Na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity se věnujete výzkumu neurovývojových poruch a používáte k tomu neobvyklý modelový organismus – mušku drozofilu (octomilku).

Zaměřuji se hlavně na poruchy autistického spektra a intelektu, které dohromady postihují až 3 % celosvětové populace a často se vyskytují společně. Na rozdíl od jiných neurovývojových poruch, například ADHD, jejich vznik většinou způsobují mutace v jednotlivých genech. Jedná se tedy o mogenní syndromy, a i když je každý syndrom sám o sobě vzácný, tak dohromady jich už známe víc než 1500.

Jak moc jsou poznatky, které získáte o mozku mušky, přenositelné na mozek lidský?

Mozek drozofily vypadá samozřejmě jinak než mozek člověka, ale svou funkcí je lidskému mozku podobný. I když je výrazně menší (mozek dospělé drozofily má přibližně 100 tisíc neuronů, lidský mozek miliardy), tak v něm stejně jako v lidském mozku najdeme specializovaná centra zodpovědná například za zrak, paměť či pohyb. Nervové buňky v mozku drozofily také používají ke komunikaci stejné chemické látky, neurotransmitery, a známe u ní téměř kompletní mapu nervových spojení, takzvaný konektom. Ten nám umožňuje přesně zmapovat nervové dráhy, které se výše zmíněných procesů účastní. Pomocí pokročilých genetických nástrojů pak můžeme ovlivňovat jejich aktivitu anebo funkci jednotlivých genů v nich. Drozofila má 75 % genů společných s člověkem, a to platí i pro geny, jejichž mutace způsobují poruchy autistického spektra a intelektu.

Takových genů je ale velmi mnoho.

Ano, a proto se nám hodí, že u drozofily můžeme provádět velké množství experimentů za relativně krátkou dobu. Je to takový jednoduchý velkokapacitní model, který je ale zároveň dostatečně komplexní na to, aby nám umožnil studovat vliv genů na kognitivní funkci, která je u těchto poruch zásadní.

Zajímá Vás hlavně to, jaké mají mutace v konkrétních genech vliv na schopnost mušek reagovat na podněty.

Zkoumáme dopad mutací na habituaci, jednoduchou formu učení, která je konzervovaná napříč živočišnou říší a vyskytuje se tedy i u lidí. Habituace je schopnost našeho mozku přestat reagovat na smyslové podněty, které se opakují, ale nejsou důležité, například tikot hodin na zdi. Mozek je totiž neustále bombardován smyslovými podněty a pokud by je nebyl schopen odfiltrovat, tak by se nemohl soustředit na to, co je důležité, a vyšší kognitivní funkce, jako je například paměť, by nepracovaly tak, jak mají.

Jak u mušek drozofil habituaci studujete?

Používáme metodu „light-off jump“ habituace, která je známá už téměř 30 let. Upravili jsme ji tak, že dokážeme testovat až 48 mušek zároveň. Drozofily s mutovanými geny umístíme do oddělených komůrek a na velmi krátký moment jim zhasneme světlo. Mušky na to reagují povyskočením. Je to jejich úniková reakce, protože si zhasnutí světla spojují například s přítomností predátora. Pokud jim ale světlo zhasneme několikrát za sebou v pravidelném intervalu, tak se naučí, že není potřeba nikam utíkat a přestanou skákat. Drozofily, které mají poruchu v habituaci, přestanou skákat až po delší době anebo vůbec.

Jaké hlavní závěry z Vašeho výzkumu vyplývají?

Zaměřili jsme se na studium 300 genů, o kterých víme, že jejich mutace způsobují poruchu intelektu. Stejné mutace jsme zavedli do genů drozofily a otestovali jejich vliv na habituaci. Zjistili jsme, že problémy s habituací vyvolaly mutace v jedné třetině, tedy ve 100 testovaných genech. Když jsme se podívali na četnost poruch v habituaci u mutací, které zároveň způsobují i poruchu autistického spektra, zjistili jsme, že je to až jedna polovina. Tedy každý druhý gen, který je implikovaný jak v poruše autistického spektra, tak v poruše intelektu, je důležitý pro habituaci. Naše závěry potvrdily také lidské studie a dnes už můžeme s vysokou mírou jistoty říci, že jedinci s poruchou autistického spektra mají často poruchu v habituaci. Její intenzita do určité míry koreluje se závažností poruchy a s některými klinickými aspekty, jako je například přecitlivělost na podněty nebo zhoršené smyslové vnímání.

Co se chystáte zkoumat teď?

Náš další výzkum se rozbíhá do tří cest. Jednou z nich je výzkum nových genetických příčin poruch autistického spektra a intelektu. Až doposud jsme se zaměřovali pouze na mutace, které vedou k nefunkčnosti proteinu, který kódují. Ve velké míře se dnes ale také objevují mutace, které vedou jen ke změně jedné aminokyseliny v proteinu. Jejich vliv na rozvoj poruchy a kognitivní dysfunkce je nejasný. Proto bychom se na ně rádi zaměřili a otestovali, zda mohou způsobit poruchu v habituaci. A pokud ano, jakým způsobem funkci proteinu ovlivňují.

Chceme se také dále věnovat genům, jejichž vliv na habituaci jsme již popsali. Rádi bychom odhalili, jakými mechanismy na molekulární a nervové úrovni k habituaci přispívají, a využili tyto mechanismy jako léčebné cíle.

A třetí směr?

Tím je výzkum negenetických faktorů, které se podílejí na rozvoji poruchy intelektu a autismu. Přestože se bavíme o monogenních poruchách, tak ne vždy se mutace projevují stejně závažně a je tedy zřejmé, že důležitou roli hrají i environmentální faktory. Největším negenetickým přispěvatelem jsou faktory, které ovlivňují imunitní systém a metabolismus. Zde otevíráme úplně nové cesty ve výzkumu neurovývojových poruch, které můžou vést k novým léčebným postupům a mohou nám třeba pomoci pochopit, proč v některých případech přispívá ke zlepšení stavu změna životosprávy nebo jídelníčku.

Vaše plány jsou ambiciózní, ale důkazem toho, že jdete po správné cestě, je i ocenění L’Oréal-UNESCO pro ženy ve vědě, které jste letos získala. V čem vidíte hlavní smysl programů podporujících ženy ve vědě?

Kariérně posun z pozice vědeckého pracovníka do pozice vedoucího výzkumného týmu je sám o sobě velmi těžký a složitý, a navíc většinou nastává v době, kdy si žena zakládá rodinu a soukromý život nabývá na důležitosti. Hodně žen se rozhodne tento krok neudělat a buď se začlení do už existujícího týmu, nebo vědu opouští, což je z mého pohledu veliká škoda. Roli může hrát také finanční stránka. Věda je práce na víc než 8 hodin denně, ale není zas tak skvěle placená. Vědkyně pracuje přesčas a v mnoha případech ještě přináší do rodinného rozpočtu méně peněz. Což tedy platí i v případě, že tím vědcem v rodině je muž. Ocenění L’Oréal-UNESCO pro ženy ve vědě je uznáním významu mé práce a zároveň velkým povzbuzením do práce budoucí. Navíc je spojené s finanční odměnou, což je také velmi příjemné.

Strávila jste 10 let v nizozemském Radboud University Medical Center, což je jedno z nejprestižnějších evropských pracovišť v oblasti lidské genetiky. Jaká je situace mladých výzkumnic tam?

V Nizozemsku je z hlediska pracovních příležitostí, ohodnocení, ale i nároků mnohem větší rovnost mezi muži a ženami. Muži se mnohem více zapojují do péče o děti a domácnost a dostávají stejné úlevy v práci jako ženy matky. Samozřejmě to s sebou přináší i určité nevýhody, třeba velmi krátkou mateřskou dovolenou.

Co byste chtěla, aby se usídlilo v české akademické kultuře z toho, co znáte z Nizozemska?

Větší slušnost v komunikaci. I když spolu Nizozemci nesouhlasí, tak dovedou jednat velmi efektivně a mile a oddělují osobní sympatie od těch pracovních. Další věc je vzdělávání studentů doktorského studia. V České republice se klade veliký důraz na to, aby studenti zvládli metodiku a rozuměli technické stránce výzkumných projektů. Holanďané investují značné množství času do rozvoje soft-skills: komunikace, managementu, prezentačních dovedností, kreativního myšlení atd. Důraz kladou také na networking. Už v době doktorských studií navazují spolupráce, jsou členy různých konsorcií a větších výzkumných týmů. Ač se někdy může zdát, že toto okrajové vzdělávání zabírá čas, je velmi důležité jak pro navazující akademickou kariéru, tak pro přechod k jinému neakademickému zaměstnání. Myslím, že to nám zde trochu chybí, a přestože naši absolventi jsou skvělí odborníci, trochu je to handicapuje v přechodu na vedoucí pozice.

Co Vás po 10 letech přimělo se vrátit zpět do ČR?

Prvním důvodem bylo, že jsme chtěli být nablízku rodině. Do Nizozemska jsem odešla se svým partnerem a navzdory tomu, že jsme tam neplánovali zůstat dlouho, tak se nám tam narodily dvě děti a vrátit jsme se rozhodli až v době, kdy měla starší dcera nastoupit do školy.

Ten druhý důvod byl pracovní?

Ano. Odešla jsem tam pracovat na grant v rámci velkého evropského konsorcia a během 10 let jsem se tam snažila získat své vlastní financování. I když jsem v Nizozemsku neplánovala založit vlastní výzkumnou skupinu, tak jsem tam chtěla udělat první krok k vědecké samostatnosti a ověřit si, že dokážu vést vlastní projekt. Měla jsem spoustu nápadů a myšlenek, které jsem chtěla rozvíjet, napsala jsem mnoho žádostí o granty, ale nedařilo se mi je získat. I když jsem byla několikrát velmi blízko.

To asi muselo být velmi frustrující. Co Vás v tu chvíli drželo nad vodou a utvrzovalo Vás při vědomí, že zkoušet to dál má smysl?

Měla jsem výbornou vedoucí, která mě podporovala. Mými nápady jsem hodně přispěla k jejím grantovým žádostem a když se mi nedařilo dosáhnout na mé vlastní financování, tak mi umožnila vést menší podskupinu v rámci jejího vědeckého týmu.

Před 2 lety jste se vrátila a v Českých Budějovicích zakládáte svoji výzkumnou skupinu. Bylo těžké najít místo juniorní vedoucí?

V té době jsem neměla vlastní grant a financování, takže to těžké bylo. Obrátila jsem se na svoji domovskou instituci, Jihočeskou Univerzitu v Českých Budějovicích. Je to téměř jediné místo v ČR, kde se pracuje s drozofilou jako modelovým organismem a z dob svých studií jsem tu ještě měla kontakty. Katedra molekulární biologie a genetiky Přírodovědecké fakulty se chystala otevřít nové pozice pro vedoucí výzkumníky. Mně se nejprve podařilo získat dvouletý projekt v rámci MSCA Fellowships CZ, který mi umožnil se na Jihočeskou univerzitu přesunout. Později jsem začala shánět financování pro moji budoucí výzkumnou skupinu.

A v tom jste byla úspěšná. Kromě ocenění L’Oréal-UNESCO pro ženy ve vědě jste v poslední době získala hned několik významných grantů a ocenění...

Kromě standardního GAČR grantu a ERC-CZ se mi podařilo získat EMBO Installation Grant, který mi kromě velmi flexibilních financí přinesl také členství v EMBO Young Investigator Network. Mojí výzkumné skupině to dává možnosti spolupracovat se špičkovými vědci v celé Evropě, účastnit se různých workshopů a žádat o cestovní a networkingové granty. Grantů máme tedy momentálně dost a spoustu času trávím jejich managementem a administrací. Všechno je to nové, je to výzva a nikdo mě na to nikdy nepřipravoval.

Vaše školitelka v Nizozemsku byla i Vaší mentorkou. Máte i tady v ČR někoho, s kým sdílíte strasti začínající vedoucí výzkumné skupiny?

Krátce po mém příjezdu na Jihočeskou univerzitu jsem začala spolupracovat s profesorkou Ivanou Kutou Smatanovou, která je úžasnou mentorkou. Je to nejen výborná vědkyně a pedagožka, která vše bere s nadhledem, ale také máma 3 dětí. Je mi velikou inspirací, a protože je kariérně napřed, tak se s ní často radím. Dále se zde v návaznosti na kurz školitelů doktorských studentů vytvořila menší pětičlenná peer skupina mladých vedoucích, v rámci které se scházíme jednu za 3 měsíce a sdílíme naše problémy a poznatky.

Autorka: Vědavýzkum.cz (TM)

Michaela Fencková

Magisterské i doktorské studium absolvovala na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Ve své dizertační práci, kterou vypracovala pod vedením docenta Tomáše Doležala, se zabývala základním výzkumem drozofily. Během postdoktorské stáže na Radboud University Medical Center v Nizozemsku začla využívat drozofilu jako model pro neurovývojové poruchy. Po návratu pak založila na Jihočeské univerzitě laboratoř neurogenetiky. Zde se se svým týmem snaží porozumět, jak genetické a negenetické faktory ovlivňují kognitivní funkce, a nalézt možné léčebné cíle pro jedince s těmito poruchami.