Na začátku všeho stála návštěva biofyzika na semináři svých kolegů. Ti se zde zmínili, že nejpoužívanější lék cisplatina sice dokáže zachránit život, zároveň má ale velmi vážné vedlejší účinky zasahující ledviny.
Martina Kubalu následně napadlo, že by proces mohl souviset s jedním z nejdůležitějších enzymů přítomných právě v ledvinách, takzvanou sodno-draselnou pumpou, jejímuž studiu se on sám věnuje už deset let.
„Zkuste si představit buňku jako dům,“ začíná Martin Kubala popisovat svůj nápad.
„Buněčná membrána je jako stěny toho domu. Ty jej na jednu stranu definují, na druhou jej izolují od vnějšího vlivu. Kdyby ty stěny byly nepropustné, tak by se nikdo nedostal dovnitř, a i těm lidem uvnitř by to za chvilku bylo nepříjemné, protože by jim došly potraviny. Takže i ta buňka si s okolím vyměňuje látky,“ vysvětluje.
„Uklízečka“ buněk je při použití léku v chemoterapii ohrožena
A sodno-draselná pumpa v jeho podání v domě funguje jako jakýsi domovník nebo uklízečka, která všechno dá do původního stavu.
„Takže když si představíme, že do domu přijde balík, tak uklízečka vynese krabici,“ usmívá se biofyzik. Nevratné poškození ledvin si onkologové hlídají Pokud ale tento domovník přestane fungovat, je zle. A právě to se v ledvinách děje při chemoterapii.
„Naše výzkumy ukázaly, že cisplatina je schopná blokovat funkci sodno-draselné pumpy. Na rozdíl od jiných chemoterapeutik, jejichž toxicita vůči ledvinám je nižší,“ říká Kubala. Na nevratné poškození ledvin už si dnes při podávání tohoto léku podle biofyzika onkologové dávají pozor.
„Ale to, že si dávají pozor, je vlastně za cenu toho, že dávají méně léčiva. A tím pádem může být boj s rakovinou méně účinný,“ říká. A proč tedy lékaři raději nesáhnou po jiném léku, kterých už dnes trh nabízí bezpočet?
„Cisplatina je pořád nejrozšířenější a nejúčinnější, navíc si myslím, že pozměnit lehce její podávání je efektivnější cesta než vyvíjet nové léčivo,“ domnívá se Martin Kubala. Než se podle něj totiž nový lék dostane od zkumavky k pacientovi, trvá to často i více než patnáct let.
„Po celém světě pracuje spousta laboratoří na vývoji nových léčiv, ale nejsem přesvědčený, že to je správná cesta. Někdy se i v pokročilejších fázích testování zjistí, že zkoumané léčivo nelze použít. Tady už máme schválené léčivo, a pokud se podaří upravit protokol jeho podávání, mohla by se modifikace léčby dostat k pacientovi poměrně rychle,“ dodává.
Strukturu enzymu dokážou pozorovat dvě laboratoře na světě
Aby vědci vůbec přišli problému na kloub, museli nejprve podrobně poznat strukturu molekuly enzymu. Jenže tu se zatím nedaří s dostatečným rozlišením pozorovat ani elektronovými mikroskopy. Dokážou to jen ve dvou laboratořích na světě.
„Vytvořit krystal bílkoviny je nesmírně obtížné, neboť je potřeba pravidelně uspořádat molekuly s desítkami tisíc atomů. Přitom musíme respektovat skutečnost, že biomolekuly jsou poměrně citlivé a mohou se snadno zničit,“ uvedl Miroslav Huličiak, který působil na univerzitě v dánském Aarhusu a výsledky nedávno publikoval v časopisu Biochemical Pharmacology.
„Dosud pro krystalizaci proteinů neexistuje univerzálně použitelný postup a v případě sodno-draselné pumpy jsou jen dvě laboratoře na světě, kde se to daří,“ dodává Huličiak, který svou stáž symbolicky absolvoval v laboratoři, kde pracoval také nositel Nobelovy ceny právě za objev sodno-draselné pumpy Jens C. Skou.
Zjištění olomouckých biofyziků je vůbec prvním krokem k odstranění nežádoucích účinků při chemoterapii. Před spoluprací s onkology však plánuje Kubala ještě několik experimentů.
„Zhruba před rokem jsem byl na onkologii za panem profesorem Melicharem, který mi dal další zajímavé informace. Ale to byl takový první kontakt. Ještě bych rád udělal pár experimentů ve zkumavce, protože zatím potřebujeme ověřit, jestli to, co vidíme teď, bude platit i jindy. Cílem je změnit protokol podávání cisplatiny tak, aby zůstaly terapeutické účinky a aby to tolik neškodilo,“ uzavírá Kubala.
