Významný vědecký potenciál České republiky a Estonska

Vladimir Vimberg, mikrobiolog, člen Česko-estonského klubu

 Navzdory své menší rozloze má Estonsko v akademickém světě dobré jméno, zejména v oblasti přírodních věd. Největší univerzita v Estonsku – Univerzita v Tartu – zaujímá 151. místo v přírodních vědách v celkovém seznamu světových univerzit.

Přestože jsou univerzity v České republice na nižší pozici v žebříčku World University Rank, nedávné aktivity země v oblasti zlepšování infrastruktury vědeckého výzkumu jsou dechberoucí.

Jedním z nejvýznamnějších počinů české vlády bylo spuštění nového zařízení s názvem BIOCEV (Biotechnologické a biomedicínské centrum Akademie věd a Univerzity Karlovy) ve Vestci. Hlavním cílem BIOCEVu bylo vytvořit špičkové evropské biomedicínské a biotechnologické centrum, které spojuje odborné znalosti předních výzkumných týmů ze šesti ústavů Akademie věd České republiky (Ústav molekulární genetiky, Ústav biotechnologie, Mikrobiologický ústav, Fyziologický ústav, Ústav experimentální medicíny a Ústav makromolekulární chemie), Přírodovědecké fakulty a 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze.

BIOCEV byl slavnostně otevřen v roce 2015. Ale již v roce 2012 iniciativa kolem BIOCEVu zahájila nábor špičkových odborníků z celého světa s cílem posílit vědeckou základnu centra. V té době jsem obhájil doktorskou práci z molekulární biologie na univerzitě v Tartu a dokončil svůj čtyřletý kontrakt na Karolinském Institutu a Universitě v Umea ve Švédsku. Rozhodl jsem se připojit se k BIOCEVu na pozici vědeckého pracovníka Mikrobiologického ústavu Akademie věd České republiky, protože jsem si uvědomoval silný potenciál tohoto projektu.[1] Dnes, na základě svých pracovních zkušeností z různých evropských laboratoří, musím přiznat, že BIOCEV je vybaven téměř kompletní sadou nejmodernějších a nejvyspělejších přístrojů v Evropě provozovaných vysoce zkušenými odborníky. Takové spojení vytváří velký potenciál pro špičkový výzkum a poskytování odborných znalostí ve všech aspektech biomedicínského a biotechnologického výzkumu.

Jsme jedinou vědeckou skupinou v BIOCEVu, která se soustřeďuje na výzkum vývoje rezistence bakterií na antibiotika. Snažíme se porozumět tomu, jak fungují stávající mechanismy rezistence, pochopit vývoj rezistence u bakterií citlivých na antibiotika, a rovněž vyvíjet nová antibiotika, abychom tak byli připraveni stanovit účinnou léčbu bakteriálních infekcí.

Problém rezistence bakterií na současná antibiotika je nesmírně závažný. Antibiotická krize, tj. šíření patogenních bakterií odolných vůči rostoucímu počtu aktuálně dostupných antibiotik, je jednou z nevýznamnějších celosvětových hrozeb. V roce 2017 proto WHO zveřejnila seznam 12 druhů bakterií, proti nimž jsou naléhavě nutná nová antibiotika. Pracujeme s nejnebezpečnějšími druhy bakterií z tohoto seznamu.

Tato krize bude ještě závažnější kvůli pokračující pandemii COVID-19. Bakteriální koinfekce identifikovaná u většiny pacientů s COVID-19 je obvykle řešena empirickým nasazením širokospektrálních antibiotik. Bylo již potvrzeno, že nedostatečné užívání antibiotik bylo spojeno s vyšší úmrtností u pacientů s COVID-19 a s vývojem bakteriálních kmenů méně citlivých nebo rezistentních na antibiotika. Lze tedy říci, že probíhající pandemie rovněž napomáhá výskytu bakterií odolných vůči vícero lékům.

Náš výzkum je zaměřen na antibiotikum „poslední záchrany“. Glykopeptidová antibiotika se používají k léčbě závažných infekcí způsobených bakteriemi, včetně takových jako MRSA (meticilin rezistentní zlatý stafylokok), Streptococcus pneumoniae, Enterococcus, pokud žádná jiná antibiotika nejsou schopná zastavit šíření infekce. Přesto je hlášen rostoucí počet případů rezistence na glykopeptidová antibiotika, a to i z českých nemocnic. Jsme na pokraji katastrofy, která může propuknout každou chvíli. Proto je snaha naší skupiny porozumět konkrétním bodům mechanismu rezistence na antibiotika nesmírně důležitá. Podstatné je, aby byla zachována maximální účinnost stávajících antibiotik a aby byly poskytnuty alternativní prostředky pro budoucí lékařské využití. Česká republika má veškeré zdroje a předpoklady k dosažení úspěchu v této oblasti bádání. Avšak nedostatečně rozvinutá spolupráce s vědci z jiných evropských zemí na tomto poli omezuje viditelnost skvělých nápadů a zpomaluje rychlost realizace výzkumu. Propojení výzkumného potenciálu BIOCEVu s odbornými znalostmi obdobně zaměřených skupin v Estonsku by pomohlo problém vyřešit.

Navzdory nedostatku příležitostí k finanční podpoře bilaterální spolupráce mezi Estonskem a Českou republikou plánujeme se skupinami z Tartuské univerzity vypracovat projekty v oblasti antibiotického výzkumu, a to zejména se skupinou profesora Tanela Tensona – světového odborníka na mechanismy působení antibiotik a rezistence na antibiotika. Vzájemný výzkum se však neomezuje pouze na odolnost bakterií vůči antibiotikům. Bude zahrnovat například odborné posudky prof. Maida Remma v oblasti bioinformatiky, prof. Marta Ustava v oblasti virologie a diagnostiky a další. Vědecké spojení pomůže nejen posílit mezinárodní výzkum, ale také zlepší kulturní vztahy mezi našimi dvěma zeměmi.

Seznam literatury

Vimberg V., Gazak R., Szűcs Z., Borbás A., Herczegh P., Cavanagh J. P., Zieglerova L., Závora J., Adámková V., Balikova Novotna G. Fluorescence assay to predict activity of the glycopeptide antibiotics. J Antibiot (Tokyo). 2019 Feb;72(2):114-117. doi: 10.1038/s41429-018-0120-5. Epub 2018 Nov 30. PMID: 30504918.

Aun E., Brauer A., Kisand V., Tenson T., Remm M. A k-mer-based method for the identification of phenotype-associated genomic biomarkers and predicting phenotypes of sequenced bacteria. PLoS Comput Biol. 2018 Oct 22;14(10):e1006434. doi: 10.1371/journal.pcbi.1006434. PMID: 30346947; PMCID: PMC6211763.

[1] Vladimir Vimberg Ph.D. Narodil se v Estonsku. Obhájil disertační práci z molekulární biologie na univerzitě v Tartu. Pracoval jako vědec ve Velké Británii (University of Liverpool), Norsku (UiT Arctic University of Norway) a Švédsku (Uppsala University). Během 20 let své vědecké kariéry byl jeho hlavní výzkumný zájem věnován bakteriální rezistenci na antibiotika, shrnutý v 16 publikacích ve vědeckých časopisech.