Vědec-detektiv, jenž v Motole odhaluje tajemství anémií

Michael Svatoň vystudoval medicínu, již během studia ho ale zlákala genetika a vědecká práce. Nyní dokončuje doktorské studium ve vědecko-diagnostické laboratoři Childhood Leukaemia Investigation Prague (CLIP) na 2. lékařské fakultě UK a svou výzkumnou prací již významně přispěl k objasnění dvou typů anémií, které vedlo k fungující léčbě a zlepšení zdravotního stavu pacientů.

Na začátku ledna vyšla studie v American Journal of Hematology, na níž jste uveden jako korespondenční autor, což pro doktorandy není běžné – objevil jste klíčovou mutaci způsobující anémii, chudokrevnost, a inicioval studii. Jak takový objev vzniká?

Na začátku byla jednovaječná dvojčata: dva chlapci, kteří měli těžkou imunitně podmíněnou anémii a další zánětlivé projevy. Lékaři postupně vyzkoušeli několik možností standardní léčby, ale nemoc se nedařilo dostat pod kontrolu. A jelikož se jednalo o dvojčata a oba měli podobné příznaky, šance, že nemoc bude geneticky podmíněná byla velmi vysoká, a tak jsme spolu s kolegy z CLIPu začali hledat.

Nenašli jsme u nich žádnou dříve popsanou mutaci, která by odpovídala klinickým potížím, ale postupným vylučováním jsme narazili na mutaci v genu, který hraje důležitou roli v imunitním systému. V literatuře jsme pak našli experimentální zvířecí modely, u kterých ovlivnění tohoto genu vedlo k obdobným komplikacím. Tak vznikla hypotéza, že by tato mutace mohla být příčinou onemocnění a začali jsme s kolegyní Veronikou Kanderovou (se kterou si můžete přečíst samostatný rozhovor – pozn. red.) pracovat na experimentech, kterými by bylo možné ji ověřit a pokusit se navrhnout fungující léčbu, což se pak i za pomoci dalších kolegyň a kolegů provedlo. Skutečně velk‎ý podíl na tom měla Veronika, se kterou sdílím seniorní korespondenční autorství celého článku, bez jejích schopností a nasazení by se nám to nepodařilo.

Jaká je šance, že se vám podaří odhalit příčinu nemoci?

Každá taková studie je výsledkem práce mnoha lidí. Vždy je to částečně i náhoda a intuice, zda se nám tu správnou genetickou variantu podaří identifikovat. Na začátku máme statisíce variant, jež filtrujeme na základě četnosti výskytu v populaci či zda již byly dříve popsány v literatuře a interpretace není vždy jednoduchá. V některých případech najdeme neznámé varianty v genech, které v souvislosti s vrozeným onemocněním ještě nebyly popsány, ale tím teprve začíná to skutečné bádání. Předem není vůbec jisté, že to povede k úspěchu a že najdeme i fungující léčbu.

To se teď povedlo a našli jste mutaci v genu pro Toll-like receptor 8. K čemu ho máme?

Toll-like receptory (TLRs) patří mezi primární složky obrany našeho imunitního systému. Jsou takovým spojovacím článkem mezi specifickou a nespecifickou imunitou. Existuje jich několik typů, každý má jinou funkci a nachází se v různých typech buněk. TLR8 reaguje na jednovláknovou RNA virů a bakterií, pokud zaznamená přítomnost cizorodé RNA v organismu, spustí poplach a tím aktivuje další buňky imunitního systému. To byl i mechanismus onemocnění našich pacientů.

Když to zjednoduším, mutace narušila rovnováhu imunitní odpovědi a způsobila zvýšenou produkci signalizačních cytokinů, které nadměrně stimulovaly imunitní systém, což vedlo ke vzniku autoimunitního onemocnění a rozpadu červených krvinek. Na základě znalosti mechanismu jejich nemoci, jsme pak mohli spolu s kliniky diskutovat další možnosti léčby. Není to nikdy jednoduché rozhodování a vyžaduje spolupráci mnoha odborníků z různých oborů medicíny, jelikož se jedná o novou nemoc, o které toho stále mnoho nevíme. Ve výsledku se nám ale podařilo najít způsob, jak tuto nadměrnou signalizaci ovlivnit a onemocnění stabilizovat. To mě na celém našem výzkumu nejvíce naplňuje, že přímo pomáhá skutečným pacientům.

Na studii jste spolupracovali se zahraničními kolegy, jak tato spolupráce vznikla?

Seznámili jsem se na vědecké seznamce (směje se). Existuje webová stránka, kam vědci sdílí mutace genů, které je zajímají, a kde mohou najít kolegy, kteří stejné geny rovněž studují či u svých pacientů nalezli stejné mutace. S americkými kolegy jsme se neznali, spojila nás až tato databáze. Jejich pacienti měli podobné symptomy jako naše dvojčata. Konzultovali jsme také léčbu, na kterou i američtí pacienti odpovídali podobně jako ti naši. Původní záměr byl výsledky publikovat společně, což se nakonec nevydařilo, ale i tak to byla cenná spolupráce.

Pro vás je to ale již druhá rozluštěná anémie – jste prvním autorem publikace, jež předloni vyšla v prestižním časopise Blood (s impakt faktorem 22). Tam to byl podobný příběh?

Ano, to byl jeden z prvních pacientů, na jehož diagnostice jsem se podílel – patnáctiletý kluk, který trpěl těžkou anémii. Měl vážné postižení vývoje červených krvinek a nedařilo se odhalit příčinu. Díky celoexomovému sekvenování jsme zjistili, že má deleci aminokyseliny v transportéru pro folát (vitamín B9) do buněk. Těch máme v těle několik, ale tento hrál důležitou roli v kostní dřeni. Našli jsme poškozený transportér a opět na základě literatury zjistili, že když myším chybí, umírají prenatálně a mají narušenou krvetvorbu. Chybějící aminokyselina se oproti celému transportéru může zdát jako malá změna, my jsme ale věděli, že se nachází na důležitém místě. Měli jsme tedy hypotézu, kterou se nám díky skvělé spolupráci s Karolinou Škvárovou Kramarzovou z naší laboratoře a týmem profesora Viktora Kožicha z Ústavu dědičných metabolických poruch 1. LF UK podařilo prokázat. Nejdůležitější byl ale fakt, že nemoc můžeme ovlivnit vysokou dávkou tohoto vitamínu, díky které se pacient rychle uzdravil a nemusí tak dostávat dlouhodobě transfuze či absolvovat jinou náročnou léčbu.

Co bylo pro výzkum klíčové?

Bez genetiky bychom na to nepřišli. Deficit folátu je v tomto věku vzácný, navíc v krevním séru měl náš pacient normální hladinu, ale nebyl schopen folát dostat do buněk kostní dřeně a vyrábět si červené krvinky. Tento příběh s dobrým koncem mě povzbuzuje, když zrovna procházím temnějším obdobím‎, kdy se experimenty nedaří.

Zvládáte si od pacientských příběhů udržovat odstup?

Snažím se a celkem se mi to i daří, i díky tomu, že nejsem v přímém kontaktu s pacienty a jejich rodinami. Ale samozřejmě komplikace v léčbě vnímám skrze lékařské zprávy a debaty s kolegy. Nejsilnější je to v případech, kdy se nedaří najít fungující léčbu, nebo dojde k relapsu u agresivních forem leukémií.

Proč jste šel studovat medicínu a proč jste začal dělat vědu?

Když jsem se měl v patnácti rozhodovat, vůbec jsem neměl jasno, co budu v životě dělat. Oba rodiče byli humanitně založení, ale já jsem podle svých vysvědčení pochopil, že mi asi půjde lépe biologie s chemií než dějepis. Přírodní vědy pro mě byly daleko srozumitelnější a bavily mne, takže jsem se rozhodl pro medicínu. Byla to pro mě zároveň největší výzva. A už ve druháku jsem se začal více zajímat o genetický výzkum, který se dělal na fakultě a souhrou okolností jsem se dostal na „kroužek“‎ v CLIPu určený pro studenty, které zajímá věda v hematoonkologii, a tak jsem se před deseti lety vydal touto cestou.

Na začátku Ph. D. studia jste si prý myslel, že věda bude jen takovou odbočkou ve vaší kariéře lékaře. Jak to vidíte dnes? Plánujete návrat do klinické praxe?

Aktuálně dokončuji doktorát, doufám, že se mi to brzy podaří. Poté bych se určitě rád podíval do světa na postdoktorandský pobyt. Do CLIPu jsem začal chodit v roce 2011, kdy bylo žhavou novinkou sekvenování nové generace. Dnes je podobným trendem single cell sequencing, což je směr, který mě aktuálně velmi láká a chtěl bych se to více naučit.

Na počátku doktorátu jsem si skutečně myslel, že si udělám odbočku do vědy a poté se vrátím ke klinice, ale teď si tím již tak nejsem jist. Ani nevím, zda bych toho byl ještě schopen. Především ale chci využít toho, že jsem poměrně do hloubky porozuměl oblastem, do kterých bych jen klinickou praxí nepronikl. Přijde mi škoda, kdybych tu vědeckou zkušenost dále neprohloubil. Takže klinice nezavírám dveře, věřím, že to lze kombinovat a smekám před těmi, kteří to zvládají, ale vím určitě, že vědu na hřebík pověsit nechci.

Jak vám naopak ve vědě pomáhá, že jste vystudoval medicínu?

Naprosto zásadně, má vědecká práce vychází od pacientů a z jejich klinických stavů. Bez znalostí medicíny bych nebyl schopen dělat tuto práci, podílet se na diagnostice, pochopit mechanismus onemocnění a umět si určité věci spojit. Občas žertuji, že jsem šel studovat medicínu, abych neseděl celý život jen u počítače, což jak se hned po prvním roce Ph. D. ukázalo, úplně nevyšlo. Je ale pravdou, že teď alespoň můžu občas vystřídat klávesnici a myš za pipetu.

Proč jste v CLIPU?

Protože jsem ještě nedokončil Ph. D. a ještě mě nevyhodili (směje se). Ne vážně, je to úžasné pracoviště, které se neustále inovuje a sleduje nejnovější vědecké trendy. Je úžasné sledovat, jak se za tu dobu deseti let, co jsem součástí, proměnilo. Hodně spolupracujeme se zahraničím a snažíme se být relevantním hráčem světového výzkumu, dělat světovou vědu.

(Tuto položenou otázku dostávají na začátku všichni členové týmu. Michael Svatoň na ni před šesti lety odpověděl těmito slovy: „V CLIPu jsem proto, že jsou tu skvělí lidé a baví mě učit se nové věci“‎).