Robert Vácha absolvoval doktorské studium na Univerzitě Karlově v Praze a poté získal pracovní pozici na univerzitě v Cambridge. Později odešel na univerzitu v Lundu ve Švédsku a poté se vrátil do České republiky. Od roku 2017 vede výzkumnou skupinu zabývající se interakcí proteinů a membrán na Středoevropském technologickém institutu (CEITEC) Masarykovy univerzity. Díky ERC Consolidator grantu získal na výzkum 2,3 milionu eur na příštích pět let, v jehož rámci bude zkoumat peptidy.
Peptidy jsou krátké řetězce aminokyselin, které mají různé vlastnosti. Řada z nich dokáže mimo jiné likvidovat bakterie a této vlastnosti se snaží využít vědci po celém světě pro hledání přírodních či umělých forem těchto látek, které by mohly pomoci v boji s bakteriemi rezistentními k antibiotikům. Zkoumat peptidy a navrhovat nové s potenciálními antimikrobiálními účinky chce také biofyzik Robert Vácha, který působí v institutu CEITEC Masarykovy univerzity.
Proč jste se zaměřil právě na peptidy?
Vždy mě fascinovaly tím, jak bohaté vlastnosti a funkce mají. Je to snadno dostupná i odbouratelná biologická molekula, relativně dobře se s ní pracuje a zároveň dokáže spoustu věcí. Jsou to malé bílkoviny, které v organismu mají řadu významných funkcí. V lidském těle fungují i jako antibakteriální složky, mohou modulovat imunitní odpověď, nebo přenášet zprávy. Na druhou stranu jsou ale také spojené s tvorbou amyloidních plaků v mozku, které jsou jednou ze známek Alzheimerovy choroby. Chtěl bych pochopit, jak přesně peptidy fungují a moci tak poznat, kdy jsou „dobré“ a kdy „zlé“. Jen trochu jinak uspořádané stavební části mohou zcela změnit jejich chování a z pomocníka stvořit jed. A my zatím vůbec nerozumíme tomu, proč to tak je.
Chcete tedy odhalit, jak ovlivňuje struktura peptidů jejich funkci. Jak to budete dělat?
V projektu, na který jsme loni získali také grant ERC-CZ, zkombinujeme počítačové simulace a experimenty. Pomocí simulací budeme zkoumat molekulární chování peptidů na membránách a získané poznatky a následně experimentálně ověřovat. Budeme například zkoumat, jaké vlastnosti musí mít peptidy, aby byly schopné narušit membránu bakterie, a ne tu lidskou. Právě možnost ověřit závěry výpočetního modelu ihned v laboratoři a případně zjistit co nefunguje, je naší obrovskou výhodou. Díky ERC grantu budeme moci naše zkoumání značně rozšířit a urychlit. Pokud se nám vše podaří, bude to znamenat velký pokrok v poznání toho, jak peptidy fungují a jak je možné je využít.
Chcete se zaměřit především na výzkum těch peptidů, které mohou mít antimikrobiální účinky. Proč?
Už asi tři desítky let se ví, že některé z peptidů mohou zabíjet bakterie. Například tím, že umí narušit ochranou obálku bakterie. Ale přesto, že bylo již objeveno několik tisíc takových peptidů, stále nerozumíme, jaké vlastnosti peptidu jsou za tuto schopnost zodpovědné. Navíc se ukázalo, že většina objevených peptidů je pro lidský organismus toxická, protože pocházejí ze zdrojů jako je včelí jed. Pokud by někdo chtěl využít takový peptid pro vývoj nějakého léčiva, musí nejprve pomocí mnoha experimentů zjistit, které části způsobují toxicitu a zda při jejich odstranění nezanikne i schopnost zabíjet bakterie. My nabízíme jinou cestu. Nejprve pochopit jaké vlastnosti jsou obecně potřebné pro zabíjení bakterií a na základě tohoto porozumění zjednodušit vývoj nových či úpravu existujících peptidů tak, aby byly snáze využitelné pro přípravu nových léčiv.
Vy jste žádal o grant od ERC už podruhé, jak vlastně celá anabáze vypadala?
Projekt zaměřený na pochopení peptidů jsem napsal už zhruba před dvěma lety. Dostal jsem hodnocení A, ale bohužel na náš projekt nevyšlo financování. Zapracoval jsem připomínky od hodnotitelů a žádost podal znovu – tentokrát úspěšně.
Na co peníze z grantu využijete?
Potřebujeme jednak nové vybavení do laboratoře a také lidi. Peníze nám umožní rozšířit tým o studenty i zkušené vědce. V současné době je to ale trochu komplikované, ale snad se situace brzy zlepší.
Světové pandemii nového koronaviru a nemoci COVID-19 jste se loni intenzivně věnoval s kolegou Pavlem Plevkou. Pracovali jste na různých analýzách vývoje situace v Česku a navrhovali možné strategie, jak ji zmírnit. Co vás k tomu přivedlo?
Viděl jsem v koronaviru hrozbu, která ovlivňuje společnost i nás osobně a v prvních měsících chyběly informace, jak se bude situace vyvíjet, co nám opravdu hrozí a co ne. A já jsem to vědět chtěl. Pokoušeli jsme se také vymyslet a navrhnout, co by se dalo udělat, aby byla situace co nejdříve lepší pro všechny.
Má to ale i souvislost s mým výzkumem. Peptidy, které budeme zkoumat, totiž mohou narušovat nejen obaly bakterií, ale také některých virů. I tyto možnosti chceme v budoucnu prozkoumat. Je to ale běh na dlouhou trať, a i když budeme úspěšní, tak navazující vývoj léčiv potrvá mnoho dalších let. Doufám ale, že i díky naší práci se to jednou povede a pomůžeme tak naší společnosti v boji s rostoucí hrozbou antibiotické rezistence či jiných nemocí.
Pro Masarykovu univerzitu se ptala Ema Wiesnerová
Zdroj: Masarykova univerzita
Přečtěte si článek, který se věnoval zisku prestižních ERC Consolidator grantů čtyřmi českými výzkumníky. Dalším držitelem grantu z Masarykovy univerzity je Davíd Zbíral, přečtěte si rozhovor i s ním.
