Skúmaním zápachu k ochrane orgánov
V laboratóriách Vedeckého parku UK to niekedy môže nepríjemne zapáchať po skazených vajciach. Mladého vedca Dalibora Nakládala však sírovodík neodrádza, naopak, teší. Znamená to totiž, že pokus vychádza podľa plánu. Cieľom jeho výskumu je vyvinúť liečivo, ktoré bude chrániť orgány pred poškodením. Pacienti by sa tak vyhli závažným dôsledkom poškodenia obličiek, ktoré môžu vyžadovať až dialýzu a transplantáciu.
Nefropatiou, ochorením obličiek, trpia najmä pacienti s diabetom, čo je jedno z najčastejšie sa vyskytujúcich metabolických ochorení. „Podľa niektorých zdrojov každý desiaty dospelý človek má diabetes a približne toľko ľudí v populácii trpí aj nefropatiou. Ide teda o pomerne častý a zároveň veľmi závažný zdravotný problém,“ hovorí Dalibor Nakládal. „Môj výskum nie je zameraný na liečbu diabetu, ale na objav látky, ktorá by pri diabete ochránila obličky.“
Inovatívny „target“ pre liečbu
Prečo pri cukrovke trpia obličky? Pri diabete je totiž menej aktívna biochemická dráha, ktorá spracúva sírové aminokyseliny a má tvoriť antioxidanty sírovodík a glutatión. Antioxidanty u cukrovkára tak vznikajú v nižšom množstve a aj antioxidačná obrana organizmu je nižšia. Obličky sú obzvlášť citlivé na oxidatívne poškodenie, s postupom času môžu začať zlyhávať, čo si vyžaduje dialýzu krvi alebo až transplantáciu. „Tým, čo ‚rozhoduje‘ o vytváraní dostatku sírových antioxidantov, je enzým cystationín beta syntáza (CBS). Pri diabete má enzým CBS nižšiu aktivitu alebo je tvorený v menšom množstve. Novou látkou sa snažím aktivovať CBS a povzbudiť biochemické dráhy, aby si telo samo vytváralo viac antioxidantov. Nové látky skúšame na ľudskom CBS a v bunkách z ľudskej obličky,“ vysvetľuje Dalibor Nakládal.
Ak CBS začne metabolizovať sírové aminokyseliny, uvoľňuje sa sírovodík – a sme pri skazených vajciach. „Sírovodík je vo vysokých koncentráciách toxický, preto pracujeme s bezpečnostnými opatreniami. Nemeriame ho nosom, ale metódami analytickej chémie,“ hovorí Dalibor Nakládal. Pokusy s CBS sú však aj vizuálne zaujímavé. Enzým má v sebe totiž zabudované červené farbivo hém, podobne ako hemoglobín. „Keď ho izolujeme z baktérií, krásne červená farba už naznačuje úspech,“ opisuje D. Nakládal.
Z Holandska späť na Slovensko
Zázemím pre výskum Dalibora Nakládala je Vedecký park UK, kde pôsobí v tíme Jednotky klinického výskumu v oblasti vnútorného lekárstva, ktorý vedie profesor Ján Kyselovič. Tím je súčasťou V. internej kliniky Lekárskej fakulty Univerzity Komenského, ktorej prednostom je profesor Juraj Payer. Dalibor Nakládal je štipendista SASPRO2, čo je program financovaný cez program EÚ Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) COFUND. Jeho cieľom je podpora mladých výskumníkov a výskumníčok pri ich návrate zo zahraničia na akademické pracoviská v ich domovine. Dalibor Nakládal sa vrátil na svoju alma mater po siedmich rokoch v Holandsku.
Magisterské štúdium absolvoval na Farmaceutickej fakulte UK, kde začal v septembri 2015 robiť doktorát. V rámci vtedajšej spolupráce svojho školiteľa profesora Kyseloviča dostal možnosť vedeckého tréningu v holandskom University Medical Center Groningen, kde vypracoval ďalšiu dizertačnú prácu. „Vo vrecku“ má teda dva doktoráty – v odbore experimentálna farmakológia FaF UK aj v odbore Life Sciences z University of Groningen. „Počas pobytu v Groningene sme vytvorili konzorcium na vývoj nových liečiv. Okrem špecialistov na dizajn liečiv z univerzity v ňom sú biológovia z univerzitnej nemocnice a tiež firmy podnikajúce v odbore biotechnológií a v chémii. Položili sme základ pre výskum, ktorý som preniesol sem,“ vysvetľuje Dalibor.
O návrate na Slovensko rozhodlo niekoľko faktorov, ktoré sa v istej chvíli vhodne spojili. Po rokoch v Holandsku pociťoval už istý stereotyp, tiež sa chcel presunúť bližšie k rodine. Využil preto možnosť uchádzať sa o podporu z programu SASPRO2 a zamestnať sa v laboratóriu vo vedeckom parku. Okrem SASPRO2 tiež získal APVV grant zo schémy „Posilnenie účasti SR v európskej spolupráci vo výskume a vývoji“ PP MSCA PF 2022.
Podnetné prostredie Vedeckého parku UK
Aké rozdiely vníma medzi vedeckým prostredím u nás a v Holandsku? „Holandské vedecké prostredie je veľmi zviazané s priemyselným sektorom aj vďaka vládnym programom. Pracoval som v univerzitnej nemocnici, ktorá má 10 000 zamestnancov, takže ‚pod jednou strechou‘ bolo spektrum špecialistov a veľa príležitostí na spoluprácu. Mal som menej administratívnych povinností, nemuseli sme robiť verejné súťaže tromi cenovými ponukami, univerzitná nemocnica mala na objednávky centrálny systém. Som však vďačný, že mi vo vedeckom parku projektové oddelenie veľmi pomáha, a mám dostatočný priestor na vedeckú prácu,“ hovorí.
Prostredie Vedeckého parku UK je síce menšie, no podnetné. „Je tu paleta veľmi užitočných technológií. Sme zohraný tím, a nie sme na to sami. Veľmi si vážim prácu biotechnológov z tímu Zdenka Levarského, ktorí vedia vyprodukovať kvalitnú CBS. Tím výpočtových špecialistov profesora Vladimíra Frecera z Farmaceutickej fakulty UK predpovedá účinok neprebádaných látok, ktoré následne testujeme. Firma MultiplexDX nám umožnila použiť stroje, ktoré výrazne zrýchlili testovanie nových látok, s GoSpace si vymieňame rady o analytickej elektronike, a firma SYNKOLA je cennou pomocou v organickej chémii.“
Medzinárodná spolupráca
S Groningenom je však stále v kontakte, na svoje bývalé pracovisko posiela výsledky pre overenie, alebo využíva vzdialený prístup na superpočítač, ktorý výrazne urýchľuje pátranie po účinných látkach. „Simuloval som viazanie 9 miliónov molekúl na enzým CBS. Z 500 najsľubnejších molekúl som vybral 40, tie sme podrobili náročnejším simuláciám celej sústavy proteínu, a nakoniec sme kúpili 23, ktoré testujeme v laboratóriu. Štyri z nich účinkujú ako nádejné aktivátory a jedna prekvapivo ako inhibítor,“ vysvetľuje Dalibor Nakládal. Práve tento inhibítor by mohol byť zaujímavým vedľajším produktom hlavného výskumu. „Z literatúry je zrejmé, že by inhibítor CBS mohol pomôcť pri liečbe rakoviny hrubého čreva. Okrem toho sme objavili látku, ktorá síce nebude vhodná na terapiu, ale je užitočným výskumným nástrojom – citlivým senzorom pre meranie sírovodíka v biologických systémoch. Spolupracujeme s firmou Sulfateq BV Groningen, ktorá má záujem posúvať naše objavy do praxe. Liečivo SUL-138, ktoré sme vyvinuli v Groningene, má pred sebou prvú fázu klinických skúšok.“
Univerzita v Groningene je partnerom UK v univerzitnej aliancii ENLIGHT, výskum Dalibora Nakládala bol za UK vlani nominovaný na ENLIGHT Impact Award. A čo ho na vedeckej práci najviac baví? „Je to objavovanie niečoho nového, čo môže v budúcnosti pomôcť ľudom. Vďaka tomu, že je to pestrý interdisciplinárny projekt, pracujem s rôznymi skvelými ľuďmi, s viacerými tímami. Každý je iný, ale všetkých to baví a navzájom sa obohacujeme.“
Na tento Projekt No. 3333/03/02 boli použité finančné prostriedky z programu Európskej únie pre výskum a inováciu Horizont 2020 na základe dohody o grante v rámci mechanizmu financovania Marie Skłodowska-Curie č. 945478. Táto práca bola podporená Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. PP-MSCA-2022-0001.