Příběhy úspěšných kolegyň a kolegů

Vědeckou výzvu pro mě představují signální dráhy proteinů a mezibuněčná komunikace

prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D.

vedoucí Oddělení fyziologie a imunologie živočichů
Ústav experimentální biologie PřF MU

Vítězslav Bryja vystudoval Molekulární biologii a genetiku na PřF MU. Ve své experimentálně-biologické praxi se věnuje zjišťování a popisu mezibuněčné komunikace a možnostem využití těchto znalostí v léčbě leukémie i jiných typů nádorů. Podílí se také na projektech zapojujících studenty do mezinárodní spolupráce, garantuje na MU prestižní multioborový seminář Life Sciences Seminar.

Foto: Alois Kozubík

Jak jste si hledal cestu ke svému oboru molekulární biologie? 

Na základní škole jsem se ve volném čase zabýval systematickou biologií, laicky řečeno, sbíral jsem všechno, co se hýbalo. Na střední škole jsem v rámci Středoškolské odborné činnosti (SOČ) zkoumal ptačí hnízda. Zpočátku jsem psal o ptácích v nich, ale posléze jsem začal sledovat, co v nich žije dalšího. Tak jsem se dostal k pavoukům a díky jejich zkoumání jsem se propracoval až do celostátního kola SOČ. Hledal jsem rozptýlení také ve výrobě ptačích budek. Kontroloval jsem, co v nich žije, počítal jsem vajíčka a pak jsem z informací sestavoval grafy. Absolvoval jsem chemickou olympiádu, která na mě měla velký vliv. Díky ní jsem nešel na systematickou biologii, ale vybral jsem si biologii molekulární, která mi otevřela další možnosti. 

Naplnilo studium molekulární biologie Vaše očekávání? 

Naplnilo. Poznal jsem nová témata, zaujala mě chemická a molekulární praktika a při psaní diplomové práce jsem se zabýval vlastním výzkumem. Sledoval jsem v rámci základního výzkumu, jak jeden protein, transkripční faktor, mění odpověď buňky. Popisoval jsem jeho funkci, když jsem ve stejné buňce experimentálně manipuloval metabolismus lipidů. Buňka reaguje odlišně na různé stimuly podle toho, co má ve svém okolí, co obsahuje ve své membráně. 

Váš výzkum se týká komunikace buněk lidského těla. Jde o téma, které nabízí stále nevyřešené vědecké problémy? 

Naší specializací se stalo zkoumání jevů na mezibuněčné úrovni. Mým úkolem je zjistit, jak jednotlivé buňky, ze kterých se skládáme, poslouchají naše tělo, aniž by potřebovaly centrální řízení. Buňky vytváří fungující organismus, vykonávající řadu funkcí důležitých pro přežití, a všechny spolupracují ve prospěch celku. Když se ale vymknou kontrole, může to vést k problémům. Kvůli špatné komunikaci buněk může dojít ke vzniku degenerativních chorob a nádorů. 

V čem je podstata experimentální biologie, jejíž metody jako molekulární biolog využíváte? 

V molekulární biologii, které se věnuji, se předpoklady ověřují vědeckým nástrojem, experimentem. Já například ověřuji důležitost genů pro funkci buněk. Používáme několik postupů pro „zapínání“ a „vypínání“ genů. Vždycky pracuji s určitou hypotézou, ale dříve, než se mohu pustit do zkoumání, si musím prostudovat, zda experiment už někdo jiný neprovedl. Poté prověřuji svůj předpoklad fyzickým provedením pokusu. Při zkoumání experiment buď vyvrátí, nebo potvrdí naši hypotézu. Potěší mě potvrzení něčeho zásadního, což se ale neděje moc často. Když jsme popsali signalizaci jednoho důležitého proteinu, přišli jsme jako první na důvod, proč se zachová určitým způsobem. Čím dál častěji se svoje výsledky snažíme převést do praktického užití. Příjemně nás překvapily čerstvé výsledky blokování jedné signální dráhy u leukémie. Základní výzkum se zde spojuje s praktickým využitím. 

Jaké používáte argumenty v experimentální vědě? 

Musíme vhodně interpretovat výsledky experimentu a zvolit rozumný design s přidanými pozitivními a negativními interními kontrolami. Pracujeme na mikroskopických úrovních nepřímými metodami. Aby byl výsledek přesvědčivý, musí se minimálně třikrát zopakovat ověřitelnými metodami a posléze se kvantifikuje a statisticky hodnotí. 

Jaké jsou možnosti transferu Vašich unikátních poznatků do aplikovaného medicínského výzkumu? 

Když rozpracujeme naše bádání do pokročilé fáze, předáme je kolegům z nemocnic nebo soukromým firmám, ochotným za naše know-how zaplatit a rozvinout je dále. Tímto způsobem se podařilo až do fáze produktu ve spolupráci s firmou Generi Biotech vytvořit novou diagnostickou sadu pro jeden typ leukémie. V současnosti se nám podařilo ve spolupráci s kolegy z Ústavu chemie PřF MU a s podporou Centra pro transfer technologií MU založit tzv. spin-off firmu, do které soukromý investor vložil s příslibem násobně větších investic zatím jednotky milionů korun. Protože v akademické sféře nejsou prostředky na dokončení studie až do fáze léků, tak věříme, že tato spolupráce povede k posunu do fází preklinického a klinického výzkumu. 

V současné vědě je důležité publikování výsledků. Jak vypadá cesta od napsání článku až po jeho zveřejnění v prestižním impaktovaném časopise? 

Čtení vědeckých materiálů je pro mě zásadní. Rešerše si vždycky vypracuji při psaní článku. Kdybych nevěděl, co se v mé zkoumané oblasti děje, tak nebudu moci definovat klíčové otázky, které pak vedou k novým objevům. Odborná komunita by nás nebrala vážně, kdybychom nepublikovali. Čím má časopis vyšší kvalitu, tím tvrdší v něm probíhají oponentní řízení. Je kupříkladu velice obtížné publikovat v tak exkluzivním časopisu jako je Nature. Zde dostanou obsah článku na zhodnocení v několika kolech revizí externí oponenti i jinde ve světě, kteří potvrdí významnost a řádné provedení experimentů. Pokud v některých bodech s našimi tvrzeními nesouhlasí, existuje pro nás několik možností. Vše můžeme buď vzdát, anebo se pokusit s námitkami vyrovnat, což znamená nové experimenty, táhnoucí se několik dalších měsíců, v extrémním případě až let. Pak pošleme revidovanou verzi s přepracovanými požadavky. Pokud všechny oponenty uspokojíme, je náš článek přijat a publikován. Pokud se práce publikuje ve špičkovém časopise do roka od prvního zaslání, tak jde v podstatě o rychlý proces. 

Je pro Vás důležitá práce v týmu? Zapojujete se do mezioborové spolupráce na úrovni fakulty? 

Práce v týmu je pro mě zásadní. Složitost vědeckých metod založených na odborných znalostech už dnes neumožňuje ani jiný způsob bádání. Máme k dispozici síť kontaktů na vědce ochotné spolupracovat, ať už v metodikách biochemických nebo na úrovni zvířecích modelů, které není možné zkoumat na jednom místě přímo u nás v laboratoři. Spolupracujeme s dalšími ústavy fakulty podle potřeby. Dobře etablované jsou například spolupráce s Ústavem chemie PřF MUCentrem molekulární biologie a genové terapie Fakultní nemocnice Brno nebo s proteomickým centrem Laboratoře funkční genomiky a proteomiky, patřící pod CEITEC. Spolupracujeme s vědci zabývajícími se nukleární magnetickou rezonancí, biology, výpočetními chemiky, informatiky i lékaři z nemocnic a dalšími výzkumnými centry. Často máme podobné otázky a odlišné metodiky; pak se snažíme porovnávat výsledky. Když nám vyjde konečná informace stejně, je to uspokojující. 

Jaké je současné téma Vašeho bádání v oblasti komunikace mezi buňkami? 

Zaujalo mě téma WNT signální dráhy, zejména jedné její varianty, nekanonické WNT dráhy, což je jedna z důležitých drah v našem těle, která kontroluje chování našich buněk. Jedna buňka vyloučí ven bílkovinu nazývající se WNT. Ta si sedne na jinou buňku, která pro ni má připravený svůj specifický receptor, a ten spustí určitý děj. Jedná se o komunikaci mezi dvěma buňkami na krátké vzdálenosti, ovlivňující tělo lokálně. Typická věc je třeba obnova epitelu střev, vyměňující se jednou za týden. V dráze, jež výměnu zajišťuje, přibývají neustále nové buňky, ale pouze v množství, které dovolí kontrolní signální dráha. V každém orgánu pak existuje nějaká kontrola. Jenom funkční varianty, jež si umí nastavit signální dráhy správně, přežijí. 

Multioborový je i seminář Life Sciences Seminar, jehož jste garantem. Můžete představit jeho náplň? 

Life Sciences je souhrnné označení pro skupinu vědních disciplín, které se zabývají fungováním živých organismů v oblastech biologie, biochemie, strukturní biologie a ekologie. Zahrnuje široké pojetí přírody, živočichy, rostliny i mikroorganismy. Do těchto oborů pronikají postupy, dříve vyhrazené fyzice, chemii a materiálovým vědám s technologiemi zobrazování, mikroskopie a modelování. Chtěli bychom otevřít studentům širší pohled na světové trendy s možností srovnání s absolutní světovou špičkou. Jednou za týden proto zveme do Brna renomovaného vědce ze světa. Podařilo se nám tento seminář prosadit tak úspěšně, že je k dispozici pro celý kampus. Jednou týdně se tak pravidelně všichni setkáváme na neformálním semináři s kolegy a naplňujeme tak původní vizi vybudování Univerzitního kampusu Bohunice. Někdy díky semináři zjistíme, že téma, které řešíme složitou spoluprací se zahraničními univerzitami, se už probírá i tady, jenom jsme to nevěděli, protože jsme nevystrčili hlavy z ulity svého oboru. 

Jak se zapojujete do mezinárodní vědecké spolupráce? 

Osobně se snažím organizovat projekty typu Life Sciences Seminar. Jedním z dalších projektů je spolupráce s Karolinska Institutet (projekt KI-MU), ze Švédska, což je druhá nejlepší evropská univerzita v oboru medicíny. Vytvořili jsme mezinárodní platformu, kde má každý projektový účastník, jichž je asi deset, vlastního školitele v České republice i ve Švédsku. Ve Švédsku, kde jsem strávil určitý čas, jsem oživil své kontakty a naši studenti tam mohou nyní jezdit na stáže až na dva roky. Projekt KI-MU, který už však bohužel nemá finanční podporu, vnímám jako osobní úspěch. Studenti jsou z něj nadšeni a švédští školitelé nám zase podávají pochvalnou zpětnou vazbu o našich žácích, kteří, až se vrátí ze stáže, dokáží zavést naučené metody do praxe i u nás. 

Mohl byste přiblížit, jak fungují stáže na základě Vašich osobních vazeb a vědeckých kontaktů? 

Pro hledání partnerské laboratoře pro stáž je důležité přijít s takovou vědeckou náplní stáže, která je synergická  tj. obě pracoviště z ní profitují. Musí se vypěstovat osobní důvěra, je třeba partnery přesvědčit o našem potenciálu. Tím jsou mimo jiné naši studenti, kteří na PřF MU dostanou základní kvalitní výuku a zároveň mají motivaci, protože pro ně stáže představují velkou příležitost posunout se dopředu. 

Jaká profesní výzva před Vámi stojí nyní? 

Je jich několik, zmíním tu manažerskou. Drobnými kroky se snažím pomoci udělat z Univerzitního kampusu Bohunice místo, které bude mít ve vědeckém světě velký kredit. 

Děkuji za rozhovor.
Zuzana Jayasundera