Významnou součástí imunitního systému je druh bílých krvinek zvaných T-lymfocyty. Pomáhají v organizmu k vytvoření obranné reakce a k ničení cizorodých či nemocných buněk. A „učí“ se to v brzlíku. Tento proces zkoumá Dominik Filipp z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR, jehož projekt byl v loňském roce nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
T-lymfocyty mají zvláštní schopnost likvidovat pozměněné buňky vlastního těla, například buňky nádorové nebo napadené viry. Pomáhají také jiným buňkám imunitního systému při obraně našeho těla před patogeny, čímž zastavují a léčí případná onemocnění. Zajímavostí je, že to neumějí od svého vzniku, ale postupně se to „učí“.
Tyto krvinky vznikají v kostní dřeni a odtud putují do brzlíku, kde dozrávají. Od prvního písmena latinského názvu tohoto orgánu, thymus, byl také odvozen jejich název T-lymfocyty. Brzlík je malý orgán mezi hrudní kostí a plícemi. Největší je v dětství; u desetiletého dítěte váží asi 50 gramů. Pak se zmenšuje, až nakonec prakticky splyne s tukovou tkání. V tu dobu už také není tolik potřebný. T-lymfocyty, jež se přímo podílely na odstranění nějakého patogenu, se totiž poté proměnily v tzv. paměťové buňky, které jsou pro případ potřeby skladovány i po léta v různých částech imunitního systému po těle.
Tajemný brzlík
„V devadesátých letech jsem byl na stáži v imunologické laboratoři v kanadském Torontu,“ vzpomíná Dominik Filipp. „Tehdy jsem se zabýval hlavně genetikou. Všimli jsme si tam, že v brzlíku se zapínají do činnosti některé geny, které jinak pracují jen ve střevě a udržují pod kontrolou střevní bakterie. To ale tehdy nedávalo žádný smysl – proč by v brzlíku měly pracovat stejné geny jako ve střevě? Vždyť v brzlíku nebyly k ničemu zapotřebí! Zaujalo mě to. Brzlík mi dodnes připadá jako tajemný orgán, láká mě, takže se od té doby dění v něm věnuji.“
Výzkumy ve světě pokračovaly a ukázalo se, že brzlík není jenom místem, kde dozrávají obranářské T-lymfocyty. Ony tam také, s velkou nadsázkou řečeno, „chodí do školy“ a „učí se“, proti čemu mají bojovat. A doktoru Filippovi se podařilo v rámci grantu od Grantové agentury ČR popsat jeden z principů, jak toto „učení“ probíhá. Poznatky publikovala uznávaná vědecká periodika eLife a Nature Communications.
Zjednodušme složité procesy na prosté vysvětlení. Krvinka T-lymfocyt ničí nechtěné buňky v organizmu poté, co se k nim připojí na specifické místo skrze své povrchové čidlo, kterému říkáme receptor. Na konci receptoru je totiž prohlubeň, do níž musí specifická molekula z části patogenu přesně zapadnout. Receptory na různých T-lymfocytech jsou odlišné, a podobně i molekuly na patogenech. Každá tato bílá krvinka se proto připojí k jinému patogenu.
Mikroskopický obrázek „školícího střediska“ v brzlíku. Školící epitelová buňka (zelená a červená po okrajích, modrá ve středu) je obklopená třemi vyvíjejícími se T-lymfocyty (pouze modré buňky). [Ústav molekulární genetiky Akademie věd ČR]
Problémem je, že receptory na T-lymfocytech jsou tak různorodé, že mohou rozpoznat a připojit se na molekuly vlastního těla, a tak zničit své vlastní buňky, které tyto molekuly produkují. Tento nechtěný proces se nazývá autoimunita, a ta je často spojována s těžkými zdravotními potížemi.
Tomu by měl zabránit právě brzlík. Do něj z kostní dřeně putují nehotové T-lymfocyty, které svůj receptor vytvoří a otestují právě v brzlíku. V brzlíku se pro ně vytvářejí kopie téměř všech molekul vlastního těla, tedy bílkovin, které jsou produkovány i velice specializovanými buňkami a orgány, například v oku, mozku, pokožce nebo i výše zmíněném střevě. V brzlíku pomáhají trénovat T-lymfocyty.
Pokud T-lymfocyt v brzlíku rozezná skrze svůj receptor bílkovinu vlastního těla, je ihned zničen a eliminován, protože imunitní systém takový T-lymfocyt nepotřebuje. Teprve ten T-lymfocyt, který na nic vlastního nezaútočí, je z brzlíku vypuštěn do běžného krevního oběhu, protože tam bude vyhledávat částice cizorodé, kterých se tělo potřebuje zbavit. Doktor Filipp s kolegy popsali, jak konkrétně mechanismus vytváření „školicích“ bílkovin a jejich prezentace T-lymfocytům skrze několik různých typů „školicích“ buněk v brzlíku funguje.
„Mimochodem, to přirovnání brzlíku ke škole je sice odpovídající, ale do takové školy bychom opravdu chodit nechtěli. On totiž brzlík taky připomíná jatka. Asi 95 procent T-lymfocytů, které se do něj dostanou, nesplní požadavky a je okamžitě zničeno,“ popisuje doktor Filipp.
Vliv na autoimunitní onemocnění
Ani v lidském organismu nic nefunguje stoprocentně. Takže i z brzlíku se někdy do těla dostávají T-lymfocyty, které nefungují správně a napadají buňky vlastního těla. V důsledku toho vznikají záněty střev nebo se rozvíjí cukrovka 1. typu, protože „zmatené“ T-lymfocyty zničí buňky produkující inzulin ve slinivce břišní, a mohou se objevit i mnohá další autoimunitní onemocnění. Jejich vznik bývá často důsledkem nějakého zánětu, který přispěje ke špatné aktivitě T-lymfocytů.
Dominik Filipp a jeho kolegové využívají myši, u nichž vyřazují z funkce různé geny, aby poznali, jaký vliv to má na jejich brzlík. Přispívají tak k poznání, jak nemoci vznikají. A přibližují vědu k době, kdy proti autoimunitním onemocněním dokážeme najít vhodné léky.
„Děláme základní výzkum a jsme teprve na začátku. Ale dokážu si teoreticky představit, že jednou půjde využít naše poznatky o brzlíku k léčení lidí,“ zamýšlí se doktor Filipp. „Jednou z možností by mohlo být dopravit – nějakou injekcí, anebo dokonce jen spolknutou tabletou – do brzlíku látky, které v něm zabezpečí fungování těch mechanismů, které kontrolují eliminaci nesprávně fungujících T-lymfocytů, jež tělu škodí. Doufám, že se něco takového i díky našim poznatkům podaří.“
RNDr. Dominik Filipp, CSc., pracuje v Laboratoři imunobiologie v Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR v Praze a zabývá se molekulárními a buněčnými mechanismy imunitních reakcí. Přednáší na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Komenského v Bratislavě. Několik let pracoval v Marseille a v Torontu.
Název projektu nominovaného na Cenu předsedy Grantové agentury ČR: Úloha signalizace receptorů rodiny Toll v mechanizmech centrální tolerance
Dědičná informace uložená v DNA (genom) není u většiny organizmů tvořena pouze geny. Většinu genomu tvoří záhadná „temná hmota“ představovaná opakujícími se úseky DNA neboli repeticemi. Hlavními repeticemi jsou tzv. transpozony (často označované jako skákající geny) a tandemově uspořádané repetice neboli satelity. Repetice nejsou v genomu uspořádány rovnoměrně, ale často se shlukují v oblasti centromer nebo na koncích chromozomů. Bylo otázkou, zda toto hromadění repetic v určitých oblastech genomu je důsledek jejich náhodného včleňování a následného zachování procesem selekce, anebo jsou naopak repetice pouze do určitých míst chromozomů cíleně včleňovány, například do centromer.
V rámci projektu, podpořeného Grantovou agenturou ČR (GA ČR), tým docenta Kejnovského ukázal, že transpozony nejsou včleňovány do genomu náhodně, ale jsou přednostně včleňovány do jiných transpozonů (tzv. „nesting“), a to dokonce do sobě podobných transpozonů. Tato místa přednostního včleňování dokázali v rámci výzkumu nalézt. Příkladem takového místa jsou palindromatické sekvence DNA, místa, která se čtou v obou směrech stejně¹ (příkladem palindromu je například věta „jelenovi pivo nelej“ nebo „kobyla má malý bok“). Přednostní včleňování do již existujících transpozonů dává z evolučního hlediska smysl, neboť právě v těchto místech transpozony genomu nejméně škodí.
V rámci projektu řešitel a jeho tým vytvořili program „TE Greedy Nester“ určený pro hledání LTR retrotranspozonů, tedy transpozonů, které se šíří v genomech duplikativně prostřednictvím molekul RNA.² Jejich program si, na rozdíl od konkurenčních programů, poradí i s obřími genomy zamořenými transpozony, jako je genom kukuřice, tvořený až z 80 % transpozony.
U transpozonů je důležité také správné určení jejich evolučního stáří. Vědecký tým zjistil, že klasická metoda určování věku LTR retrotranspozonů založená na divergenci dlouhých koncových repetic (LTR, jsou při včlenění shodné) není přesná v důsledku genové konverze. Proto navrhl vylepšenou metodu určování stáří těchto transpozonů, která proces genové konverze zohledňuje.³
Řešitelský tým dokázal také zjistit, že transpozony velmi často obsahují motivy, které ochotně tvoří čtyřvláknovou DNA, pro jejíž hledání vytvořili nový software.⁴ DNA se totiž vyskytuje nejen v ikonické podobě známé dvoušroubovice, ale také jako struktura třívláknová (triplex), nebo dokonce čtyřvláknová (kvadruplex). Bylo prokázáno, že kvadruplex má regulační roli a funguje jako přepínač různých molekulárních procesů v buňce. Ve spolupráci se skupinou prof. Kateryny Makove z PennState University v USA vědci zjistili, že kvadruplexové motivy zpomalují, nebo dokonce zastavují prodlužování DNA při sekvenování DNA moderní metodou PacBio.⁵ Navíc odhalili, že v místech kvadruplexových motivů se nachází nejvíce mutací DNA, jak ve zdravých, tak zejména v nádorových buňkách. Rovněž zjistili, že kvadruplexy inhibují skákání Ty1 elementů u kvasinky.⁶
Transpozony patří mezi nejdynamičtější složky genomu. Při řešení projektu se tedy řešitelé zamýšleli nad otázkou, proč jsou některé složky evolučně dynamičtější než jiné. Odpovědí je jejich publikace⁷ prezentující hypotézu, že příčinou vyšší evoluční dynamiky některých genomových elementů je jejich větší náchylnost k migraci či pohybu po buňce i mezi buňkami. Největší mobilitu vykazují právě transpozony, tandemové repetice a promiskuitní DNA (tj. DNA migrující mezi buněčnými organelami chloroplasty/mitochondriemi a jádrem).
Všechny uvedené a během výzkumu zkoumané složky genomu jsou pak významnými hráči fungování genomu a buňky. Poskytují genomům variabilitu, která je předpokladem evoluce a adaptace a kterou člověk také odpradávna využívá při šlechtění kulturních plodin.
Pohyb evolučně nejdynamičtějších složek genomu po buňce. EccDNA – extrachromozomální cirkulární DNA, TE RNA – přepis transpozonu. DNA je modře, RNA je červeně (autor obrázku Pavel Jedlička).
Výstupem projektu je také několik odborných článků:
¹ Jedlička et al 2019, Mobile DNA
² Lexa et al 2020, Bioinformatics
³ Jedlička et al 2020, Front Plant Sci
⁴ Labudová et al 2020, Bioinformatics
⁵ Guiblet et al 2018, Genome Research
⁶ Tokan et al 2018, BMC Genomics; Tokan et al 2021, Biology
Obr. 1 Motivací projektu bylo hledání vírů v proudící kapalině či vzduchu (obrázek je ilustrační a neobsahuje data z projektu).
Detekce vírů, zřídel a dalších singularit v proudící kapalině či plynu je v centru pozornosti inženýrů i matematiků po dlouhá desetiletí. Jejich výskyt může ukazovat na špatné aerodynamické vlastnosti obtékaného objektu nebo na překážky bránící hladkému transportu kapaliny. Prof. Jan Flusser z Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR se svým týmem v rámci projektu podpořeném Grantovou agenturou České republiky vyvinul originální metodu detekce těchto jevů.
Proudění kapaliny či vzduchu v nějakém prostředí, obtékání kolem daných objektů, se tradičně studuje pomocí matematického modelu daného tzv. Navier-Stokesovými diferenciálními rovnicemi. Na vstupu modelu definujeme okrajové podmínky (to znamená třeba tvar obtékaného objektu), na výstupu pak dostáváme řešení popisující vektor rychlosti v každém bodě. V něm lze singularity detekovat metodami matematické analýzy. Tento přístup má dva základní nedostatky. Jednak je velmi výpočetně i teoreticky náročný (ne nadarmo je otázka obecné řešitelnosti Navier-Stokesových rovnic jedním ze slavných „Millennium Problems“) a jednak ho nelze použít na reálná data, kde např. studujeme objekt v aerodynamickém tunelu a vektory rychlosti proudění měříme na diskrétní síti bodů přímo.
„Problém mi jako nevyřešený prvně ukázali někdy v roce 2016 kolegové z univerzity z Lipska, kteří pracovali na projektu pro jednu německou automobilku, a přestože šlo o oblast, kterou jsem se nikdy předtím nezabýval, zaujalo mne to. Napadlo mne zcela vynechat jakýkoliv model proudění, vyhnout se Navier-Stokesovým rovnicím a zapojit naopak metody umělé inteligence pro analýzu dat, s kterými máme bohaté zkušenosti,“ vzpomíná profesor Flusser.
Hlavní myšlenka
Zjednodušeně si můžeme ideu prof. Flussera představit takto: máme databázi struktur, které chceme v proudění hledat. Ta bývá manuálně vybrána z nějakých vzorových dat a nemusí být tvořena jen víry, metoda funguje pro jakékoliv regulární i singulární struktury. Na této databázi se metoda „naučí“, jak vypadá to, co hledáme, a následně pak prozkoumává data z aktuálního proudění (viz Obr. 2).
Obr. 2. Znázornění hlavní myšlenky metody. Vzorový objekt z trénovací databáze (nahoře) je srovnáván se všemi lokalitami zkoumaného vektorového pole (dole). Srovnávání probíhá pomocí originálně navrženého matematického popisu. Dosažení vysoké podobnosti se považuje za nalezení výskytu struktury (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
To vypadá jednoduše, hlavní výzvou ovšem je, jakými charakteristikami data reprezentovat. Trénovací databáze je vždy omezená, nelze očekávat, že v ní budou všechny možné víry. Teprve když se povede najít charakteristiky, které nebudou záviset na konkrétní velikosti a tvaru víru, bude metoda fungovat efektivně. A právě nalezení takových charakteristik pro popis struktur ve vektorových polích bylo hlavním cílem projektu.
Výsledky
Na Obr. 3 a 4 vidíme ukázky detekce vírů v proudění kolem překážky a na satelitním snímku, mapujícím globální světový vítr.
Obr. 3. Detekce vírů v tzv. Kármánově vírové stezce, která vzniká při proudění kolem oblých těles, jako jsou křídla, karoserie nebo komíny (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
Obr. 4. Detekce vírů na snímku globálního větru z meteorologické družice NOAA (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
„Jsem velmi rád, že GA ČR tento projekt podpořila. Vzhledem k tomu, že proudění kapalin až dosud leželo mimo oblast našeho hlavního zájmu, je pravděpodobné, že bez grantových financí bychom se tímto výzkumem nezabývali,“ ohlíží se za úspěšným projektem prof. Flusser. „Navíc zde vidíme potenciál pro zobecnění na tenzorová data, která se vyskytují v nových zobrazovacích metodách v medicíně.“
vystudoval Fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou ČVUT v Praze, obor matematické inženýrství (1985). V roce 1990 získal vědeckou hodnost CSc. v oboru výpočetní technika a v roce 2001 vědeckou hodnost DrSc. v oboru technická kybernetika. Profesorem v oboru Aplikovaná matematika na ČVUT byl jmenován v r. 2004. Od roku 1985 pracuje v Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR (ÚTIA). Byl vedoucím oddělení Zpracování obrazové informace (1995–2007), ředitelem ÚTIA (2007–2017) a od r. 2017 je zástupcem ředitele pro výzkum. Pedagogicky působí na FJFI ČVUT a na MFF UK.
Prof. Flusser se zabývá digitálním zpracováním obrazu, rozpoznáváním objektů a relevantními oblastmi umělé inteligence a matematiky. Je autorem či spoluautorem více než 200 původních vědeckých prací, mezi něž patří i známé monografie Moments and Moment Invariants in Pattern Recognition (Wiley, 2009; překlad do čínštiny 2014) a 2D and 3D Image Analysis by Moments (Wiley, 2016). Náleží k nejvíce citovaným českým matematikům. Je držitelem řady českých i zahraničních vědeckých ocenění, mimo jiné Ceny předsedy GA ČR (2007), Ceny AV ČR (2007), Elsevier Scopus Award (2010), Felberovy medaile (2015) a Akademické Prémie (2017).
Česká republika je vedle Švýcarska zemí s nejvyšším podílem kremací v Evropě, tímto způsobem jsou pohřbeny čtyři pětiny mrtvých. Ještě výjimečnější jsou ovšem Češi tím, že pohřbívání svých blízkých často nevěnují velkou pozornost. Na otázku, proč tomu tak je, odpověděla Olga Nešporová a její kolegové z Etnologického ústavu Akademie věd ČR.
Přesná čísla týkající se pohřbení jsou známa pouze u způsobu naložení s mrtvým tělem, tedy zda je uloženo do země nebo spáleno. V tomto ohledu byla Československá republika, respektive její česká část, poměrně výjimečná a „pokroková“ již v první polovině 20. století. Tak vysokých podílů kremace na způsobu pohřbívání, jaké již tehdy byly běžné ve Švýcarsku (4 % v roce 1920 a 16 % v roce 1945), sice nedosahovala, ale i tak patřila v zavádění a rozšíření moderní kremace mezi evropskou špičku. To si udržela až dodnes. Významně tomu napomohl vývoj po druhé světové válce.
Rozšiřování kremací a občanských pohřbů
Pohled do minulosti pomáhá rozklíčovat a náležitě interpretovat současné dění. Kremace byla v zemích východního bloku od 50. let 20. století hojně propagována, protože dobře odpovídala tehdejšímu vědecko-ateistickému světonázoru hlásajícímu, že po smrti nic není. Žádné zmrtvýchvstání a pokračování v podobě života věčného či jiné formy posmrtné existence neexistuje. Přeměna lidského těla na hromádku popela to pěkně ilustrovala.
Kremace byla nejen pokroková, ale měla ještě jednu méně zjevnou výhodu. Umožnila zjednodušit pohřby, provádět je na jednom místě, odbourat pohřební průvod. Přenesení místa pohřebního obřadu z domu, kostela a hřbitova do nového sekulárního prostoru umožňovalo lépe určit nová pravidla. Tím byla značně oslabována dosavadní autorita církve nejen v oblasti smrti, ale i obecně.
Místo křesťanských obřadů byly za komunismu cíleně rozšiřovány nové občanské pohřby. Úspěšně se to ovšem povedlo pouze v některých zemích. Ponejvíce právě tam, kde byla kremace už dost myslitelnou a neodmítanou alternativou pohřbení, což se netýkalo zemí se silnou katolickou, a ještě více s pravoslavnou křesťanskou tradicí. Římskokatolická církev povolila kremaci pro své věřící v 60. letech 20. století, pravoslavná ji dodnes odmítá. I v Československu bylo nejvíce kremací i občanských pohřbů v Čechách, méně na Moravě, ale jen velmi málo na Slovensku. V Košicích nebyl o kremace zájem ani tehdy, když byly zdarma.
Vsyp popela se praktikuje od od 70. letech 20 století, zpravidla kolektivně a s občanským obřadem. Obálka knihy publikované v roce 2021 ve Velké Británii.
Že vzestupu kremací u nás pomohl komunistický režim je zřejmé. Proč ale jejich počet ještě dále stoupal i po sametové revoluci? A proč po politickém převratu na sklonku 20. století začali lidé stále častěji od pohřebního obřadu zcela upouštět?
Aby bylo možné na tyto a podobné otázky odpovědět, je nezbytné přesněji znát a pochopit, co se v pohřební oblasti dělo v průběhu 20. století. Právě o to se pokusila sociální antropoložka Olga Nešporová, společně s historičkou a etnoložkou Alexandrou Navrátilovou z Etnologického ústavu Akademie věd ČR. Tématu se věnovaly ve výzkumném projektu Proměny pohřebního ritu v Čechách a na Moravě v průběhu 20. století, finančně podpořeným Grantovou agenturou České republiky. Pro lepší porozumění a komparaci v rámci Evropy tým doplnila historička Heléna Tóth z německé univerzity v Bamberku.
Projekt vedle pohřebního způsobu věnoval velkou pozornost pohřebním obřadům, zejména těm občanským. Poukázal na významnou roli sborů pro občanské záležitosti v utváření a realizaci nových zjednodušených pohřbů.
Krematorium s občanskou smuteční obřadní síní v České Třebové, otevřené v roce 1970, dodnes používané.
Bezobřadové pohřbívání
Do sametové revoluce bylo pohřbení bez jakéhokoliv pohřebního obřadu v době míru a prosperity nevídané, týkalo se pouze zločinců či jiných sociálních vyděděnců. Kremace bez obřadu, tedy takové, kdy je mrtvé tělo člověka spáleno, aniž aby se s ním předtím pozůstalí rozloučili při pohřebním shromáždění, se pozvolna začaly rozšiřovat v 90. letech 20. století. Dnes již je v některých českých lokalitách dokonce většinovou praxí, jinde tímto způsobem končí pětina až čtvrtina zesnulých. V evropském kontextu je to velmi neobvyklé. Náhradní soukromé pohřební obřady se v České republice rozšiřují jen velmi zvolna. „Ze studia pohřební praxe ve druhé polovině 20. století vyplývá, že současné bezobřadové pohřbívání je přímou reakcí na předchozí praxi, tedy to, jak se konaly občanské pohřby, jakou měly formu a obsah,“ vysvětluje doktorka Nešporová. Jejich podoba se s politickým převratem změnila jen málo a pro mnohé pozůstalé ztratilo jejich vykonávání smysl. Návrat k obřadům církevním, které jsou v Evropě stále nejběžnější formou posledního rozloučení, nenastal, a nové formy se tvoří jen velmi pomalu.
Privatizace smutku nahrává i komornějším formám pohřbů. Velmi zvolna se rozšiřuje snaha o přírodní a ekologické pohřbívání spojené s pohřebními obřady, které více zohledňují přání zesnulého i pozůstalých. Tato rozloučení se často konají venku a pozůstalí v nich mají aktivnější roli, než je běžné v obřadních síních. Například ve Velké Británii nebo Nizozemsku se přírodní pohřbívání v posledních desetiletích velmi rozšířilo a dá se očekávat, že se stane hojnějším i v České republice.
Mgr. Olga Nešporová, Ph.D., působí v Etnologickém ústavu Akademie věd ČR v oddělení kulturních dějin a ve Výzkumném ústavu práce a sociálních věcí v Praze. Odborně se věnuje především sociální antropologii a sociologii smrti, rodiny a rodinné politice. K jejím nejvýznamnějším publikacím patří knihy O smrti a pohřbívání (2013, Brno: CDK) a Funerary Practices in the Czech Republic (2021, Bingley: Emerald Publishing). Její odborné studie vyšly v časopisech Český lid, Fórum sociální politiky, Journal of Family Issues, Lidé města, Mortality, Omega, Sociologický časopis a Sociální studia.
Při snižování šikany a zmírňování jejího dopadu na psychiku šikanovaných dětí dokážou hodně pomoci učitelé. Někdy je pro ně ale šikana nepřehledná, nebo podceňují její následky či spoléhají na strategie, které nefungují. A to zejména u takzvané šikany vyčleňováním, zjistila Lenka Kollerová z Psychologického ústavu Akademie věd ČR v Praze a její kolegyně a kolegové. Za svůj výzkum byla v roce 2022 nominována na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
Šikanováním je míněna opakovaná agrese vyznačující se asymetrií sil mezi tím, kdo ubližuje, a tím, komu je ubližováno. Jde nepochybně o jeden z nejvíce zatěžujících fenoménů ovlivňujících život dětí.
„Když na základní nebo střední škole vysvětlíme žákům definici šikany a zeptáme se, jestli se v posledních dvou měsících nestali jejím terčem, obvykle to potvrdí každý desátý až dvacátý z nich,“ říká Lenka Kollerová a dodává: „Ve více než 80 procentech případů jsou útočníky spolužáci ze stejné třídy.“
Od fyzických útoků po vyčleňování
Šikanování přitom může mít různé podoby. „V principu rozlišujeme čtyři základní formy šikany, ovšem většina obětí jich zažívá několik současně,“ vysvětluje Lenka Kollerová.
Nejčastější formou je verbální šikana, při níž útočníci dítě slovně ponižují, nadávají mu, vyhrožují. Druhou formou jsou vztahové útoky – sem patří například pomluvy, intriky a vyčleňování dítěte z kolektivu. Třetí formou je šikana fyzická, tedy různé mlácení, kopání a jiné fyzické ubližování. A formou čtvrtou, je kyberšikana, tedy ubližování v online prostoru.
„Zaznamenali jsme, že nejméně přehledná je pro učitele šikana vztahová, zejména vyčleňování vrstevníků z třídního kolektivu a aktivit. Přitom ta může způsobovat obzvláště velkou psychickou bolest, pocity méněcennosti, křivdy a zoufalství. Právě proto jsme se na ni v nynějším zkoumání více zaměřili,“ popisuje Lenka Kollerová.
Reprezentativní vzorek škol
Vyčleňování vrstevníků z aktivit či skupin je součástí života dospívajících. V určité míře a podobě se jedná o běžnou zátěž, s kterou se dospívající dobře vyrovnávají. Dospívající například vnímají jako přirozené, když někdo slaví narozeniny a pozve na oslavu domů jen ty ze třídy, s kterými se nejvíce kamarádí – aniž by chtěl záměrně ublížit někomu, koho nepozve.
Pokud je ale vyčleňování nástrojem šikany či diskriminace, není to v pořádku a učitelé musí zasáhnout.
„Šikanování je záměrné a opakované ubližování z pozice síly zaměřené proti někomu, pro něhož je obtížné se bránit,“ objasňuje Lenka Kollerová, jak rozpoznat, co je nebezpečné. „Když například učitel poprvé vidí, že se dítě chce připojit k nějaké skupince, a oni mu řeknou, že ho ve své skupině nechtějí, může si říct, že to je náhoda, že se děti třeba zrovna pohádaly. Pokud se to ale stává opakovaně, má učitel jasný signál, že to je záměr a pro vyčleňovaného je obtížné se bránit, a bude se tedy jednat o šikanování vyčleněním.“
Lenka Kollerová s kolegyní Pavlínou Janošovou uskutečnily rozsáhlé šetření mezi učiteli, na němž úzce spolupracovaly zejména s Dagmar Strohmeier z Univerzity aplikovaných věd Horního Rakouska, která je expertkou na řešení šikany, a Melanií Killen z Univerzity v Marylandu, která je přední odbornicí na předsudky a vyčleňování.
Výzkumný tým vybral reprezentativní vzorek 118 škol ze všech krajů České republiky. V nich jim na dotazníky odpovědělo 740 učitelů. S dalšími devatenácti zkušenými učiteli ještě uskutečnili hloubkové rozhovory. Šlo o učitele druhých stupňů základních škol a prvních čtyř tříd osmiletých gymnázií, tedy kantory žáků, kteří jsou ve věku, kdy narůstá vliv vztahů s vrstevníky na psychické zdraví.
Vyjednávání s šikanujícími žáky nefunguje
Asi neudiví, že podle výsledků výzkumu Lenky Kollerové i dalších studií je šikanování častější tam, kde je učitelé ignorují a nic proti němu nedělají. Byť někdy v dobré víře, aby situaci svou intervencí nezhoršili. Nové a důležité je zjištění, že účinnou metodou není ani to, když se učitel snaží šikanování zastavit mediací – tedy snahou vyjednávat s šikanujícími a zprostředkovat mezi nimi a šikanovanými dohodu či „usmíření“.
„Tito učitelé přistupují k šikaně, jako by to byl konflikt mezi stejně silnými stranami, což není pravda. K tomu se snaží přesvědčit oběť, aby se postavila útočníkům, což ale může situaci zhoršit. Z morálního hlediska není v pořádku přenášet odpovědnost za zastavení šikany na oběť. Výsledek může být přesně opačný, než učitel chtěl. Když jsme ve třídách měřili situaci na podzim a pak o půl roku později, zjistili jsme, že tam, kde učitelé používali mediaci, dokonce šikanujících žáků přibylo,“ konstatuje Lenka Kollerová.
Jak ukázaly mimo jiné hloubkové rozhovory se zkušenými pedagogy, učitelé šikanu odsuzují a snaží se ji zastavit. Ale šikanu vyčleňováním je pro ně někdy obtížné rozpoznat a také si nejsou jisti, jak správně zasáhnout. Co k efektivitě jednotlivých učitelských intervencí říká výzkum?
Nejčastěji zabírá autoritativní přístup učitele
„V jedné z našich prací v tomto projektu, kterou prováděl zejména Christoph Burger z Univerzity ve Vídni s Dagmar Strohmeier, se ukázalo jako nejúčinnější, pokud učitel důsledně použije autoritu, kterou vzhledem ke svému postavení vůči žákům má. Naprosto jednoznačně tedy dá najevo, že šikanování se v jeho třídě dít nebude, a začne proti němu zasahovat nejen kázeňskými prostředky, ale i rozhovory s šikanujícími žáky, v nichž důrazně vyžaduje změnu chování. Případně si promluví s jejich rodiči,“ uvádí Lenka Kollerová.
„Druhou efektivní strategií, která je ale vhodná jen v mírnějších případech a tam, kde učitel žáky dobře zná a kde má šikanující na své chování náhled, je oslovení šikanujících méně autoritativním způsobem, s menším využitím kázeňských opatření. Učitel je vede k nápravě v individuálních rozhovorech, ale i tady musí formulovat, jakou konkrétní změnu chování očekává, a dohlédnout na ni,“ podotýká Lenka Kollerová.
Projekt dále ukázal, že proti šikaně se daří lépe a častěji zasahovat ve školách, kde mezi učiteli panuje otevřená a upřímná komunikace a přátelské vztahy.
Genderové a etnické stereotypy
Práce Lenky Kollerové a Melanie Killen dále ukázaly, že to, jak učitelé hodnotí šikanu vyčleňováním, může být mírně zkreslováno genderovými a etnickými stereotypy. V některých situacích mají učitelé sklon mírně podceňovat negativní následky této šikany na šikanované chlapce, zřejmě pod vlivem stereotypu, že chlapci jsou odolnější než dívky.
Podobně si učitelé zřejmě pod vlivem stereotypní představy, že etnicky homogenní skupiny fungují lépe, někdy zcela neuvědomují, že když žáci české národnosti šikanují vyčleňováním spolužáka s jinou národností, je to stejně či více nemorální, jako když šikanují spolužáka české národnosti.
Zjištěný vliv genderových a etnických stereotypů je však relativně slabý. Celkově učitelé odsuzují šikanu vyčleňováním a chtějí proti ní zasahovat napříč různými genderovými a etnickými kontexty.
PhDr. Lenka Kollerová, Ph.D., pracuje v Psychologickém ústavu Akademie věd ČR v Praze a zabývá se sociálním a emočním vývojem dětí a dospívajících. Vystudovala katedru psychologie na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy v Praze, kde v roce 2011 získala doktorát.
Název projektu nominovaného na Cenu předsedy Grantové agentury ČR: Pohled učitelů na vrstevnickou exkluzi mezi adolescenty
Spisovatele Franze Kafku zná téměř každý, podobně jako fotografa Jana Saudka nebo výtvarníka Káju Saudka, v kulturním povědomí stále rezonuje i jméno překladatele Erika Adolfa Saudka. Na koho se však neprávem zapomíná, je se všemi jmenovanými příbuzensky spřízněný překladatel, publicista a bankovní úředník Emil Saudek (1871–1941).
Saudkova překladatelská a kulturně zprostředkovatelská činnost byla spojena s Vídní přelomu 19. a 20. století, kdy sice docházelo k úžasnému rozkvětu moderního umění, avšak bezprostředně po rozpadu habsburské monarchie a vzniku Československa v roce 1918 byl význam podunajské metropole pro rozvoj české kultury vytěsňován. Zásadní cézuru v kolektivní i rodinné paměti pak způsobil nástup nacismu a holokaust, který tragicky poznamenal značnou část Saudkovy rodiny. Ani komunistický režim příliš nepřál výzkumům zaměřeným na židovské intelektuály pohybující se mezi češtinou a němčinou. Tyto trhliny v paměti se rozhodl zaplnit mezioborový týmový projekt „Emil Saudek a židovsko-česko-německé interakce v kreativním prostředí Vídně, podpořený Grantovou agenturou ČR, vedený Lucií Merhautovou a Michalem Toporem a řešený ve spolupráci Masarykova ústavu a Archivu AV ČR a Institutu pro studium literatury.
Rodinné zázemí
Emil Saudek, překladatel z češtiny do němčiny, kulturní prostředník, esejista, publicista a bankovní úředník se narodil židovským rodičům v roce 1876 v Jihlavě. Své dětství prožil ve vsi Polnička západně od Žďáru nad Sázavou spolu se svými dvěma sourozenci – starším Karlem (jeho vnuci jsou známý fotograf Jan Saudek a malíř a kreslíř Kája Saudek) a sestrou Růženou, provdanou Schwarzkopfovou, která zůstala v Polničce hospodařit na rodinném statku. Karel vystudoval obchodní školu v Jihlavě a usadil se v Děčíně. Ze sourozenců získal Emil nejvyšší vzdělání – v roce 1895 složil maturitu na německém gymnáziu v Jihlavě a poté vystudoval práva ve Vídni. V roce 1903 se oženil s Elsou Groag, jejíž rodiče pocházeli z Moravy, ona však již vyrostla v Linci, kde její otec působil jako profesor francouzštiny a angličtiny na reálném gymnáziu. V roce 1904 se Saudkovým narodil syn Erik Adolf, později významný překladatel z angličtiny a němčiny do češtiny, teatrolog a publicista.
Elsa Saudková a Emil Saudek v Mariánských Lázních ve dvacátých letech 20. století (pozůstalost Emila Saudka).
Multikulturní Vídeň přelomu 19. a 20. století
Vídeň byla na konci 19. století čtvrtým největším evropským městem, které se rychle modernizovalo a rozpínalo pod neustálým přílivem nových obyvatel ze všech koutů monarchie. Saudkovy studentské zápisky prozrazují prvotní šok z nového prostředí, natolik odlišného od rodné Vysočiny, a hledání opor především v umění. „Každý z nás prožívá v duši velký hlad a bídu, jsme jak ptáci v zimě. Pouze básníci se s námi dělí o chléb,“ píše německy v prvním dopise básníku J. S. Macharovi, který ve Vídni v té době žil. Prostřednictvím umění se Saudek snažil porozumět životu a najít si svou cestu a její smysl. Trvalo však více než desetiletí, než se z plachého obdivovatele českých básníků (vedle Machara hlavně Otokara Březiny) stal překladatelem, začal přednášet o literatuře v různých českovídeňských spolcích a publikovat v českém i německém tisku ve Vídni i v Praze.
Právě tyto mnohostranné aktivity stejně jako spolupráce s dalšími překladateli i vzájemné konkurenční vztahy byly důležitým předmětem výzkumu. Ten ukázal nezastupitelnost překladatelů a překladatelek pro propagaci české literatury v německojazyčném prostředí. Důležité byly nejen jejich jazykové znalosti, překladatelské schopnosti a pojetí překladu, ale i kontakty s německy píšícími spisovateli, s redakcemi časopisů a nakladatelstvími. Zároveň překladatelství nebylo ještě profesí, která by měla jasná pravidla, často nebylo ani honorované. Saudkův příklad také ukazuje na klíčovou roli židovských prostředníků, kteří se pohybovali na pomezí kultur a propojovali různé jazykové, literární a názorové okruhy.
Saudek se přátelil s řadou známých autorů a autorek jako Otokar Březina, Ivan Olbracht, Růžena Svobodová, Franz Werfel, Stefan Zweig nebo Hugo Sonnenschein, stejně jako s mnoha dalšími, méně známými či pozapomenutými osobnostmi literárního a novinářského světa. Zásadní pro jeho zprostředkovatelskou činnost bylo multikulturní prostředí Vídně, v němž se tvůrci a zájemci o umění setkávali v nejrůznějších, ať již oficiálních či neformálních, veřejných či soukromých prostorech – Saudek tak pravidelně navštěvoval kavárny, včetně proslulého Café Central, spolkové místnosti, ateliéry umělců (především malíře Arnošta Mandlera), bydliště přátel (Machara, Olbrachta, Jaromíra Doležala) a výstavy a přednáškové sály. Jako dobrý organizátor se podílel na přípravě různě pojatých literárních večerů nebo o nich psal v češtině či němčině.
Na základě svých zkušeností postupně rozvinul koncept Vídně jako „mostu do Evropy“ pro českou literaturu, přičemž přes Vídeň měla česká literatura nejen procházet dále do Německa (tento směr sledovala i většina vídeňských autorů), ale nejdůležitější měla být výměna poznatků probíhající mezi vzdělanými lidmi každodenně přímo na tomto velkém rušném mostě, křižovatce jazyků a kultur celé monarchie.
Saudek patřil k těm pokrokovým a humanisticky orientovaným intelektuálům, kteří na počátku 20. století věřili v sociální reformy a budoucí demokratizaci monarchie, ač to na první pohled zní jako protimluv. Věřil, že překlady mají důležitý kulturněpolitický význam a přispívají k uznání české kultury ze strany německy mluvících obyvatel, a vůbec k proměně vzájemných, politicky komplikovaných vztahů k lepšímu.
Jedno z mnoha míst, kde se Emil Saudek v předválečných letech setkával s umělci a novináři, představoval vídeňský byt slavisty Jaromíra Doležala. Na fotografii jsou zachyceni – horní řada zleva: Bohuš Vybíral, Jaromír Doležal, Miloslav Hýsek, Emil Saudek; dolní řada zleva: Hugo Sonnenschein, Josef Karásek, Melanie Karásková, J. Z. Raušar (pozůstalost Emila Saudka).
Emil Saudek a Otokar Březina
Emil Saudek měl celoživotně hluboký vztah k poezii Otokara Březiny, přeložil jeho sbírku Ruce (Hände, 1908), ve spolupráci s Franzem Werfelem pak sbírku Větry od pólů (Winde vom Mittag nach Mitternacht, 1920) a soubor esejů Hudba pramenů (Musik der Quellen, 1923). S básníkem se vídal osobně, věnoval mu řadu časopiseckých textů a v roce 1928 publikaci nazvanou příznačně Pod oblohou Otokara Březiny. „Nejde o dějiny mé osoby, ale jen a jen o OB,“ napsal v jednom z dopisů na počátku třicátých let, kdy pracoval na velké březinovské monografii, která však zůstala v rukopise. Březina byl pro něj velký mystický básník, jehož poezie a eseje prostřednictvím symbolického jazyka vyjadřovaly vztah člověka k univerzu, skryté souvislosti a cíle lidského konání napříč časem a prostorem (mezi první publikované překlady charakteristicky patřil Březinův esej Cíle).
Událost v dějinách překladu české literatury do němčiny představoval Saudkův překlad poslední Březinovy sbírky Ruce, který vyšel ve Vídni na podzim 1908 v krásném knižním vydání s výtvarným doprovodem Františka Bílka. Úspěchem byl již fakt knižního vydání, protože najít nakladatele v Rakousku či Německu pro neznámou malou literaturu se mnoha překladatelům totiž nezdařilo a překlady vycházely ponejvíce v tisku, mnohdy zůstaly v rukopise. Bibliofilie vydaná v umělecké tiskárně Morize Frische ve Vídni však okamžitě upoutala pozornost, mj. Stefana Zweiga, s nímž se Saudek následně spřátelil a seznámil jej s některými českými autory. Zweig, sám významný literární zprostředkovatel a překladatel z francouzštiny, Březina uchvátil a upozornil na překlad řadu svých přátel v Rakousku i Německu. Napsal také o českém básníku esej do měsíčníku Österreichische Rundschau, v němž ocenil výjimečnost Saudkova překladatelského činu i to, že si troufl na překlad tak složité a podle něj výsostně moderní poezie.
Charakterizoval jeho přístup k překladu, který je věrný a služebný v nejlepším slova smyslu: „Někdo musil jen přijíti, dokonce ani ne uchvatitel, básník nebo kouzelník slova, jen někdo unesený, věrný. Někdo, jenž nechtěl dílo mistrovati, chtěl býti jen služebníkem jeho, hlasatelem vyslaným s velikým poselstvím v dáli. Někdo, jenž slovo za slovem pečlivě převáděl, jenž sám sebe umlčel, abychom lépe vnímali hlas milovaného. Emil Saudek, který toto vše pro dílo Březinovo podstoupil, zachoval věrně vše, učinil raději násilí německé řeči než myšlence. A správně učinil: neboť krása veršů Březinových není pouhým uměním slova, básnické pleti, jež na fotografii doslovného převodu mizí, nýbrž hlubší krásou vnitřní harmonie, rytmu vášnivě pohnutých údů, daleko se rozklenující hudby velikých myšlenek. Nejen slovo jest u něho ohnivé a barvité, nýbrž v běl rozžhavená extáze skovala duši veršů v trvalou formu. Tato forma musila býti věrně podle smyslu zachována, neboť jest novým mezníkem v řadě těch, kteří usilovali o poslední poznání. Z prázdného jména zurčí symfonie, těsný žalář řeči povolil, horizonty s novými hvězdnými obrazy a záhadnými dálkami se modrají nad pobořenou zdí. A víme, že Březina je z velkých lidí Rakouska. Obdivuhodná, vítězná síla básnické myšlenky, která nejprve vlastní jazyk přemáhá a pak ve všech jazycích, jako v domácím stanu, má svůj domov a otčinu!“ (Nalezen v překladu. Emil Saudek /1876–1941/, s. 171, o knize viz níže).
Situace post-paměti a problém historické interpretace
Emil Saudek zemřel v nemocnici 23. září 1941, jeho žena Elsa se o rok později nevyhnula transportu do Terezína a byla na podzim 1944 zavražděna ve vyhlazovacím táboře v Osvětimi. Jejich syn Erik A. Saudek období druhé světové války přežil, v podstatě za to vděčil své první manželce Evě Vrchlické (jeho druhá žena byla Věra Saudková-Davidová, neteř Franze Kafky), zemřel však náhle v roce 1963 a nezanechal o svých rodičích hmatatelnější svědectví. Výzkum se tak vyrovnával s pamětí násilně a tragicky narušenou holokaustem. Zásadní pomoc představovala osobní pozůstalost Emila Saudka, poskytli ji Saudkovi potomci, kteří zároveň o svých prarodičích z otcovy strany neměli žádné bližší informace, nepoznávali je ani na dochovaných fotografiích.
V této situaci post-paměti bylo cílem objevit možné biografické stopy, porozumět Saudkově literární činnosti a jeho hlubokému a celoživotnímu příklonu k české poezii v dobových literárních, myšlenkových a kulturních souvislostech. Bylo nutné prozkoumat množství archivních dokumentů a stránku za stránkou projít dobové časopisy a deníky s vědomím, že mnohé již objevit či dovysvětlit nelze. Překvapením a odměnou bylo však nečekané množství textů, nejen překladů, ale i esejů, článků, dopisů, a dokonce Saudkových vlastních literárních prací, básní a povídek v češtině.
Díky podpoře Grantové agentury České republiky bylo možné výzkum provádět v poměrně velkoryse složeném mezioborovém týmu, jehož členkami a členy byli: bohemisté s přesahem ke germanistice Lucie Merhautová, Michal Topor a Václav Petrbok, germanista se zájmem o překladatelství Štěpán Zbytovský, bohemista s přesahem k estetice, filozofii a výtvarnému umění Josef Vojvodík, historička zabývající se židovskými dějinami Ines Koeltzsch a politolog zabývající se v projektu vídeňskými novináři a parlamentními zpravodaji Vratislav Doubek.
„Od počátku bylo záměrem představit neznámou osobnost Emila Saudka jak v českém prostředí, tak zahraničním badatelům a dostát tak vlastně jeho vlastní zprostředkovatelské intenci. To se podařilo v řadě studií a dvou knižních publikacích,“ dodává hlavní řešitelka projektu doktorka Merhautová.
Projekt podstatně přispěl k výzkumu dějin překladu české literatury do němčiny a ukázal nové možnosti, jak studovat činnost překladatelů v různých sociokulturních prostředích, nahlížet na ně nejen jako tvůrce překladů, ale vůbec předpokladů pro propagaci české literatury. Pro své výsledky byl Grantovou agenturou České republiky hodnocen jako vynikající.
V časopise Slovo a smysl (2019/1) vyšla pilotní studie Michala Topora „Emil Saudek neboli homo translatorus“, dále v časopise Svět literatury (2020/62) stať „Emil Saudek a Otokar Březina: mezi překladem a exegezí“ z pera Josefa Vojvodíka, věnovaná Saudkově výkladu Otokara Březiny v kontextu novomystických proudů počátku 20. století. Štěpán Zbytovský pojednal Saudkovy a Werfelovy překlady Otokara Březiny z hlediska zastoupení české literatury v edičním plánu významného nakladatelství Kurt Wolff Verlag ve studii „Prager Vermittler und Übersetzer im Kurt Wolff Verlag“ uveřejněné ve francouzském časopise Études Germaniques (2020/1). Dvě komparativní studie publikovala Lucie Merhautová, jednak „Emil Saudek, Otokar Březina und Hugo von Hofmannsthal. Textgeflechte“ v ročence Hofmannsthal-Jahrbuchzur europäischen Moderne (2020/28), druhá vyšla pod názvem „Mauer oder Brücke? Deutsch-tschechische Vermittlungskonzepte am Anfang des 20. Jahrhunderts“ v německé publikaci Arnošt Vilém Kraus (1859–1943). Wissenschaftler und Kulturpolitiker (2021, ed. H. Březinová, S. Höhne, V. Petrbok) a zaměřila se na problematickou roli němčiny jako zprostředkovatelského jazyka české literatury, zohlednila přitom i první Saudkovy překlady v časopise Čechische Revue, redigované germanobohemistou Arnoštem Krausem.
Hlavní publikační výstupy však představují německá a česká monografie, které jsou různě koncipované. Publikace Emil Saudek (1876–1941). Ein Vermittler zwischen Metropole und Provinz (ed. Lucie Merhautová, Václav Petrbok, Michal Topor) vyšla v prestižním nakladatelství Boehlau jako 21. svazek ediční řady Intellektuelles Prag im 19. und 20. Jahrhundert. Soustřeďuje se především na Saudkovo vídeňské období a problém překladu a kulturního zprostředkování, obsahuje soubor vzájemně provázaných autorských studií všech členek a členů týmu. Česká publikace s titulem Nalezen v překladu. Emil Saudek (1876–1941) (ed. Lucie Merhautová, Michal Topor) sleduje život Emila Saudka a jeho rodiny ve větší šíři, kombinuje chronologicko-tematický přístup, prolínají se v ní výkladové pasáže s edicí takřka stovky dokumentů a je doplněna unikátní obrazovou přílohou.
Od dob, kdy si člověk uvědomil nedokonalost lidského organismu při regeneraci poškozených tkání, směřuje snaha vědců k nalezení způsobu, jak tento nedostatek kompenzovat. Kromě konvenční léčby se proto rozvíjí i možnosti náhrady poškozené tkáně pomocí syntetických konstruktů s biomimetickými vlastnostmi.
Koncept biomimetiky, tedy inspirace přírodou a živými systémy a jejich napodobení technickým řešením vyvinutým člověkem, je příslibem pro vývoj materiálů s unikátními vlastnostmi. Klíčovou roli zde hraje spolupráce vědců z různých oborů, zejména pak materiálových inženýrů a buněčných biologů. Právě takovéto složení měl i tým projektu Grantové agentury České republiky (GA ČR), který se zaměřil na výzkum a bližší poznání vztahů mezi biomateriály a kmenovými buňkami.
Buňky vnímají velké množství vnějších stimulů. Souhra a vzájemná kombinace těchto stimulů, společně s vnitřním prostředím buňky, pak určuje její chování. Součinnost biomakromolekul tvořících prostředí v tkáních a buněk byla nastavena během dlouhého evolučního vývoje organismů a lze ji tedy považovat za zlatý standard. „Logicky se proto nabízí možnost vytvořit potřebnou souhru pomocí stejných biomakromolekul při přípravě ‚man-made‘ tkáňových nosičů. Praxe ale ukazuje, že se v současnosti jedná o technologicky nedosažitelný svatý grál. Vhodný přístup však může vést ke vzniku kompozitních systémů, které kombinují přírodní biomakromolekuly (vnášející kompatibilitu s živým systémem a část bioaktivních vlastností) se syntetickými materiály (přinášejícími bioaktivitu, responsivitu na vnější podněty a technologickou zpracovatelnost) a tím se mohou tomuto grálu maximálně přiblížit,“ konstatuje vedoucí týmu profesor Humpolíček.
Příspěvkem k řešení této výzvy byl i projekt GA ČR realizovaný výzkumným týmem Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně a Masarykovy univerzity v Brně. Týmu se podařilo prostřednictvím přípravy kompozitních koloidních částic úspěšně propojit biopolymery (např. hyaluronan sodný) se syntetickými vodivými polymery (polyanilin, polypyrol). „Připravené částice byly nejen mísitelné s dalšími matricovými biopolymery za vzniku funkčních tkáňových nosičů, ale jako přidanou hodnotu vykazovaly antibakteriální vlastnosti. Zásadní skutečností však byla jejich kompatibilita s lidskými indukovanými pluripotentními buňkami považovanými za klíčové modely pro biomedicínské aplikace,“ vysvětluje docentka Kašpárková, členka výzkumného týmu. Práce popisující tento systém byla publikována v prestižním časopise Carbohydrate polymers v roce 2021, a to i díky tomu, že její výsledky prokázaly schopnost indukovaných pluripotentních buněk vytvořit na popsaných materiálech tepající srdeční buňky. Zde byla využita typická vlastnost kompozitních systémů obsahujících elektricky vodivé polymery, tedy vodivost, protože potenciál využití takovýchto materiálů je primárně soustředěn na vývoj tkání citlivých na elektrické stimuly, jako jsou srdeční či nervová tkáň.
Výzkumný tým prof. Humpolíčka
V průběhu experimentů narazili členové týmu na zajímavý efekt, který je klíčový při zvážení praktických aplikací jednoho z vodivých polymerů, polypyrolu. Polypyrol je odvozen od monomeru pyrolu, který je znám jako součást řady farmakologicky aktivních látek. Jedná se o polymer vykazující velmi slibné uživatelské vlastnosti, např. dobrou elektrickou vodivost ve fyziologickém prostředí či vysokou míru biokompatibility. Tým prokázal, že při přípravě tohoto polymeru vznikají vedlejší produkty, které dokáží v kmenových buňkách podporovat neurogenezi. Uvedený efekt je proto nezbytné buď zohlednit při přípravě kompozitních materiálů obsahujících polypyrol, nebo je potřebné zajistit vysokou míru jeho čistoty, pokud je neurogeneze pro danou aplikaci nežádoucí.
Další z kritických vlastností definujících biologickou hodnotu materiálu je morfologie a strukturování jeho povrchu, které ovlivňují a řídí chování buněk na daném materiálu. Proto byl týmem vyvinut postup přípravy cíleně strukturovaných povrchů založených na běžně užívaném tkáňovém plastiku. Jde o reprodukovatelný a řiditelný postup vedoucí ke vzniku variabilních biomimetických struktur, které mohou být následně modifikovány, např. pomocí plazmatu, nanesením filmu vodivého polymeru či chemickou úpravou vhodnými funkčními skupinami. V rámci řešení projektu se podařilo nejen připravit strukturované povrchy, ale také prokázat jejich buněčnou kompatibilitu s kmenovými buňkami. „Zajímavým efektem pozorovaným na jednom z typů povrchů byla jeho schopnost zvyšovat intenzitu fluorescenčního signálu, např. při měření odezvy srdečních buněk. Strukturovaný povrch, vycházející z běžného tkáňového plastiku, který zesiluje fluorescenční signály tak může najít zajímavé uplatnění v praktických studiích, které vyžadují citlivé měření buněčného chování,“ popisuje doktor Pacherník, spoluřešitel projektu, který tento efekt pozoroval.
Představený výzkum podpořený GA ČR tak má dopad nejen v oblasti základního výzkumu, ale může i přispět k rozvoji laboratorních metod pro realizaci studií, kdy je odezva buněk na daný podnět malá a lze ji špatně detekovat klasickými, doposud používanými postupy.
Prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D., je vedoucím výzkumné skupiny Biomateriály na Centru polymerních systémů Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Tým se zabývá výzkumem a vývojem biomateriálů, především pak s ohledem na stanovení jejich interakcí s eukaryotickými organismy. Specializuje se na elektricky vodivé polymery, koloidní systémy a chytré kompozitní materiály. Jeho tým spolupracuje s řadou prestižních pracovišť v zahraničí, a to nejen v oblasti řešení konkrétních problémů, ale také skrze dlouhodobé studentské stáže.
Léčiva jsou nepostradatelná jak v lidské, tak ve veterinární medicíně. Nesmíme však zapomínat, že se může jednat o nebezpečné látky, které mohou znečistit životní prostředí. S lidskými i zvířecími výkaly se totiž léčiva dostávají do životního prostředí a nežádoucím způsobem ovlivňují nejrůznější organismy. Znečištění životního prostředí z důvodu zvyšující se spotřeby léčiv v důsledku rostoucí populace, rozvoje medicíny i zemědělství významně narůstá. Časté užívání léčiv má však ještě další nežádoucí důsledek: rozvoj takzvané lékové rezistence.
Léková rezistence je jev, kdy léčivo užívané k léčbě určité nemoci ztrácí časem svoji účinnost, protože původci nemoci (například bakterie, paraziti, nádorové buňky a další) se stali vůči tomuto léčivu odolní, neboli rezistentní. Protože léková rezistence například bakterií vůči antibiotikům, nádorových buněk vůči cytostatikům či parazitů vůči antiparazitikům je velkou celosvětovou výzvou, jsou intenzivně zkoumány jak mechanismy rezistence, tak i faktory, které vznik rezistence podporují.
Výzkumná skupina prof. RNDr. Lenky Skálové, Ph.D., z Farmaceutické fakulty Univerzity Karlovy, spolupracující s výzkumnou skupinou Ing. Lenky Langhansové, Ph.D., z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR ukázaly, že na vzniku lékové rezistence by se mohla významně podílet i přítomnost léčiv v životním prostředí. V projektu podpořeném Grantovou agenturou České republiky, který byl ohodnocen předsednictvem agentury jako „vynikající“, se zabývaly konkrétně anthelmintiky – léčivy užívanými proti parazitickým červům (helmintům), které patří ve veterinární medicíně k nejčastěji užívaným léčivům a podávají se pravidelně jak hospodářským, tak i domácím zvířatům v relativně vysokých dávkách. V rámci projektu vědecké týmy zkoumaly nejen lékovou rezistenci helmintů vůči těmto léčivům, ale i účinek anthelmintik na životní prostředí.
Léčiva z výkalů se dostávají do půdy a do rostlin
Každé léčivo, které bylo podáno zvířeti nebo člověku, je po určité době z těla vyloučeno (v nezměněné nebo v částečně změněné podobě ve formě metabolitů) močí či stolicí. Lidská léčiva, která se dostávají do odpadních vod, jsou alespoň částečně zachycena v čističkách odpadních vod. Výkaly hospodářských zvířat však zůstávají na pastvinách nebo bývají využity jako hnojivo na polích. Veterinární léčiva se tak uvolňují do okolní půdy a podzemních vod a přímo tak znečišťují životní prostředí. Ve vodě a půdě pak výrazně poškozují tamní bezobratlé živočichy, zvláště volně žijící červy. Bylo již prokázáno, že anthelmintika z půdy a vody velmi dobře přijímají rostliny svým kořenovým systémem, distribuují je i do svých nadzemních částí (stonků, listů eventuálně i plodů) a zde je metabolizují a ukládají. Anthelmintika z výkalů hospodářských zvířat je tak možné nalézt v listech jak lučních rostlin (například zvonek, jitrocel, jetel, vojtěška), tak i zemědělských plodin (například sója). I když anthelmintika v takto malých koncentracích rostliny viditelně nepoškozují, byly u rostlin vystaveným těmto látkám pozorovány některé změny, které naznačují negativní působení těchto léčiv i na rostliny.
Šíření léčiv v životním prostředí
Příkladů šíření léčiv existuje mnoho. Pokud se například na pastvinách pasou zvířata, která byla ošetřena anthelmintiky, v rostlinách, které zde rostou, se budou vyskytovat stopová množství těchto léčiv a jejich metabolitů. Pokud se hnůj od zvířat ošetřených anthelmintiky použije ke hnojení, pak se tyto látky dostanou do zemědělských plodin, které jsou na polích pěstovány. Rostliny na pastvinách i polích jsou pak potravou pro nejrůznější zvířata – od býložravého hmyzu až po hospodářská zvířata. Do všech těchto organismů tak vstupují i stopová množství anthelmintik. Tato léčiva se tak šíří životním prostředím a potravními řetězci a mohou se vyskytovat i v potravě konzumované lidmi. Naštěstí anthelmintika v takto malém množství nejsou pro vyšší živočichy a lidi jedovatá, ale při dlouhodobém požívání nelze vyloučit nežádoucí účinky. Mnohá anthelmintika navíc mají prokazatelné toxické účinky na bezobratlé živočichy, čímž může dojít k narušení celého ekosystému.
Kontakt parazitů s léčivem by mohl přispívat k rozvoji rezistence
Přítomnost anthelmintik v rostlinách, kterými se krmí hospodářská zvířata, má ještě další nežádoucí důsledek a tím je již zmíněná léková rezistence. S krmivem se dostává do organismu zvířete i stopové množství anthelmintik. Pokud jsou však zvířata nakažena parazitickými červy, dostávají se tito parazité do kontaktu s nízkou dávkou léčiva, které je neusmrtí ani nepoškodí. Naopak si parazité v důsledku kontaktu s malou dávkou léčiva dokáží vytvořit účinnou obranu proti tomuto léčivu. Když se při léčbě zvířete následně setkají s vyšší dávkou tohoto léčiva, mají větší odolnost a mnohem vyšší šanci přežít a dále se množit. Tato skutečnost byla potvrzena jak v laboratorních podmínkách, tak i přímo v zemědělských podmínkách na farmě. Zatím však není známo, zda je takováto adaptace parazitických červů na léčivo dlouhodobá a zda je přenosná do dalších generací. Není také znám mechanismus, kterým k této adaptaci dochází. Tyto otázky snad zodpoví další výzkum profesorky Skálové, doktorky Langhansové a jejich vědeckých týmů.
Prof. RNDr. Lenka Skálová, Ph.D., (na fotografii uprostřed) a její spolupracovníci z Farmaceutické fakulty v Hradci Králové Univerzity Karlovy se dlouhodobě zabývají mechanismy lékové rezistence a faktory, které ke vzniku rezistence přispívají. Zaměřují se hlavně na anthelmintika, tj. léčiva zaměřená proti parazitickým červům. Infekce těmito parazity je nejen celosvětově rozšířená u hospodářských, domácích i volně žijících zvířat, ale je velmi častá i u lidí, převážně z rozvojových zemí.
Ing. Lenka Langhansová, Ph.D., (na fotografii čtvrtá zleva) a její spolupracovníci z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR studují fytoremediace, tj. technologie využívající rostliny k odstranění některých kontaminantů (např. výbušnin těžkých kovů, radionuklidů, polycyklických aromatických uhlovodíků i léčiv) z životního prostředí. Zabývají se nejen akumulací a biotransformací těchto kontaminantů v rostlinách, ale i jejich účinky na rostlinný organismus.
Údaje o příbuznosti a podobnosti rostlinných druhů pomáhají Zdeňce Lososové, docentce Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně, určit, které rostliny spolu dokážou žít na jednom místě. Díky tomu je například možné odhadnout, jestli se nový druh na místě uchytí, nebo se dokonce nestane nebezpečím pro původní rostliny. Výzkumný projekt docentky Lososové byl minulý rok nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
„Co mne fascinuje, je to, že ačkoli člověk po celá tisíciletí mění a přetváří evropskou vegetaci a dováží sem nové druhy, tak přesto ze současného složení vegetace můžeme pořád vyčíst starodávný (třetihorní nebo čtvrtohorní) původ každého vegetačního typu, protože nároky druhů na stanoviště se nemění,“ popisuje Zdeňka Lososová.
Jako příklad uvádí evropskou stepní vegetaci, která má původ v pozdních třetihorách. V té době se vyvinulo množství druhů stepních rostlin, třeba kozince, chrpy, hvozdíky, a ty se v této vegetaci vyskytují pořád. „Nemají vlastnosti, které by jim umožňovaly šířit se například do zastíněných míst v lese – nepřežily by tam. Jsou adaptovány na sucho a světlo. Říká se tomu teorie konzervativních nik – kytky jsou konzervativní, nároky na místo, které zdědily po svých předcích, mění jen neochotně,“ vysvětluje docentka Lososová.
Jádrem výzkumů docentky Lososové a jejích kolegů za poslední léta je určování, proč spolu rostliny dokážou žít na jednom místě. Zkoumají tedy vztah prostředí a podobnosti nebo příbuznosti mezi rostlinami. Pomocí příbuznosti druhů dokážou detekovat refugia, tedy místa, kde se dlouhodobě akumulovaly a přežívaly rostliny z různých vývojových částí fylogenetického stromu – jakéhosi „stromu života“, který zobrazuje příbuzenské vztahu mezi různými druhy.
Nechtění příchozí
Získané poznatky se dají využít například k pochopení rostlinných invazí. Řada rostlin totiž neroste na stále stejném místě, ale šíří se do nových oblastí. Jejich „stěhování“ urychlují lidé, kteří je někdy záměrně, ale často úplně náhodně převezou do vzdálených končin. Tam se některé tyto rostliny uchytí a začnou růst.
Většinou to nevadí, někdy je to přímo prospěšné. Třeba po objevení Ameriky si Evropané přivezli domů brambory a kukuřici. Snížili tím množství hladomorů, které sužovaly Evropu. Ameriku zase obohatila pšenice, ječmen a rýže.
Občas se však rostlina začne v novém prostředí rozpínat, čímž dochází k utlačování původních druhů. U nás je obzvláště varovným příkladem bolševník velkokvětý, přivezený do Čech v 19. století jako okrasná rostlina, která se z parků rozšířila do krajiny. Vytváří husté porosty, v jejichž stínu původní rostliny často nepřežijí. Ohrožuje i člověka – když si potřísní kůži jeho šťávou a na zasažené místo zasvítí slunce, naskáčou na něm bolestivé puchýře.
Jak ale rozpoznat, které z dalších rostlin, jež se k nám mohou dostat, mohou být v naší přírodě takto nebezpečné?
Poměr 100:10:1
Zdeňka Lososová se svými kolegy zjišťovala, jak se daří nepůvodním druhům rostlin v různém prostředí. Využili vlastních pozorování v různých typech vegetace, ve kterých se soustředili na trávníky, lesní porosty a člověkem vytvořená pole či rostliny ve městech.
Vědci sledovali, kterým nepůvodním druhům se v novém prostředí dobře dařilo, jaké měly vlastnosti a zda se podobaly vlastnostem původních druhů, nebo přinesly něco nového. Například jestli nepůvodní druh má tenčí a širší listy, což mu umožňuje využívat světlo, vodu nebo dostupné živiny jiným způsobem.
„Na základě našeho výzkumu jsme schopni říci, že invazní druhy jsou zpravidla takové, jejichž rozměry jsou v daném prostředí relativně velké, takže mají více slunečního světla, dobře se rozmnožují – rychle vytvářejí semena a ta semena mají dobrou klíčivost, a nemají specifické nároky na opylovače,“ shrnuje Zdeňka Lososová. „Pokud by tedy někdo chtěl takovouto rostlinu dovézt, musí si dát pozor, aby se mu nevymkla.“
Jak dodává, obvyklý poměr je, že ze sto zavlečených druhů rostlin se u nás asi deset naturalizuje a z nich jen jeden druh se projeví jako invazní.
Doc. RNDr. Zdeňka Lososová, Ph.D.
Docentka Zdeňka Lososová je botaničkou, která působí v Ústavu botaniky a zoologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně. Tutéž fakultu i sama vystudovala, doktorát (Ph.D.) získala v roce 2003, docentkou je od roku 2010. Zabývá se druhovou rozmanitostí rostlin na přirozených i člověkem vytvořených stanovištích, studuje funkční a fylogenetické vztahy mezi rostlinami. Absolvovala akademické pobyty v Rakousku, Německu a Británii.
Název projektu nominovaného na Cenu předsedy Grantové agentury ČR: Evoluční ukazatele nesdílené fylogenetické a funkční diverzity rostlinných společenstev Evropy
Od poloviny 20. století se zvyšuje počet pacientů trpících zhoubnými onemocněními, a to do té míry, že před nástupem epidemie COVID-19 byly maligní tumory druhou nejčastější příčinou úmrtí. Tento nepříznivý trend se projevuje zejména v rozvinutých zemích s vyspělou a široce dostupnou zdravotní péčí. V České republice se v současnosti se zhoubným onemocněním setká v průběhu svého života každý druhý obyvatel. To ale nutně neznamená, že toto onemocnění bude také příčinou jeho úmrtí. V léčbě nádorů totiž dosáhla medicína díky mezioborovému a mezinárodnímu výzkumu významných pokroků. Mnoho pacientů tak může být zcela vyléčeno nebo jejich onemocnění může být úspěšně kontrolováno.
Není zcela jasné, proč jsou v současnosti nádory tak velmi časté. Podezřívána je řada faktorů: změny životního stylu, zvýšený přísun kalorií v potravě nebo znečištění životního prostředí. Tyto převážně zevní vlivy jsou skutečně z velké části zodpovědné za zvýšený výskyt malignit. Populárně řečeno, rakovina je dnes mnoha lidmi vnímána jako civilizační choroba. Jsou ale tyto vlivy jediným důvodem nárůstu incidence malignit v lidské populaci? Patrně ne.
Významným, ne-li dokonce hlavním viníkem, se totiž zdá být stárnutí obyvatelstva. Z epidemiologických studií vyplývá, že nejčastější je výskyt malignit ve vyšším věku, zejména nad 65 let. Toto dožití je vedle řady jiných faktorů podmíněno primárně úrovní a dostupností kvalitní zdravotnické péče. Nádory se pak zdají být určitou daní za zvýšení průměrného věku dožití. Z kauzálního pohledu se prostředí, ve kterém žijeme, jistě mění. Lidstvo se ale mění také – stárne.
Ze zhoubných onemocnění se stává stále významnější problém, a to nejen zdravotnický, ale i sociální a ekonomický. Léčba a péče o seniorní pacienty musí zohledňovat jejich určitou zranitelnost a křehkost (anglicky frailty). Nelze se proto divit, že vědci na celém světě hledají nové cesty, jak zlepšit prevenci a diagnostiku nádorů a zvýšit efektivitu léčby za podmínek finanční udržitelnosti zdravotnických systémů.
Nádor jako ekosystém
Velmi dlouho byl nádor chápán jako de facto genetické onemocnění klonálně vycházející z nádorové buňky. Nádorový charakter taková buňka získává díky vrozené nebo později získané a neopravené mutaci DNA. Ve skutečnosti ale takových mutací bývá před propuknutím nádorového onemocnění potřeba získat a neopravit mnoho. Kumulaci mutací v genomu cílové buňky mohou usnadnit další faktory jako například virová infekce, která mimo jiné dokáže vyřadit některé z regulačních mechanismů chránících genetickou integritu buňky. Takový úzce fokusovaný pohled do patofyziologie malignit objasnil mnoho buněčných mechanismů, a dokonce umožnil etablovat i některé léčebné postupy terapeuticky zamířené přesně na mutovanou nádorovou populaci. V praxi ale takové „kouzelné kulky“ bývají drahé a – bohužel – často selhávají (poznámka: termín a koncept „zázračné kulky“ v terapii lidských onemocnění pochází od Paula Ehrlicha, 1907).
V pozdějších letech proto pohled na nádor začal být integrativní. Kromě vlastní mutované populace buněk totiž nádor obsahuje i mnoho buněk, které nejsou mutovány, ale významně se při průběhu nádorového onemocnění uplatňují. Pro tyto „ostatní“ složky nádoru se vžilo souhrnné označení stroma. Dnes je tedy nádor chápán spíše jako komplexní orgán nebo ekosystém a pro popis událostí uvnitř nádoru je možné používat terminologii známou z makrosvěta krajinné a populační ekologie. Nádorovou buňku totiž obklopuje v tumoru řada dalších buněčných typů, které s ní mohou interagovat rozličnými způsoby. Jmenovitě jsou to buňky imunitního systému, které ale často místo aby nádorovou buňku likvidovaly, spíše její proliferaci podporují. Dále jsou to nádorově asociované fibroblasty, které se podobají aktivovaným myofibroblastům. Tyto fibroblasty pak místo tvorby fyzické bariéry invazi nádorových buněk nejen umožňují, ale paradoxně ji i vedou. Kolektivně buňky stromatu spolu s vlastní nádorovou populací představují jakési komunikační centrum nádoru. Do popředí pak vystupují spíše než samotné jednotlivé populace jejich vzájemné interakce.
Nádorová buňka v kontextu tumoru ale může být stále chápána jako princeps inter pares, tedy první mezi rovnými. Stroma totiž musí být ke své podpůrné funkci nejprve rekrutováno a vycvičeno. Například nádorově asociované fibroblasty vznikají pod vlivem nádorové buňky nejčastěji přímo z lokálních fibroblastů nacházejících se v její bezprostřední blízkosti. Velmi zajímavá je skutečnost, že z cytologického hlediska se stroma nádoru výrazně podobá granulační tkáni, která je důležitou součástí hojící se rány. Myofibroblasty exprimující hladkosvalový aktin nejen že přispívají ke kontrakci rány, ale svými uvolňovanými aktivními působky stimulují její hojení až po finální reepitelizaci. Podobně nádorově asociované fibroblasty také stimulují migraci a proliferaci nádorových buněk. Extracelulární matrix a přítomné aktivní molekuly tak vytvářejí specifické nádorové mikroprostředí, které nádorové buňce poskytuje optimální podmínky pro její přežití. Bez svého mikroprostředí je pak nádorová buňka snadno zranitelná. Je tedy evidentní, že nádorová buňka v kontextu vzniku nádoru sehrává prim, ale v dalších krocích postupu rozvoje nádorového procesu již stroma není jen druhořadým hráčem a skýtá nezanedbatelný terapeutický potenciál: Kouzelné kulky nemusí mířit pouze na nádorové buňky, mohou cílit i na zkorumpované buňky nádorového mikroprostředí.
Jak spolu buňky nádorového ekosystému komunikují?
Buňky se ve tkáních spolu navzájem dotýkají a mohou se tak ovlivňovat. Mnohem významnější je ale patrně ovlivňování nepřímé, které zprostředkovávají z buněk uvolňované signály představované biologicky aktivní působky, nejčastěji proteinové povahy. Buňky tedy mohou mezi sebou vzájemně komunikovat v nádorovém mikroprostředí i bez přímého kontaktu, parakrinně. Je zajímavé, že řada z takových signálních molekul jsou proteiny podporující zánět, zejména pak interleukiny IL-6 a IL-8. Právě tyto signály jsou v tumoru významně produkovány nádorově asociovanými fibroblasty. Prozánětlivé cytokiny se podílejí na udržování nádorové buňky v aktivním stavu, což umožňuje například udržet si nízký diferenciační stupeň, udržet si schopnost neomezeného dělení anebo posílit tendenci k migraci. Tak vzniká nejnebezpečnější komplikace nádorového onemocnění – metastáza.
Tyto faktory se ale navíc přes cévní kapiláry v nádoru dostávají i do krevního oběhu, který je zanese i do vzdálených částí těla. Tím se ale podstatně mění i styl komunikace a z tumoru uvolňované látky se stávají endokrinními signály. Tyto signály působící i na velké vzdálenosti vytvářejí vhodné podmínky pro následné přijetí migrující nádorové buňky ve vzdáleném orgánu. Opět s poukazem na zavedenou ekologickou terminologii označujeme takové příhodně připravené místo v cílové tkáni jako premetastatickou niku.
Dlouhodobě zvýšená hladina bioaktivních faktorů významně ovlivňuje ale celý organismus pacienta. Nádory je tedy vhodné pro účely smysluplné terapie vnímat jako systémové choroby. Signály uvolňované nádorem působí pak na funkci jaterních buněk, tukovou tkáň či vlákna kosterního svalu. Organismus pod vlivem těchto signálů chátrá a dostavuje se kachexie. Kromě toho tyto bioaktivní působky pronikají i do mozku, kde nádorový signál ovlivňuje chování pacienta, což vede ke klinicky manifestním poruchám nálady, zejména depresivním stavům. V hypothalamu působení cytokinů pak navozuje i poruchy příjmu potravy. Tyto vlivy pak synergicky vedou až k rychlému úmrtí pacienta.
Nádorové exosomy – informace sbalená na cesty
Vedle malých signálních molekul jsou v poslední době v souvislosti s výměnou informací mezi populacemi spoluvytvářejícími nádor studovány jako významný komunikační nástroj takzvané exosomy. Jedná se o velmi malé váčky velikosti nepřesahující pouhých 150 nanometrů (pětina vlnové délky červeného světla). Tyto nanovezikuly jsou tvořené buněčnou membránou obsahující náklad zahrnující kromě řady možných proteinů i informační molekuly, například mikroRNA. Právě tento obsah nukleových kyselin v exosomech činí z těchto mediátorů mezibuněčné komunikace velmi účinný nástroj s obrovským regulačním potenciálem vůči cílové struktuře. Navíc jde o nástroj s potenciálně dlouhodobým působením, než jaké lze očekávat například od proteinů relativně krátkodobě interagujících s buněčnými receptory.
Jakkoli existuje již velká suma poznatků o vlivu exosomů na vlastní nádorové buňky, je známo výrazně méně o jejich vlivu na stroma nádoru. A právě tento aspekt vlivu nádorových exosomů na nádorově asociované fibroblasty byl předmětem výzkumu vedeného prof. Karlem Smetanou Jr. z Anatomického ústavu 1. lékařské fakulty Karlovy univerzity podpořeného grantem GA ČR. Kromě odborníků z 1. lékařské fakulty a Přírodovědecké fakulty UK se na výzkumu podíleli také vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR. Vzhledem k vysoké finanční náročnosti, byl tento výzkum významně spolufinancován i z prostředků Centra nádorové ekologie (CNE). Projekt CNE konsorcia vedeného profesorem Smetanou byl vybrán k financování v rámci Operačního programu Výzkum, Vývoj, Vzdělávání hrazeného z prostředků Evropské unie.
Obr. 1) Nádorově asociované fibroblasty (A, B) jsou znázorněné pomocí interakce F-aktinu s phalloidinem značeným rhodaminem (červený signál), jádra jsou znázorněna DAPI. Exosomy produkované nádorovými buňkami značené GFP (zelený signál; A) se vážou na fibroblasty. Měřítko je 100 mm.
V průběhu tohoto projektu se podařilo pro výzkum nejprve vyvinout postup pro reprodukovatelnou izolaci exosomů v dostatečné čistotě a množství. Exosomy byly produkovány za striktně definovaných podmínek kulturami buněk linie maligního kožního melanomu. Metodou komparativní buněčné analýzy byl charakterizován vliv exosomů na normální kožní fibroblasty a nádorově asociované fibroblasty v podmínkách tkáňové kultury (obr. 1). Bylo zjištěno, že exosomy z melanomových buněk významně snižují adhezivitu a rozprostření obou typů fibroblastů. Na druhou stranu se tyto změny logicky odrážejí i ve zvýšení schopnosti fibroblastů migrovat ve 3D kolagenních gelech. Pomocí RNA sekvenace byl sledován vliv produkovaných exosomů na celogenomový transkripční profil obou typů fibroblastů. Poněkud překvapivě nebyl efekt přidaných exosomů zcela bezprostřední; větší rozdíly byly totiž pozorovány až ve střednědobém horizontu několika dnů. To může naznačovat právě dlouhodobější vliv, který exosomy v průběhu nádorového procesu sehrávají.
Obr. 2) Po ovlivnění exosomy z nádorových buněk dochází ke kvalitativně odlišným změnám v genové expresi prozánětlivých interleukinů IL6 (A) a CXCL8/IL8 (B) v normálních kožních fibroblastech a v nádorově asociovaných fibroblastech (CAF). Buňky byly ovlivněny buď exosomy z nádorových buněk (EXO G361), exosomy z hovězího fetálního séra (FBS) nebo nebyly ovlivněny (kontrola).
Na úrovni mRNA byl po ovlivnění exosomy zjištěn nápadný rozdíl v expresi genů odpovědných za zánětlivou odpověď. Za obzvláště významné je možno považovat skutečnost, že aktivita genů kódujících IL-6 a IL8 se po aplikaci exosomů nádorově asociovaným fibroblastům zvýší, a naproti tomu se u normálních fibroblastů sníží (obr. 2). Tato skutečnost byla ověřena i na proteinové úrovni pomocí protilátkových arrayí a kvantifikována pomocí metody ELISA. Naproti tomu ale exosomy ovlivňují v některých rysech chování fibroblastů obecně. Byla nalezena například podobná odpověď obou typů buněk na aplikaci exosomů v oblasti produkce a organizace mezibuněčné hmoty.
Obr. 3) Melanomové buňky migrují ze sfér tvořených buňkami melanomu a nádorově asociovanými fibroblasty v kolagenním gelu obsahujícím exosomy produkované nádorovými melanocyty. Obvod sféry je vyznačen černě a hranice migrace je červená, měřítko je 1 mm.
Dále bylo ověřeno na 3D modelu, že exosomy z nádorových buněk se mohou významně podílet na regulaci chování buněk při invazi do jimi obohacené extracelulární matrix. Přidání exosomů do kolagenního gelu totiž urychluje migraci buněk melanomu ze sféroidních modelů vytvořených z fibroblastů a buněk melanomu (obr. 3). Migrace byla opět výraznější ze sfér, které obsahovaly nádorově asociované fibroblasty než z těch, ve kterých byly použity kontrolní kožní fibroblasty. Tato skutečnost jasně indikuje podíl exosomů a nádorově asociovaných fibroblastů nejen při lokálně invazivním postupu růstu nádoru, ale i při vzniku metastáz. Exosomy tak lze zjednodušeně přirovnat k nosičům souboru instrukcí, pomocí kterých nádorové buňky mohou přizpůsobovat mikroprostředí ke svým potřebám a usnadňovat si tak i cestu okolí i do vzdálených míst organizmu.
Exosomy produkované maligními buňkami melanomu ovlivňují v mnoha aspektech chování dermálních fibroblastů. Exosomy ale v některých aspektech aktivují odlišně nádorově asociované fibroblasty a normální kožní fibroblasty. Tyto rozdíly nejsou pouze kvantitativní, ale i kvalitativní. Provedené experimenty prokázaly jasnou souhru parakrinního působení nádorových buněk a jimi produkovaných exosomů zejména na nádorově asociované fibroblasty. Exosomy aktivované nádorově asociované fibroblasty pak v opačném směru regulace navádějí nádorové buňky při invazi do extracelulární matrix, a zvyšují tak jejich migrační potenciál. To může vést ke klinicky významným projevům, jako je lokální invaze a destrukce, nebo zakládání vzdálených metastáz. Přerušení této maligní komunikace mezi nádorovými a stromálními buňkami může být novou terapeutickou modalitou u rakovinných onemocnění.
Prof. MUDr. Karel Smetana, DrSc., promoval na Fakultě všeobecného lékařství Karlovy Univerzity v roce 1983. V Anatomickém ústavu 1. lékařské fakulty Karlovy Univerzity v Praze a v Biotechnologickém a biomedicínském centru Akademie věd ČR a Univerzity Karlovy (BIOCEV) ve Vestci se věnuje buněčné biologii, v poslední době zejména interakci nádorových a nenádorových buněk ve zhoubných nádorech. Je vědeckým koordinátorem projektu Centrum nádorové ekologie. Publikoval 245 odborných článků, 17 kapitol v odborných monografiích a učebnicích a 11 patentů. Jeho Hirschův index je 34. Působí v redakčních radách řady mezinárodních časopisů. Jeho práce byla odměněna cenou Česká hlava a Cenou ministra školství, mládeže a tělovýchovy České republiky za výzkum. Je voleným členem České lékařské akademie.
Abychom poskytli co nejlepší služby, používáme k ukládání a/nebo přístupu k informacím o zařízení, technologie jako jsou soubory cookies. Souhlas s těmito technologiemi nám umožní zpracovávat údaje, jako je chování při procházení nebo jedinečná ID na tomto webu. Nesouhlas nebo odvolání souhlasu může nepříznivě ovlivnit určité vlastnosti a funkce.
Funkční
Vždy aktivní
Technické uložení nebo přístup je nezbytně nutný pro legitimní účel umožnění použití konkrétní služby, kterou si odběratel nebo uživatel výslovně vyžádal, nebo pouze za účelem provedení přenosu sdělení prostřednictvím sítě elektronických komunikací.
Předvolby
Technické uložení nebo přístup je nezbytný pro legitimní účel ukládání preferencí, které nejsou požadovány odběratelem nebo uživatelem.
Statistiky
Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro statistické účely.Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro anonymní statistické účely. Bez předvolání, dobrovolného plnění ze strany vašeho Poskytovatele internetových služeb nebo dalších záznamů od třetí strany nelze informace, uložené nebo získané pouze pro tento účel, obvykle použít k vaší identifikaci.
Marketing
Technické uložení nebo přístup je nutný k vytvoření uživatelských profilů za účelem zasílání reklamy nebo sledování uživatele na webových stránkách nebo několika webových stránkách pro podobné marketingové účely.
Mikroskopický obrázek „školícího střediska“ v brzlíku. Školící epitelová buňka (zelená a červená po okrajích, modrá ve středu) je obklopená třemi vyvíjejícími se T-lymfocyty (pouze modré buňky). [Ústav molekulární genetiky Akademie věd ČR]
Pohyb evolučně nejdynamičtějších složek genomu po buňce. EccDNA – extrachromozomální cirkulární DNA, TE RNA – přepis transpozonu. DNA je modře, RNA je červeně (autor obrázku Pavel Jedlička).
Obr. 2. Znázornění hlavní myšlenky metody. Vzorový objekt z trénovací databáze (nahoře) je srovnáván se všemi lokalitami zkoumaného vektorového pole (dole). Srovnávání probíhá pomocí originálně navrženého matematického popisu. Dosažení vysoké podobnosti se považuje za nalezení výskytu struktury (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
Obr. 3. Detekce vírů v tzv. Kármánově vírové stezce, která vzniká při proudění kolem oblých těles, jako jsou křídla, karoserie nebo komíny (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
Obr. 4. Detekce vírů na snímku globálního větru z meteorologické družice NOAA (převzato z hlavní publikace projektu – viz níže).
Vsyp popela se praktikuje od od 70. letech 20 století, zpravidla kolektivně a s občanským obřadem. Obálka knihy publikované v roce 2021 ve Velké Británii.
Krematorium s občanskou smuteční obřadní síní v České Třebové, otevřené v roce 1970, dodnes používané.
Elsa Saudková a Emil Saudek v Mariánských Lázních ve dvacátých letech 20. století (pozůstalost Emila Saudka).
Jedno z mnoha míst, kde se Emil Saudek v předválečných letech setkával s umělci a novináři, představoval vídeňský byt slavisty Jaromíra Doležala. Na fotografii jsou zachyceni – horní řada zleva: Bohuš Vybíral, Jaromír Doležal, Miloslav Hýsek, Emil Saudek; dolní řada zleva: Hugo Sonnenschein, Josef Karásek, Melanie Karásková, J. Z. Raušar (pozůstalost Emila Saudka).
Výzkumný tým prof. Humpolíčka
Doc. RNDr. Zdeňka Lososová, Ph.D.
Obr. 1) Nádorově asociované fibroblasty (A, B) jsou znázorněné pomocí interakce F-aktinu s phalloidinem značeným rhodaminem (červený signál), jádra jsou znázorněna DAPI. Exosomy produkované nádorovými buňkami značené GFP (zelený signál; A) se vážou na fibroblasty. Měřítko je 100 mm. 
