„Dlouho se myslelo, že příčinou střevních zánětů u pacientů s Crohnovou chorobou je molekula IL-17. My jsme ukázali, že je to nejspíš přesně naopak,“ říká imunolog Tomáš Brabec z Přírodovědecké fakulty, který tuto imunologickou záhadu – proč zamýšlená léčba nepomáhala, ale stav spíše zhoršovala – rozluštil v rámci svého doktorského výzkumu na Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.
Ilustrační snímek myšího střeva. Panethovy buňky vyznačeny červeně.
Když před lety pacienti trpící Crohnovou chorobou, zánětlivým onemocněním střev, dostali cílenou biologickou léčbu, která jim měla pomoci, jejich stav se paradoxně zhoršil. Proč? To nyní objasnila nová studie v odborném časopise Mucosal Immunology, který patří do portfolia Nature. „Hlavní roli v našem výzkumu hraje zánětlivá molekula interleukin 17 (IL-17), kterou všichni potřebujeme – je zásadní v boji s patogenními bakteriemi. U pacientů trpících řadou zánětlivých onemocnění, jako je roztroušená skleróza, psoriáza nebo Crohnova choroba, je ale IL-17 produkován ve zvýšené míře a dlouho se předpokládalo, že právě IL-17 je příčinou potíží. Byla proto vyvinuta cílená biologická léčba, která funkci IL-17 specificky blokuje. K velkému překvapení ale tato léčba stav pacientů s Crohnovou chorobou nezlepšovala, ale naopak zhoršovala,“ říká Tomáš Brabec, první autor studie a Ph. D. student v oboru Imunologie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, který většinu práce udělal ve skupině Dominika Filippa na Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.
„Dokázali jsme, že specializované buňky střevního epitelu, tzv. Panetovy buňky, reagují na přítomnost IL-17 zvýšenou produkcí antimikrobiálních peptidů – přirozených antibiotik, které v našich střevech bojují s nežádoucími bakteriemi. Blokace IL-17 cílenou léčbou nejspíše způsobila sníženou produkci těchto antimikrobiálních látek, což pak vedlo ke snížení diverzity střevních bakterií, tzv. dysbióze, a zhoršení potíží,“ vysvětluje imunolog Brabec a zdůrazňuje, že nyní se již tento způsob léčby u pacientů s Crohnovou chorobou nepoužívá, protože nepřinášel výsledky. „My jsme nyní přinesli vysvětlení proč, což je důležité pro další výzkum jiných způsobů léčby.“
První autor studie Tomáš Brabec (druhý zprava) většinu práce udělal v týmu Dominika Filippa (vpravo nahoře). Foto: Ústav molekulární genetiky Akademie věd.
Vyzkoumáno na myších, potvrzeno na lidech
První část mezioborového výzkumu byla provedena na myších modelech ve spolupráci s pobočkou Mikrobiologického ústavu Akademie věd v Novém Hrádku. „S Martinem Schwarzem to byla báječná spolupráce. Martin je spíše mikrobiolog – zabývá se fyziologií výživy a jejím vztahem ke střevní mikrobiotě, takže se na problematiku každý díváme trochu jinak, a to výzkumu velmi pomohlo,“ pochvaluje si imunolog Tomáš Brabec. Další část studie probíhala ve spolupráci s gastroenterologem Petrem Jabandzievem z Pediatrické kliniky Fakultní nemocnice Brno při Masarykově univerzitě, který zajišťoval pacientské vzorky.
„Bylo naší obrovskou výhodou, že jsme měli k dispozici vzorky od dětských pacientů trpících Crohnovou chorobou, což je v oboru docela unikátní. Většina výzkumů totiž probíhá na vzorcích od dospělých pacientů. Dětští pacienti ale většinou nemají žádnou jinou závažnější chronickou chorobu nebo předchozí léčbu, která může jako začarovaný kruh ovlivňovat i střevní zánět, a tím pádem jsme mohli lépe identifikovat souvislosti mezi zkoumanou molekulou IL-17 a střevním zánětem,“ vyzdvihuje imunolog. Podařilo se jim tak potvrdit, že objevený molekulární mechanismus může fungovat i u lidí.
Ilustrační snímek Panethových buněk (zeleně) v myším střevě.
Zapeklitá cesta k poznání
„Na začátku jsem měl hypotézu, jak by to mohlo fungovat, ale nedařil se mi nalézt způsob, jak to experimentálně ověřit, až jsem skoro přestal věřit, že by to tak mohlo být. Pak se mi ale podařilo najít systém, ve kterém jsem byl tuto hypotézu schopen otestovat a k mému velkému překvapení to sedělo naprosto perfektně. Bonusem pak byly výsledky z pacientských vzorků, které potvrdily, že by to tak skutečně mohlo fungovat i v lidském těle,“ popisuje Tomáš Brabec proces vědeckého poznávání a střídající se období beznaděje a optimistických výsledků.
Co bylo na celé studii nejtěžší? „Vlastně asi naučit se dělat vědu. Byl to můj první prvoautorský článek – výzkum, který jsem sám vedl. Navíc na střevě v naší laboratoři v té době nikdo příliš nedělal, takže jsem se tím musel prokousávat sám – zorientovat se v problematice, vymyslet nejlepší přístupy, optimalizovat metody…“ shrnuje mladý imunolog čtyřletý výzkum, který by prý dnes měl hotový mnohem rychleji.
Dalším zdržením k dokončení doktorského studia byl i samotný publikační proces, který trval téměř dva roky. „Mezi tím jsem se přemístil do skupiny Honzy Dobeše, kde jsme naměřili nový článek, který je nyní v recenzním řízení, které snad bude rychlejší,“ doufá Brabec.
Tým Jana Dobeše na Přírodovědecké fakultě UK. Foto: Petr Jan Juračka.
Co dál? „Chci zůstat ve vědě a v nejbližší době zamířit na postdoc do zahraničí. Už mám něco rozjednané, ale uvidíme, do plánů musím zahrnout manželku a děti.“ A co výsledky znamenají pro pacienty a vědeckou komunitu? „Pro pacienty s Crohnovou chorobou se v tuto chvíli příliš nemění – tato léčba se již nepoužívá, protože jejich stav spíše zhoršovala a my jsme nyní vysvětlili proč. Především jsme ale přinesli důležité informace pro další výzkumy – ukázali jsme, že IL-17 není příčinou potíží, jak se dlouho předpokládalo. Sám jsem zvědavý, jak se výzkum bude dále vyvíjet. Téma střevních zánětů je vědecky velmi konkurenční prostředí a na výzkumu pracuje opravdu mnoho vědců a vědkyň po celém světě.“
