Mgr. Sandra Thalerová je čerstvou držitelkou prestižního ocenění Brno Ph.D. Talent

Můj vzkaz studentům? Hlavně se nebát!

Mgr. Sandra Thalerová je čerstvou držitelkou prestižního ocenění Brno Ph.D. Talent, kterou uděluje Jihomoravské centrum mezinárodní mobility, za projekt s názvem „Modely na čipu pro stanovení mechanizmů limitací alteplasou indukované trombolýzy“. V současné době pracuje v Biofyzikálním ústavu AV ČR pod vedením svého školitele Mgr. Jana Vítečka, Ph.D. a zároveň participuje na aktivitách výzkumného týmu Stroke pod vedením prof. MUDr. Roberta Mikulíka, Ph.D. v rámci svého úvazku v Mezinárodním centru klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC). S oběma jsme se potkali a požádali o krátký rozhovor.

Nejdříve gratulace k získanému ocenění. A začneme od začátku – jak jste se vlastně k výzkumu dostala?

K vědecké činnosti jsem se dostala na bakalářském studiu Masarykovy univerzity v Brně. Při výběru témat jsem si zvolila trombolýzu, která mne zaujala z důvodu práce s krví. Studium fyziologie krve mě vždycky zajímalo, navíc projekt nabízel přesah i do klinického výzkumu mozkové mrtvice. Věnovala jsem se této problematice celé bakalářské studium, pokračovala jsem v této práci i na magisterském stupni, pod vedením doktorky Andrey Vítečkové Wünschové jsem na toto téma vypracovala bakalářskou i diplomovou práci a nyní pokračuji v navazujícím doktorském studiu pod vedením doktora Jana Vítečka a doufám, že výzkumem léčby mozkové mrtvice se budu zabývat i nadále.

Jak byste svůj projekt představila laické veřejnosti, je v něčem unikátní?

Sandra Thalerová: V našem výzkumu se soustředíme na zkoumání procesů během enzymatické trombolýzy, tedy rozpuštění krevní sraženiny, trombu, pomocí léku zvaného alteplasa. Pro tyto účely využíváme in vitro modely. Snažíme se o co nejlepší napodobení vaskulatury (žilního řečiště) v mozku pacientů. Takový experimentální model nám umožňuje sledovat účinnost trombolytických léčiv, tedy rozpouštění krevní sraženiny v reálném čase. Dále pak používáme různé miniaturizace, tzv. „laboratoře na čipu“, pomocí kterých studujeme interakce léčiva s tromby. Unikátnost těchto nástrojů spočívá v tom, že jsme schopni podívat se na to, co v pacientovi mnohdy nelze sledovat. Zkrátka – u pacienta je velmi komplikované v reálném čase pozorovat trombolýzu, kdežto pomocí našich modelů ano.

Jan Víteček: Jak už bylo zmíněno, jde o modely, konkrétně silikonové čipy. Nicméně unikátní prvek je ten, že používáme lidskou krev a z ní připravené tromby. To má jednu obrovskou a zásadní výhodu, experimenty jsou blízko fyziologickým podmínkám u člověka. Například animální modely – potkan, myš nebo králík nejsou v případě trombolýzy úplně ideální z důvodu velkých mezidruhových rozdílů ve struktuře a účinnosti trombolytických enzymů, rozdílů v rozměrech cév či průtocích krve v mozku. A právě proto jsme se chopili těchto modelů, abychom co nejlépe reflektovali lidskou fyziologii, i když jen na čipu v in vitro systému.

Ocenění Brno Ph.D. Talent je pro Vás určitě velkou motivací. Jakým směrem chcete svůj výzkum posunout?

Sandra Thalerová: Tak to je těžká otázka… Ráda bych zoptimalizovala modely, se kterými pracuji tak, aby svými parametry co nejvíce odpovídaly fyziologii člověka. Nabízí se celá řada možností, jako například vystlání vnitřku umělých cév lidskými buňkami a další zlepšení. Chtěla bych stavět na tom, co už máme a dále to rozvíjet. Je to totiž opravdu unikátní projekt, nejen v rámci České republiky.

Jan Víteček: Hlavním cílem projektu je zlepšení léčby. V současné době používané trombolytikum alteplasa má účinnost stále omezenou, celá řada pacientů na tuto léčbu nereaguje a neví se proč. Takže toto je náš vizionářský cíl – podívat se, kde má toto trombolytikum na biofyzikální či biochemické úrovni nedostatky a na základě těchto dat mohou být navržena trombolytika mnohem efektivnější a účinnější.

Sandra Thalerová: Jen dodám, že u mozkové mrtvice má enzymatická trombolýza velkou budoucnost. Podobně jako u infarktu myokardu lze ischemickou mozkovou mrtvici léčit pomocí katetru. To je ale mnohem obtížnější. Aplikace enzymatické trombolýzy je ale v podstatě velmi jednoduchá – pacientovi je během jedné hodiny podáno trombolytikum prostřednictvím infuze do žíly a tento postup lze tedy realizovat kdekoli na světě, i v rozvojovích zemích. Naproti tomu mechanická trombektomie lze víceméně použít jen v oblastech technologicky vyspělých. Pokud se tedy povede jakýmkoli způsobem více či méně zlepšit účinnost enzymatické trombolýzy, pak jde o obrovský posun kupředu v léčbě mozkové mrtvice.

O jak obtížný výzkum jde? Problémem je přece i to, že každá krevní sraženina je jiná…

Sandra Thalerová: Ano, tromby se svým složením a strukturou velmi liší jak v rámci jednotlivých pacientů, tak v rámci trombů samotných. Je tam opravdu velká variabilita, takže pracujeme s různými typy, abychom co nejlépe obsáhli jejich komplexní škálu. Připravujeme si je sami, bránou je odběr krve od zdravých dárců, a z ní se už připraví různé typy trombů, krevní plazma, zkrátka veškerý materiál pro naše experimenty.

Jan Víteček: Ano jde o komplikovaný výzkum, ale pomocí modelů dokážeme relativně snadno odpovědět na otázky, které nelze zodpovědět na základě klinických dat. U kliniky máte vlastně primárně klinický výstup pacienta, pomocí zobrazovacích metod lze zjistit, že se po nějakém čase céva uvolnila, ale to, jak rychle se tromb degraduje, myslím stanoveno biochemickými markery, to u pacienta zatím není možné. Zatímco my se pomocí našich modelů můžeme na tyto detaily podívat a tudíž můžeme zaznamenat i procesy, které v pacientech nelze detekovat. Když se vrátím k té unikátnosti, tak v České republice jsme jediní, pokud vím. Na světě existují další týmy, které se zabývají obdobným výzkumem, bavíme se o desítkách, nicméně naše výhoda, která nás staví do jisté míry do popředí, je to, že pracujeme primárně s lidským materiálem a snažíme se vhodným způsobem reflektovat reálnou geometrii cévního systému a používat průtokové modely. Klasický přístup ke studiu trombů je „ve zkumavce“, tedy za statických podmínek. Tyto systémy sice umožňují sledovat například množství uvolněných červených krvinek či degradačních produktů fibrinu z trombu, nicméně postrádají to zásadní, a to je průtok. Ten má samozřejmě zásadní vliv na průběh trombolýzy. Tlakový gradient krevní sraženinu mechanicky deformuje a napomáhá prostupu trombolytika do trombu. V tom právě tkví zásadní výhoda našich modelů.

Sandra Thalerová: Zároveň jsme také schopni v reálném čase měřit proces objemové degradace neboli zmenšování trombů. V určitých časových intervalech jsou tromby v procesu trombolýzy snímány a pomocí obrazové analýzy se následně vyhodnotí velikost trombu v čase. Získáme tak například informaci o tom, v jaké časové fázi hodinového trombolytického procesu dochází k nejrapidnějšímu úbytku trombu. To by bylo v pacientech, samozřejmě, velmi komplikované.

Pracujete na BFÚ, zároveň ve FNUSA-ICRC, jak to vlastně funguje dohromady?

Sandra Thalerová: Díky iniciativě Stroke Brno profesora Roberta Mikulíka existuje mezi jednotlivými pracovišti úzká spolupráce a společný výzkum jde jediným směrem – ke zlepšení léčby mozkové mrtvice. Jak Biofyzikální ústav AV ČR, tak FNUSA-ICRC jsou členy této inciativy, takže s koordinací aktivit není žádný problém.

Jan Víteček: Mám to obdobně, pracuji primárně na Biofyzikálním ústavu a zároveň jsem členem výzkumného týmu FNUSA-ICRC Zánětlivá onemocnění Doc. Lukáše Kubaly, Ph.D. Kromě našich institucí je v této iniciativě zapojeno hned několik brněnských institucí, primárně FNUSA, náš tým za Biofyzikální ústav AV ČR, Loschmidtovy laboratoře Masarykovy univerzity, Výzkumný ústav veterinárního lékařství, firma BioVendor, Veterinární fakulta VFU v Brně a Ústav přístrojové techniky AV ČR. Každá z těchto institucí poskytuje svou expertízu pro řešení společného cíle, kterým je výzkum léčby mozkové mrtvice. FNUSA poskytuje klinické podklady a kam směřovat výzkum s ohledem na pacienty. My jsme schopni provádět biofyzikální měření v in vitro modelech a tyto výsledky korelovat s klinickými. V týmu profesora Damborského (Loschmidtovy laboratoře) je velice silná expertíza na proteinové inženýrství, a to na světové úrovni. Zkrátka, sešla se skupina lidí, kdy každý pracuje na svém dílku skládačky, kterou když dáme dohromady, tak je velká pravděpodobnost pokroku v léčbě mozkové mrtvice.

Je něco, co byste vzkázala studentům, začínajícím výzkumníkům?

S: Určitě, aby se výzkumu nebáli – to říkám i kolegyním, studentkám, které jsou strašně šikovné. Ať jdou za tím, co je zajímá, navštěvují konference, soutěže, kde se něco nového dozví, poznají zajímavé lidi… Práce v laboratoři se nikdo bát nemusí – takže se nebát, nestydět se a všechno si prostě vyzkoušet.