MUNI: Do výzkumu se lze zapojit hned v prvním ročníku - Student

Martin Toul je doktorandem na Přírodovědecké fakultě MU. Pracuje v Loschmidtových laboratořích, kde se mu nedávno podařil přelomový objev, který by mohl zásadně zlepšit léčbu mozkové mrtvice.

Už od mala ho zajímala a bavila chemie, a proto hledal vysokoškolské studium s tímto zaměřením. Nakonec si vybral biochemii na Masarykově univerzitě. Jaká byla jeho cesta k úspěchu ve výzkumu, popisuje v následujícím rozhovoru.

Proč jste se nakonec rozhodl pro studium biochemie?
Při finálním výběru oboru jsem upustil od čisté chemie a vybral si biochemii, protože mě vždy zajímaly chemické reakce a pochody v kontextu živých organismů a lidského těla. V propojení chemie s biologickými vědami jsem navíc viděl větší perspektivu do budoucna. Během studia jsem často vplul i do oblastí molekulární biologie, což je z mého pohledu trošku paradox, neboť biologie mě na základní ani střední škole nikdy moc netáhla. Na úrovni jednotlivých buněk je to ale úplně jiný svět. Masarykovu univerzitu jsem si vybral kvůli dobré dostupnosti, ale také jsem vnímal vysokou kvalitu vzdělání a vědeckého prostředí, které je tu opravdu špičkové. Zpětně jsem za toto kvalitní zázemí moc rád, neboť sehrálo významnou roli v mém osobním i vědeckém rozvoji.

Zajímal jste se o vědeckou práci už od prvního ročníku?
Vědecká práce mě bavila už od studia na gymnáziu, kde jsem se účastnil různých olympiád. Po nástupu na vysokou školu jsem ale aktivně práci ve výzkumné skupině nehledal a vlastně mě to ani nenapadlo. Moc jsem netušil, jak rozsáhlé máme jako studenti možnosti v případě vlastní iniciativy.

Kdy jste tedy začal?
O práci na reálných projektech ve výzkumné skupině jsem se začal zajímat během druhého ročníku. A abych byl upřímný, hlavní motivací byla zejména bakalářská práce. Když zpětně vidím všechny středoškoláky, kteří k nám do laboratoří přicházejí pracovat na svých projektech pro středoškolskou odbornou činnost, často si pomyslím, zda jsem v té době něco nezaspal a neměl bych se za sebe trošku stydět (říká s úsměvem). Na druhou stranu věřím, že mi nic zásadního neuniklo, mohl jsem se věnovat i jiným aktivitám a mám i tak stále možnost pracovat na skvělých projektech.

Působíte v Loschmidtových laboratořích přírodovědecké fakulty. Jak jste se tam dostal?
Nebyla to přímá cesta. Nejprve jsem začal docházet do laboratoří na Ústavu organické chemie. Chemické reakce a řešení chemických rovnic mě bavilo už na gymnáziu, proto jsem věřil, že půjde o ideální volbu. Poměrně záhy jsem si ale uvědomil, že je zásadní rozdíl mezi kreslením chemických reakcí na papíře a jejich prováděním v laboratoři. A bohužel pro mě, ta praktická stránka mě příliš neoslovila. Naštěstí jsem si to uvědomil včas a nebyl problém zaměření změnit. V té době jsem se zúčastnil přednášky, kde Jiří Damborský a Zbyněk Prokop představovali práci Loschmidtových laboratoří, které se zaměřují na proteinové inženýrství, a to mě nadchlo.

Co byste po svých zkušenostech doporučil novým studentům, kteří se chtějí zapojit do výzkumu na univerzitě a rozvíjet své znalosti a dovednosti?
Pokud se někdo chce zapojit do reálného výzkumu už od prvních ročníků, určitě bych doporučil neváhat a aktivně se zajímat o projekty ve výzkumných skupinách, které by je mohly bavit. Zároveň věřím, že není třeba panikařit a nebát se, že mi něco uteče, pokud začnu projekt vyhledávat až s blížící se nutností zpracovat jej v rámci své bakalářské práce. Velmi užitečné jsou různé bakalářské semináře a další nepovinné akce, na kterých vedoucí skupin představují studentům svoje výzkumy. Díky nim je možnost si udělat lepší obrázek o různých projektech, které se na MU aktuálně řeší.

Vy jste nedávno přišel s velmi zajímavým objevem, který může výrazně zlepšit léčbu mozkové mrtvice. Na co jste s kolegy přišel?
Objev jsme učinili na dosud trochu upozaďovaném potenciálním léčivu stafylokináza, ke kterému jsme i my zpočátku přistupovali jen jako k méně perspektivnímu modelovému systému. Chtěli jsme si na něm otestovat některé naše postupy a strategie, než přejdeme k zajímavějším léčivům. Během měření jsme však zjistili, že se stafylokináza chová jinak, než bylo publikováno v odborné literatuře, a že má potenciál stát se nejzajímavějším léčivem na mozkovou mrtvici. Stejně jako ostatní léčiva je i toto trombolytikum, které pomáhá rozpouštět krevní sraženinu, obnovit tak průtok krve a zabránit poškození mozku. Oproti jiným léčivům se však stafylokináza v lidském těle nejprve váže na svého partnera a až poté je schopná toto rozpouštění sraženin zahájit. Této aktivaci ale nikdo nevěnoval příliš velkou pozornost a všichni se domnívali, že krevní sraženiny rozpouští příliš pomalu. My jsme experimentálně ukázali, že stafylokináza je ve skutečnosti extrémně účinná a o několik řádů rychlejší než aktuální léčiva.

Jak je tedy možné, že se považovala za nepříliš efektivní?
Problém je, že se pouze nepatrný zlomek aplikované stafylokinázy aktivuje, a proto se zdá nedostatečně efektivní. Chtěli bychom se tedy zaměřit na to, aby v případě její aplikace došlo k aktivaci co nejvyššího počtu jejích molekul. Výhodou je, že vylepšení tohoto aktivačního kroku je z obecného hlediska výrazně snazší. Je zde tedy mnohem vyšší šance, že se to podaří. Díky našim zjištěním navíc víme, že zde opravdu možnost vylepšení existuje. Vzniká tak obrovský potenciál na vývoj trombolytického léčiva, které bude v tom nejlepším scénáři vylepšeno až desettisíckrát.

Budete na tom dál vy sám pracovat?
Určitě to v plánu se svými kolegy máme, jelikož se právě na úpravy a zdokonalování proteinů v Loschmidtových laboratořích specializujeme. Kromě toho jsme se spojili s dalšími výzkumnými skupinami u nás i v zahraničí, které využívají na úpravy proteinů jiné strategie. Věříme, že tím zvýšíme naše šance na úspěch a dopracujeme se ke  zdokonalenému léčivu. Zároveň bych neměl opomenout ani další skupiny z MU, Akademie věd, Masarykova onkologického ústavu a FNUSA-ICRC, se kterými spolupracujeme v rámci platformy STROKE Brno a s podporou z grantu Ministerstva školství INBIO. Díky těmto partnerům máme možnost námi nově navržené proteiny testovat i na reálných sraženinách, případně přímo ve zvířecích modelech, čímž získává náš výzkum klinický potenciál.

Mluvíte o spolupráci se zahraničními výzkumníky. Měl jste už možnost pracovat přímo v zahraničí?
MU nabízí studentům velké možnosti zahraničních stáží. Já jsem například díky podpoře Interní grantové agentury strávil několik měsíců na ETH v Curychu a v rámci mobilitních programů Erasmus+ a Freemovers jsem byl také na stážích ve Švédsku a Thajsku. Loni jsem navíc díky Fulbrightovu stipendiu strávil pět měsíců na Texaské univerzitě v Austinu. Bylo to velice obohacující. Stejně tak užitečná byla i zkušenost práce v jiném prostředí a především poněkud odlišný přístup k vědě v cizích zemích. Díky všem stážím vnímám, že je pro mě další zahraniční zkušenost velmi užitečná, pomáhá člověku rozšiřovat obzory a vidět, jak různě se dá věda dělat. Proto bych po dokončení doktorátu rád strávil několik let mimo Českou republiku a zaměřil se i na trochu odlišný výzkum, abych se naučil něco nového. Rád bych se ale pak vrátil zpět a pomáhal rozvíjet českou vědu.