Kmoch: Naše metoda celé testování zjednoduší a zrychlí ****************************************************************************************** * Kmoch: Naše metoda celé testování zjednoduší a zrychlí ****************************************************************************************** Profesor Stanislav Kmoch se již třicet let věnuje výzkumu vzácných onemocnění. V současné pandemii poznatky z jeho laboratoře výrazným způsobem přispěly k vývoji nového postupu pro covid-19 a další virová onemocnění. „Je to vedlejší, ale hezký výsledek našeho dlouholetéh vzácných onemocnění,“? popisuje prof. Kmoch vznik univerzitního spin-offu GeneSpector. Jak souvisí výzkum vzácných onemocnění a testování na koronavirus? Vzácná onemocnění jsou specifická tím, že studujete omezený počet pacientů, kteří žijí na velmi izolovaných a vzdálených místech. To znamená, že vzorky, které zkoumáme, k nám do la někdy velmi dlouho a často i přes půl planety. Je jasné, že takový vzorek musíme vhodným z aby se biologicky neznehodnotil a vydržel dlouhou cestu za nejrůznějších podmínek. Navíc v lidí z celého světa, kteří mohou trpět nejrůznějšími nemocemi, a tedy jsou potenciálně inf důvodů jsme si vyvinuli způsob odběru a transportu takovýchto vzorků. Chápu, že složení roztoku je výrobním tajemstvím, ale je viRNAtrap něčím unikátní? Ano, je. Přestože je zdánlivě připraven z běžně dostupných „surovin“, jeho přesná receptur našich dlouholetých znalostí a zkušeností. U nás v laboratoři jsme ho už vyrobili a použil obrovskou výhodu, že historicky jsme si tu řadu věcí museli připravit sami za využití běžn principů molekulární biologie. Víme, co a jak funguje, proč jsou dané látky v roztoku důle nás takto vyvinuli nebo vylepšili řadu podobných metod. Je smutným trendem, že řada labora s komerčními kity, kde mají roztok A a B a přesně daný návod, nad kterým nemusí přemýšlet. tam chemicky děje. Jak se vaše laboratoř dostala k testování na koronavirus? Byli jsme s dcerou (Tereza Kmochová – úspěšná lyžařka a studentka UK – rozhovor si můžete "https://iforum.cuni.cz/IFORUM-16878.html"] – poz. red.) na Světovém poháru ve Švédsku, kd přicházející pandemie a uzavírání hranic. Těžce jsme se dostávali domů a já jsem musel do karantény. Byla to doba, kdy všichni akademici začínali testovat. A ozval se mi soused, ko profesor Zdeněk Kleibl, zda nepomůžeme s testováním Všeobecné fakultní nemocnici v Praze. smysl, pomoci ochránit pacienty, zdravotnický personál, a pracovníky laboratoří, kteří naj zpracovávat velký objem potenciálně vysoce infekčních vzorků. Jak konkrétně jste pomáhali? Na začátku epidemie byl kritický nedostatek jednotlivých komponent diagnostického procesu zkumavek, štětiček, kitů na izolaci RNA, spotřebního plastu a chemikálií na PCR analýzu. V poskytli kolegům ve Všeobecné fakultní nemocnici náš odběrový roztok. Ten virus okamžitě z se stává neinfekčním. Se vzorkem se dá dále pracovat v podmínkách běžné laboratoře. To je laboratorní pracovníky. Odběrový roztok je navíc kompatibilní se všemi typy odběrových štětiček a použitelný pro v následné izolace virové RNA. Očekávali jsme též, že bude nutné postupně analyzovat velké m vzorků. Tak jsme kolegům k testování poskytli našeho robota a optimalizovanou metodu izola magnetických kuliček. Do vývoje metod a testování bylo od nás zapojeno asi 10 lidí. Celý p dále optimalizovali a ve výsledku jsme celý test výrazně zrychlili – z původních pěti hodi hodinu. Mám tu skvělý tým lidí, jsou hloubaví, přemýšlí nad tím co dělají; když jde něco v zmenšit objem – udělají to. I díky tomu jsme během velmi krátké doby mohli tyto metody nab Jak z testování pro nemocnici vznikl GeneSpector? Šťastnou shodou okolností. Já jsem byl stále v karanténě a pracoval jsem na článku, na kte Ph.D. student podílel i Michal Pohludka (jednatel společnosti GeneSpector – poz. red.). Ps tomu článku a mezi řečí jsem zmínil, že testujeme na koronavirus. Což v té době intenzivně Napsal jsem mu, jak to dělají, že my jsme tu optimalizovali nový, rychlejší a bezpečnější také mohli využít. Velmi ho to zaujalo, začali jsme se o tom bavit, poskytl jsem mu vzorky A tak začal vznikat GeneSpector. • GeneSpector představil kity pro diagnostiku chřipky a covid-19 [ URL "https://cuni.cz/UK news=10683&locale=cz"] Co to pro vás znamená osobně? Je to takový vedlejší, ale moc příjemný výsledek našeho dlouholetého výzkumu vzácných onem že naše metoda chrání laboratorní personál a že jsme celý postup testování zjednodušili a komercionalizace už ale nechávám jiným. Zároveň se tu ale také otvírá velký prostor pro da testování získáváte velké množství stabilních vzorků. Test tak můžete například zopakovat, můžete následně studovat mnoho dalších věcí – ve stěru je krom koronaviru i mnoho dalších také RNA hostitele – člověka. Jaké další možnosti výzkumu to přináší? U pozitivních vzorků můžete například sledovat přítomnost dalších patogenů, to by mohlo vy někoho je infekce bez příznaků a někdo má velmi závažný průběh. To známe už u epidemie špa kdy většina úmrtí nebyla způsobena samotným virem, ale následnou pneumokokovou infekcí v k podvýživou. Dále podle nejrůznějších molekulárních znaků můžete hledat, proč se liší průbě jak je možné, že se virus najde jen u jednoho z manželů žijících ve společné domácnosti. A dlouho pokračovat. Trochu mě mrzí, že není více takových studií, máme již mnoho pozitivně klinických dat a myslím, že jsme se mohli o přirozeném průběhu onemocnění dozvědět mnohem Plánujete se tomu věnovat? Lákalo by mě to, ale máme omezené kapacity a jiné výzkumné projekty, kterým se musíme věno ale nové poznatky využijeme po metodické stránce – vyzkoušeli jsme si, že ze stěru z nosoh epitelové buňky, které můžeme využít při našem výzkumu. Díky tomu budeme moci například v případech nahradit i biopsii ledvin. Jak jste se dostal ke studiu vzácných onemocnění? Vlastně náhodou. Po studiu na VŠCHT jsem začal pracovat u profesora Hyánka v Laboratoři me poruch. Myslel jsem si na chvíli, naplánovanou jsem měl totiž kariéru lyžaře. Ale chytlo m zůstal. Vzácná onemocnění: • Podle definice se jako vzácné označuje onemocnění, které má v populaci méně než 1 pacien • Klinicky je popsáno přibližně 8 tisíc různých vzácných onemocnění. • Jedná se o klinicky velmi heterogenní skupinu onemocnění, projevující se v různém věku, • Na každých 30–50 lidí v populaci připadá 1 pacient s vzácným onemocněním. Na světě je te stát na světě. • 90 % onemocnění je geneticky podmíněna. Jedná se většinou o klinicky závažná, život ohro • 60–70 % pacientů se nedožije pěti let věku, u řady pacientů se ale onemocnění projeví až • Existuje zvýšené riziko opakovaného výskytu u přímých příbuzných – dětí, sourozenců. Proč je důležité studovat vzácná onemocnění? Příroda nám odhalí nejvíce tajemství tehdy, když nefunguje tak, jak má naplánováno. Když c jak funguje složitý přístroj, který má mnoho součástek, tak můžete postupně jednotlivé sou a sledovat, co se s funkcí přístroje stane. Takové naše součástky jsou jednotlivé geny. Na a zvířecích modelech můžeme odstranit konkrétní gen a sledovat, co se stane, ale to samozř člověka. Ale můžeme sledovat to, co „porouchá“ sama příroda... Přesně tak. Málokdy je to ale jasná odpověď – tento gen funguje/nefunguje – většina nemocí mírnou mutací genu, která má za následek, že něco částečně nefunguje, a to způsobuje kompl studiu vzácných onemocnění chápeme funkce jednotlivých genů a vzájemné souvislosti. Většin objevů a konceptů v genetice a molekulární biologii pochází ze studia vzácných onemocnění. Jak probíhá studium vzácných onemocnění? Na začátku máme klinické příznaky pacienta a snažíme se dopátrat příčiny problémů. V souča znamená, že přečteme sekvenci jeho genomu, porovnáme ji s databází a zjistíme, kde se sekv liší od ostatní populace. To je dnes již poměrně rutinní DNA diagnostika a provádí ji mnoh celé ČR. K nám se dostanou jen ty komplikované a „detektivní“? případy. Ale i u nich se vě nebo později, dopátráme příčiny onemocnění. To je ale jen začátek příběhu. Co následuje? Začíná výzkum v tom pravém slova smyslu, kdy pátráme po dalších buněčných souvislostech ne se podílíme i na hledání vhodného terapeutického postupu. U některých metabolických poruch fenylketonurie, je léčba poměrně snadná pomocí dietických opatření, ale takových nemocí je Kolik různých projektů u vás v laboratoři řešíte? Mnoho. Spolupracujeme s řadou klinických pracovišť – s neonatology, pediatry a dále když p dolů (ukazuje na své tělo) spolupracujeme s neurology, s Petrou Liškovou, která se věnuje podmíněným onemocněním očí, intenzivně spolupracujeme s kardiology z IKEM a II. interní kl úspěšný projekt máme v oblasti dědičně podmíněných onemocnění ledvin a také jater a střeva ve spolupráci s prof. Kleiblem zapojeni i do výzkumu v oblasti onkologie. A nesmím opomeno patology, kteří shromažďují mnoho zajímavých onemocnění. Jak se vám podařilo navázat tolik klinických spoluprací? To nám umožňuje prostředí fakultní nemocnice, kde má k sobě věda a klinika blízko. Vidím v perspektivu a přidanou hodnotu pro obě strany. Jedná se o vzájemnou spolupráci – klinik ne laboratoři a vědec nemusí být v nemocnici u pacienta, ale společně tvoří poznání. Je mým s propojení klinického a teoretického Ph.D. bylo naprosto běžné. Jaké jsou největší limitace současného studia vzácných onemocnění? Necítím, že bychom měli nějaké zásadní limitace. Máme skvělé přístrojové vybavení, motivov lidi, přátelské prostředí a mnoho produktivních spoluprací. Snad jen mít více lidí, kteří a schopní začít a řídit vlastní projekty. Mé kapacity jsou omezené. Vlastně pro některé li že se vzdají předčasně. Je důležité vydržet, největší objevy jsou často tam, kde se práce problém vypadá složitě. Jak se změnil váš obor za posledních pár let? Zcela zásadně. Technologický a metodologický pokrok, například rozvoj sekvenování, kdy jsm rychle a levně schopni osekvenovat celý genom, proměnil celý obor. Díky tomu jsme teď scho některá onemocnění třeba i po patnácti letech. Lze v blízké době očekávat nějakou podobnou revoluci? To se těžko odhaduje, ale myslím, že teď chvíli ne. V současné době nejsme limitováni inst nebo metodicky, ale intelektuálně. Bude nám ještě chvíli trvat, než se naučíme uvažovat a rozměru genomu, komplexních buněčných systémů a umět plně využívat a interpretovat všechna sekvenováním a umět je aplikovat v klinické praxi. Prof. Ing. Stanislav Kmoch, CSc. Působí na Klinice dětského a dorostového lékařství 1. lékařské fakulty UK a Všeobecné faku zabezpečuje provoz nejmodernějších sekvenačních platforem a návazných technologických zaří a translační medicíně v ČR. V biomedcínském centru BIOCEV je vedoucím výzkumného programu diagnostických metod, které byly postupně zaváděny do klinické praxe.