Český student Martin Toul zjistil, že hodnota účinnosti proteinu stafylokinázy je při rozpouštění krevních sraženin mnohonásobně vyšší, než se původně myslelo. Jde o průlomový objev, jenž otevírá skvělé možnosti pro léčbu mozkové mrtvice.
Pro léčbu mozkové mrtvice se v současnosti používají dva přístupy. První je mechanický, kdy se krevní sraženina odstraní pomocí katétru. Druhý je biochemický, kdy se tromb rozpustí s pomocí léků. První způsob je náročnější na technické vybavení a na školený personál. Druhá metoda je podstatně jednodušší, ale i ta má své limity, zejména co se týče účinnosti a ceny podávané látky.
V současné době se přitom nejvíce používají léky, které obsahují jako účinnou látku protein zvaný altepláza. Ten sice působí relativně selektivně přímo na krevní sraženinu, má však omezenou účinnost. Existuje u něj navíc vyšší riziko opětovného vzniku trombu nebo nežádoucího krvácení. I z tohoto důvodu vědci neustále hledají látky, které by rozpustily trombus rychleji a bez rizika vedlejších účinků.
Jako jeden z vhodných kandidátů se ukázal protein produkovaný bakteriemi stafylokoka – stafylokináza. Protein se kvůli nízké účinnosti ale dlouho neukazoval jako vhodný kandidát pro léčbu mozkové mrtvice. To ovšem jen do doby, než se výzkumu ujal Martin Toul z Loschmidtových laboratoří Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity a týmu Fakultní nemocnice u sv. Anny [FNUSA-ICRC]. Mladý vědec totiž zjistil, že dosud udávaná účinnost daného proteinu je až 10 000krát vyšší, než se původně myslelo.
Nová a účinnější léčba mozkové mrtvice? Dost možná…
Podle odborníků průlomový objev Martina Toula předznamenává vývoj nových a účinnějších léků pro pacienty s akutní cévní mozkovou příhodou. Na souvislosti, které by mohly změnit vnímání stafylokinázy při léčbě, přitom Martin Toul přišel docela náhodou.
„Testovali jsme proteiny podobné stafylokináze. A potřebovali jsme získat výchozí data, která bychom měli jako základ pro srovnání. Nechtěli jsme vycházet jen z dat uvedených v odborné literatuře, chtěli jsme si předchozí pozorování ověřit v laboratoři. Při ověřování jsme šli více do hloubky a zjistili jsme, že je to s aktivitou stafylokinázy vlastně úplně jinak,“ popisuje, jak se zrodil jeho objev, Martin Toul.
Podle něj celková efektivita stafylokinázy, tedy účinnost rozpouštění krevní sraženiny, je skutečně nízká. Nicméně, jak dodává, její mechanismus je složitější a skládá se ze dvou kroků. První z nich je vazba stafylokinázy na svého partnera, která je opravdu velice slabá. Oproti tomu druhý krok, tedy samotné rozpuštění krevní sraženiny, je desettisíckrát vyšší než celková efektivita. Důvod je minimální vazba stafylokinázy, kvůli které vytvoří aktivní navázanou formu jen zanedbatelná část molekul stafylokinázy.
„Všichni se dívali na aktivitu jako celek. My jsme se však zaměřili na jednotlivé kroky mechanismu a našli ten limitující. Díky tomu jsme zjistili, že vůbec nepotřebujeme stafylokinázu vylepšovat, co se týče aktivity rozpouštění. Stačí se zaměřit na efektivitu jejího navazování, což je snadněji proveditelné,“ zdůrazňuje Toul.
Dodává, že pokud by se tedy podařilo danou vazbu zefektivnit, násobně by se zvýšila i celková účinnost rozpouštění krevních sraženin. I proto teď další výzkum cílí na nalezení proteinů s vylepšenými vazebnými vlastnostmi.
„Za pomocí metod proteinového inženýrství máme v plánu navrhnout tisíce variant. Ty chceme protestovat u nás v Loschmidtových laboratořích a nejvhodnější kandidáty poslat kolegům z Biofyzikálního ústavu AV ČR. S nimi úzce spolupracujeme také v rámci platformy Stroke Brno,“ říká mladý vědec.
Martin Toul i práce jeho týmu těší celé Česko
Martin Toul aktuálně studuje na brněnské Masarykově univerzitě. Zároveň je výzkumník týmu Proteinové inženýrství v Loschmidtových laboratořích. Pracuje pod vedením profesorů Zbyňka Prokopa a Jiřího Damborského.
A že nejde v jeho objevu o náhodu, dokládá i skutečnost, že v roce 2020 získal prestižní Fulbrightovo postgraduální stipendium pro doktorské studenty. Díky němu strávil semestr na Texaské univerzitě v Austinu ve skupině profesora Kennetha A. Johnsona.
„Na výzkumu a vývoji látek účinných při mozkové mrtvici pracujeme v rámci projektu Stroke Brno. Přičemž náš výzkum již podpořilo Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy čtyřletým grantem INBIO ve výši 100 milionů korun,“ shrnuje Martin Toul svou aktuální výzkumnou misi.
–DNA–
