. Slováci to tiež zvyknú robiť. Napríklad termín „jadro bunky“ – my mu hovoríme jadro, ale všade vo svete je to nucleus. A Islanďania to pomenujú kjarni. Kto si to má pamätať?

Aké boli v tom čase na Islande podmienky pre vedu?
V čase keď som skončil biochémiu, tak sa islandská spoločnosť začala rapídne meniť.  Banky začali zarábať obrovské peniaze a vláda si povedala, že ich zainvestuje do vedy a výskumu. Jej cieľom bolo prilákať islandských profesorov a vedcov naspäť zo zahraničia.

Moja škola zase vytvorila plán, v rámci ktorého sa chcela v priebehu dvadsiatich rokov dostať medzi sto najlepších univerzít sveta. Nato potrebovali nových profesorov, pravidelné financovanie a tak ďalej.

Ako rýchlo sa situácia menila?
Veľmi rýchlo. Vládne financie, investície a granty rozhýbali akadémiu. Na doktorandské štúdium som už nastúpil ako odborný asistent u profesora Snorriho Sigurdssona, ktorý sa vracal z USA a zakladal na Islande vlastné supermoderné laboratórium. Predtým bol inštitút finančne dosť podvýživený. Najdôležitejší nástroj, ktorý som mal, bol šrobovák. Týždeň som s ním opravoval jeden stroj, potom konečne vyčistil nejaký proteín a po dvoch hodinách sa zase pokazil. Tak som ho ďalší týždeň opravoval.

To nie je veľmi efektívne...
Samozrejme. Myslím, že viacerí slovenskí vedci to majú podobne. Ale človek sa musí nejako vynájsť – sme predsa vedci. Keď nemáme financie, tak nemôžeme chodiť do práce piť kávu a sťažovať sa. Ja som sa vždy snažil urobiť niečo aspoň na kolene.

V mojom prípade sa však stal malý zázrak ako vo vysnívanej vedeckej rozprávke. Dostali sme peniaze a so spomínaným profesorom sme do roka a do dňa vybudovali úplne nové laboratórium na organickú chémiu so špecializáciou na nukleové kyseliny, ich štruktúru a funkcie.

Kedy nastal zlom, v ktorom sa Island rozhodol, že financovanie vedy a výskumu je jeho prioritou?
Island bol po roku 1989 vo veľmi zlej finančnej kondícii, no vtedy prišli na trh nové technológie, ktoré začali naplno využívať termálnu energiu na výrobu elektrickej energie alebo na vykurovanie bytových i nebytových priestorov. Vtedy islandská vláda pochopila, že musí začať investovať do technológií.

Ťažko však povedať čo bolo konkrétnym spúšťačom. Myslím, že to bola vôľa spoločnosti. Ľudia si uvedomili, že majú prístup k novým technológiám a k peniazom, čo chceli využiť. Potrebná je hlavne vôľa a impulz spoločnosti,  ktorá chce niečo zmeniť. Aj Slovensko je relatívne malá krajina, kde sa veci môžu veľmi rýchlo a efektívne pohnúť vpred tak, ako sa to stalo na Islande.

Ako?
Čakať, že príde nejaká veľká firma a vybuduje obrovské vedecké centrum – tak to asi nepôjde. Ale začať nejakými malými startupmi a pomaly ich budovať, seriózne navýšiť financovanie už existujúcich špičkových vedeckých centier v rámci slovenských univerzít a akadémie vied, financovať tvorbu nových excelentných centier v spolupráci s privátnym sektorom, to je veľmi schodná cesta. Najlepšie by bolo, ak by sa to stalo na základe spoločenskej objednávky a silného dopytu trhu.

cekan vlajka orezat zdroj Pavol Cekan
Napriek času strávenému v zahraničí má Pavol Čekan k Slovensku stále vrúcny vzťah, zdroj forografie: archív Pavla Čekana

Momentálne pôsobíte v Laboratóriu bunkovej a molekulárnej biológie, ktoré patrí pod Národné inštitúty zdravia a Národný inštitút rakoviny v USA. Na akých projektoch tam pracujete?

Zaujímame sa o jeden nukleárno-cytoplazmický transport, pri ktorom dochádza k výmene proteínov z cytoplazmy do jadra. Zaujíma nás, ako zvýšená hladina proteínov Ran a RCC1 v tomto mechanizme spôsobuje vznik rakovinovej bunky, až po transformáciu rakovinovej bunky na metastatickú.

Keď v bunke v rámci genomickej DNA dôjde k chybe, spustia sa mechanizmy na jej opravu. Je to celá kaskáda proteínov - na začiatku sú signalizačné proteíny, neskôr nastúpia opravné.

Keď je tam však táto vyššia expresia Ran a RCC1, celá kaskáda sa odpojí oveľa rýchlejšie a nedôjde k úplnej oprave DNA. Bunkový cyklus tým pádom pokročí do ďalšej fázy, kde dôjde k replikácii DNA – aj s chybami, ktoré v nej vznikli.

Tak nejako vzniká nádor?
Toto ešte neznamená, že sa bunka stane rakovinovou. Môže tiež zomrieť, alebo sa dostať do permanentného procesu starnutia, v ktorom sa prestane deliť. My sa snažíme prísť na to, ako môže fungovanie tohto nukleárno-cytoplazmatického transportu spôsobiť rakovinu a či jej môžeme nejako predísť. Či už biochemickým alebo genetickým ovplyvňovaním expresie už spomenutých faktorov Ran a RCC1.   

Váš druhý projekt sa týka diagnostiky. O čo v ňom presne ide?
Ide o vývoj molekulárnych diagnostík a prognostík. Pracoval som v laboratóriu profesora Thomasa Tuschla na Rockefellerovej Univerzite, ktorý bol jedným z tých, ktorí objavili mikroRNA – najkratšie RNA, aké dokážeme v bunke nájsť. MikroRNA majú obrovský význam pre množstvo chorôb a funkcií bunky, pretože sú výborné biomarkery.

V našom laboratóriu sme vynašli sekvenčnú technológiu, vďaka ktorej dokážeme v rámci bunky alebo tkaniva odmerať a rozpoznať všetky mikroRNA. Ja som sa najviac podieľal na vynájdení technológie na vizualizáciu mikroRNA v bunkách a tkanivách, ktorú sme nazvali mikroRNA FISH (mikroRNA fluorescenčná in situ hybridizácia).

Prečo je dôležité mikroRNA rozpoznávať?
Poviem príklad. Existujú dva druhy rakoviny kože – Bazálny a Merkelov karcinóm. Pri prvom ide o bežnú rakovinu kože, kedy máme na koži znamienka, ktoré začnú bujnieť. Ten v podstate nie je až taký agresívny a dá sa vyoperovať.

Merkelov karcinóm vzniká v takmer 80% prípadov vírusovým ochorením, keď je ľudská koža napadnutá vírusom nazvaným Merkel cell polyomavirus (MCV). Keď vírus napadne kožu, tiež vznikne niečo ako znamienko. Veľmi sa podobá na tú prvú bazálnu formu, ale je oveľa agresívnejší  a veľmi rýchlo začne vytvárať metastázy. Tie napadnú iné tkanivá v tele a človek väčšinou zomrie.

Cez sekvenčné metódy sme prišli na to, že pre tieto karcinómy sú špecifické dva druhy mikroRNA. MikroRNA 205 je špecifická pre bazálny karcinóm a mikroRNA 375 pre Merkelov.

Našou novou technológiou mikroRNA FISH sme tieto dôležité mikroRNA biomarkery dokázali vizualizovať, odhaliť a presne odmerať. Vďaka tomu dnes vieme dokonale rozoznať bazálny karcinóm od Merkelovho, a to aj v raných štádiách.

Od toho sa potom odvíjalo všetko ostatné, čo som robil. Prišiel som na teóriu multiplexingu, ktorá sa týka simultánnej vizualizácie viacerých signálov z jednej bunky. Vizualizoval som ich osem a teoreticky som vynašiel technológiu, ktorá ich dokáže vizualizovať až pätnásť. 

lab foto Pavol Cekan

Pavol Čekan v laboratóriu, zdroj fotografie: archív Pavla Čekana

 

Vrátim sa k Merkelovmu karcinómu. Človek sa môže o seba starať, nechodiť často na slnko, no keď dostane vírus, tak mu to nepomôže?
Presne tak, keď dostane vírus, tak je veľká pravdepodobnosť, že zomrie. Neexistuje na to totiž diagnostika, okrem tej našej, ktorá sa  v nemocniciach ešte nepoužíva. Šanca na prežitie je v prípade, ak by sa nádor rýchlo diagnostikoval a vyoperoval, alebo ak by sa nasadila rýchla chemoterapia.

Keď už je tumor metastatický, tak je to problém. Jediné šťastie je, že týchto vírusových ochorení je veľmi málo. Napríklad v USA je len okolo 1500 prípadov za rok.

Cieľom je teda identifikovať druh rakoviny, jeho agresivitu a určiť liečbu, ktorá bude najlepšia?
Presne tak. V Amerike sa snažíme byť strašne moderní a prevratní, ale keď má človek rakovinu, tak sa na diagnostiku odobratej biopsie zo všetkých dostupných možností nakoniec použije klasická, 120 rokov stará, vizualizačná technológia H&E (hematoxylín a eosín).

Patológ tam dokáže rozoznať rakovinovú bunku od normálnej len vďaka tomu, že jadro bunky je dva krát väčšie. Mieru agresivity už určiť nevie. Vie len, že je tumor agresívny, a to na základe určitých meraní diametrov jadier, alebo keď vidí, ako je obklopený imunitnými bunkami.

Do akej miery je výskum rakoviny vo svete centralizovaný? Existuje napríklad medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny?
Existujú dva svety. Jeden je vedecko-výskumný, kde sa zdieľa všetko a druhý je nevýskumný, privátny, kde sa nezdieľa nič. Ako bežní výskumníci často nevieme o množstve klinických štúdií, ktoré si platia veľké firmy a sú informačne ďaleko lepšie.

Ako ďaleko sme od toho, aby sme nádorové ochorenia vedeli liečiť účinnejšie?
V súčasnosti existuje mnoho liekov a ďalších cca 950 je vo vývoji a klinickom testovaní. O 20 – 30 rokov tu bude taký výber liekov, že s ňou budeme môcť  žiť. Pri niektorých typoch rakoviny to dokážeme už dnes – napríklad pri rakovine prostaty vieme ľuďom predĺžiť život aj o 15 – 20 rokov.

Najprv však musíme mať dokonalú diagnostiku, ktorá nám dopomôže k tomu, aby sme chemoterapie a iné spôsoby liečby dokázali správne nastaviť.

Farmaceutické firmy doteraz vkladali množstvo energie a zdrojov do liekov a diagnostika bola podvýživená. Som však presvedčený, že do niekoľkých rokov prídu v tomto smere ďaleko väčšie investície.

Mimo Slovenska pôsobíte od vysokej školy. Udržujete nejaký kontakt so slovenským biomedicínskym výskumom či vedcami?
So slovenským výskumom nemám žiaden kontakt, ale chcem to zmeniť. V Amerike sa stretávam hlavne s vedcom Vladimírom Wolfom, ktorý ma presviedča, aby sme tieto technológie preniesli na Slovensko a začali trocha viac spolupracovať s biomedicínskymi ústavmi či s novovzniknutými firmami. Rozmýšľame aj nad založením startupu, ale ešte neviem ako to dopadne.

Čiže nevylučujete ani úplný návrat naspäť na Slovensko?
Moja manželka je Slovenka a aj deti vedieme k slovenčine a k slovenskej kultúre. Splnil by sa mi sen, keby som po dlhých sedemnástich rokoch na Slovensko niečo priniesol. Ak by náš startupový plán nevyšiel, no naskytla by sa mi iná príležitosť na návrat, tak by som sa vrátil. Nebojím sa slovenských vedcov a odborníkov, skôr sa obávam, že sa oni budú báť mňa.

Prečo?
Neviem ako sa zmenili štruktúry na Slovensku a ako sa zmenil pohľad na konkurenciu. Viem však, že pred dvadsiatimi rokmi to bolo, jemne povedané, zložitejšie. Tu v zahraničí sa ľudia snažia viac spolupracovať. Niekedy je jednoducho lepšie zapojiť sa do tímu a nesúperiť.

Je o vás známe, že hráte vo folklórnom súbore. Je to pre vás forma kontaktu s domovinou?
Od detstva som bol folklorista, a je to jedna z vecí, ktoré som si zachoval. Manželka je zas bývalá profesionálna tanečnica.

V USA sa mi pošťastilo dostať do jedinej slovenskej kapely na východnom pobreží – Pajtáši, kde hrám prvé husle. To je môj relax a spojenie so Slovenskom.

Foto husle zdroj Pavol Cekan

zdroj fotografie: archív Pavla Čekana

 

Ste v kontakte aj s inými slovenskými vedcami pôsobiacimi v Amerike?
Tieto stretnutia sú často organizované – v New Yorku to bolo cez slovenský konzulát a tu vo Washingtone je to viac cez ambasádu. Keď som pred šiestimi rokmi do Ameriky prišiel, nebolo to vôbec rozvinuté, teraz je to oveľa lepšie.

Priznám sa však, že viac času trávim muzikou, kvôli čomu sa oveľa menej stretávam so slovenskými vedcami.

Odporučiť e-mailom

Komentáre

Prihláste sa na odber noviniek zo sveta vedy priamo do Vášho e-mailu

* povinné polia