IGOR LACÍK, osobnosť ESET Science Award 2023 a vedec z Ústavu polymérov SAV, pracuje na vývoji polymérneho obalu, ktorý má za úlohu ochrániť transplantované pankreatické ostrovčeky produkujúce inzulín pred reakciou imunitného systému. Vďaka tomu by diabetici po transplantácii nemuseli užívať imunosupresíva.
V súčasnosti existuje vo svete pár desiatok centier, kde je možné transplantovať pankreatické ostrovčeky. Pre koho je táto forma transplantácie určená?
Vykonáva sa u diabetických pacientov, u ktorých nemožno bežnými spôsobmi kontrolovať hladinu cukru v krvi, alebo u ľudí, u ktorých je zo zdravotných dôvodov nutné odobrať pankreas, keďže tam sa produkuje inzulín. Transplantáciou pankreatických ostrovčekov je u pacienta možné dosiahnuť presné nastavenie hladiny cukru v krvi. Ak v rámci bunkovej terapie dostane pacient cudzie bunky, musí brať imunosupresíva. Aby sa predišlo užívaniu a vedľajším účinkom imunosupresív, prebieha výskum polymérnych obalov, ktoré by ostrovčeky enkapsulovali (obalili) a ochránili tak pred reakciou imunitného systému. V Ústave polymérov SAV pracujeme na mikrokapsulách z hydrogélov, iné tímy vo svete pracujú na koncepte makrokapsúl, čo predstavuje zapuzdrenie veľkého počtu buniek do polymérneho obalu.
Spomenuli ste pacientov, u ktorých nie je možné bežnými spôsobmi kontrolovať hladinu cukru v krvi. Akým spôsobom teda dokážu zistiť tieto výkyvy?
Cukrovkári mávajú bežne stavy, vďaka ktorým dokážu rozoznať napríklad nastupujúcu hypoglykémiu. Kamarátovi sa vtedy sníva, že je horalku. Zobudí sa, je spotený a vie, že má nízku hladinu cukru. Sú však pacienti, ktorí to nedokážu a pokiaľ nie je v tom čase nik v ich blízkosti, môžu pri akejkoľvek činnosti, dokonca aj v spánku, upadnúť do kómy. Pokiaľ nedostanú včas externý cukor, môžu zomrieť.
Keď som bol v Spojených štátoch, v rámci jednej akcie vystúpila pred potenciálnymi sponzormi pacientka, ktorá kým nepodstúpila transplantáciu ostrovčekov, mala niekoľkokrát za noc nastavený budík, aby si hladinu cukru priebežne kontrolovala. Ak sa budíte niekoľko nocí po sebe k malému dieťaťu, keď je choré, je to náročné. Predstavte si však, že takto vstávate 365 dní v roku. Niekoľko rokov. Aká je to kvalita života? Takže aj u pacientov s nekontrolovateľnou hypoglykémiou predstavuje transplantácia ostrovčekov nielen záchranu, ale aj zlepšenie kvality života.
Aj na Slovensku už boli uskutočnené dve transplantácie pankreatických ostrovčekov…
Pred rokom sa uskutočnila prvá transplantácia v Martine. Šlo o pacienta, ktorému zo zdravotných dôvodov museli vybrať pankreas. Takíto ľudia sa stávajú diabetickými pacientmi, pretože nemajú pankreatické ostrovčeky a tým produkciu vlastného inzulínu. Lekári v Univerzitnej nemocnici v Martine pankreas vyoperovali a letecky ho transportovali do pražského Inštitútu klinickej a experimentálnej medicíny (IKEM). Tam ostrovčeky izolovali, opäť previezli do Martina, kde ich pacientovi chirurgicky do pečene zaviedol prednosta Kliniky diabetológie IKEM Peter Girman. Z pacienta sa tak nestal diabetik a tým, že mu boli transplantované vlastné ostrovčeky, nemusí užívať imunosupresíva.
Druhá transplantácia sa uskutočnila tento rok v septembri v Univerzitnej nemocnici Louisa Pasteura (UNLP) v Košiciach. Aj v tomto prípade boli pankreatické ostrovčeky izolované a transplantované vďaka spolupráci s IKEM v Prahe. Šlo o cudzie ostrovčeky, čiže v tomto prípade bola potrebná imunosupresia pre zabezpečenie ich ochrany pred imunitným systémom. Ešte by som rád dodal, že tieto transplantácie sa uskutočňujú zhruba 10 rokov po tom, ako sme s pánom doktorom Jánom Rosochom, riaditeľom Združenej tkanivovej banky UNLP a UPJŠ LF v Košiciach, robili prvé kroky k uskutočneniu takejto transplantácie ostrovčekov na Slovensku.
V súčasnosti sa transplantácie pankreatických ostrovčekov u diabetických pacientov vykonávajú v približne 40 transplantačných centrách v USA, Kanade, Ázii, Austrálii, ale aj v Európe vrátane Českej republiky v IKEM. Budú v dohľadnom čase možné aj u nás?
Práve v spolupráci IKEM a Univerzitnej nemocnice Martin bol podaný projekt v rámci septembrovej výzvy plánu obnovy, ktorý by som v prípade jeho schválenia mal viesť. Ide o vznik centra pre izoláciu a transplantáciu ostrovčekov. Malo by sa to uskutočniť v horizonte dvoch až troch rokov. Ľudia si postupne uvedomujú, že takýto zákrok existuje a že je možný aj na Slovensku. Pevne verím, že vznikne tlak aj spoločenská objednávka, aby táto technológia bola na Slovensku zavedená a bežne k dispozícii ako jedna z možností pre slovenských pacientov indikovaných pre transplantáciu ostrovčekov. V prípade odobrania pankreasu by transplantácia vlastných ostrovčekov mala byť prioritne k dispozícii.
Ako dlho môžu fungovať u pacienta jeho vlastné pankreatické ostrovčeky a ako dlho tie od donorov?
V prípade vlastných ostrovčekov presnú štatistiku neviem, ale určite sú to roky, keďže ostrovčeky nie sú vystavené reakcii imunitného systému. Čo sa týka ostrovčekov získaných od cudzích darcov – procedúra môže byť zopakovaná niekoľkokrát a aj štatistiky sú v tomto ohľade po vyše 20 rokoch od zavedenia procedúry veľmi pozitívne. Po piatich rokoch fungujú u vyše 60 percent pacientov, niektorí pacienti fungujú s ostrovčekmi aj vyše 20 rokov.
Aké sú najnovšie výsledky v rámci výskumu enkapsulácie pankreatických ostrovčekov vo vašom ústave?
Vďaka projektom financovaným z Juvenile Diabetes Research Foundation (JDRF) sa rozpoznala nutnosť zvýšiť biokompatibilitu použitých materiálov, dôležitosť miesta transplantácie mikrokapsúl a tiež nutnosť zvýšenia ich stability. Mali sme veľmi nádejné výsledky z experimentov na myšiach, na predklinickom modeli primátov však naše materiály neboli dostatočne stabilné a biokompatibilné. V organizme primátov sa rozpadali alebo boli obrastené fibrotickým tkanivom. V niektorých prípadoch sa síce ukázalo, že obe tieto vlastnosti boli v poriadku, ale nevedeli sme takéto experimenty kontinuálne zopakovať.
Na základe toho sme navrhli nové postupy, ktoré v súčasnosti riešime v APVV projekte a v spolupráci so zahraničnými pracoviskami. Náš ústav má expertízu v procese prípravy a charakterizácii kapsúl, kvôli čomu sme vyhľadávané pracovisko. Nastúpili sme na tieto nové smery a veríme, že sa opäť dostaneme do fázy predklinických experimentov na primátoch. Niekedy je potrebné vedieť vrátiť sa späť.
Čo sa týka trendov v oblasti tohto výskumu vo svete – aké sú?
Okrem ľudských ostrovčekov je významný posun v používaní kmeňových buniek, ktoré sú dizajnované tak, aby produkovali inzulín. V súčasnosti je najviac videným hráčom v oblasti transplantácie inzulín produkujúcich beta buniek americká biofarmaceutická spoločnosť Vertex Pharmaceuticals. Čo sa týka hydrogélových mikrokapsúl, na ktorých pracujeme aj my, v rámci projektov JDRF sme mali komunikáciu s bostonskou biotechnologickou firmou Sigilon Therapeutics vyvíjajúcou alginátové mikrokapsuly, ktoré majú zvýšenú biokompatibilitu a momentálne nastupujú do fázy, keď by sa mohli používať na transplantáciu ostrovčekov. Ďalším významným hráčom v tomto segmente je japonská farmaceutická firma Otsuka Pharmaceutical Factory, ktorá sa snaží preraziť s prasacími ostrovčekmi. Majú materiál, ktorý sa používa v klinických testoch v rôznych štátoch sveta. Naposledy šlo o experiment v Argentíne, kde sa väčšina zúčastnených pacientov z klinického testovania vyjadrila, že im táto transplantácia priniesla viac benefitov než obáv z toho, že v sebe majú zvieracie tkanivo. Zhodou okolností si nás pred vyše piatimi rokmi práve táto firma našla a robíme pre ňu expertízu na charakterizáciu polymérov a charakterizáciu mikrokapsúl. Za ten čas sme s nimi mali okolo 20 čiastkových kontraktov.
„Nemôžeme sa naháňať len za funkčnosťou, konečné riešenie musí byť hlavne bezpečné.“
Na výskume enkapsulácie pracujete už takmer 25 rokov. Ako možno v tomto prípade vnímať čas?
Mnohým ľuďom, a mne tiež, sa môže zdať, že vývoj je veľmi pomalý. Dnes už nik nevyslovuje termín. Ibaže vo výskume to chodí tak, že po dvoch krokoch vpred nasleduje opäť jeden krok späť a až potom sa znova objaví niečo nové. Nemôžeme sa naháňať len za funkčnosťou, konečné riešenie musí byť hlavne bezpečné. Napríklad v rámci Chicago Diabetes Project, ktorého sme od roku 2006 súčasťou, sa už plánujú akademické klinické testy v Spojených štátoch, a ak to dopadne úspešne, vykonajú sa aj v Európe.
„Čím vyššie je človek, tým viac ho vidno a musí svojou prácou a všetkými aktivitami jednoznačne zachovávať princípy vedeckej integrity.“
Ste zástancom tímovej práce, aj váš výskum súvisiaci s cukrovkou je súčasťou medzinárodnej spolupráce. Pomohli vám pri získavaní grantov kontakty, ktoré ste získali počas rokov strávených v zahraničí?
Počas svojej doktorandúry som bol v Austrálii a na základe toho sa mi otvorili dvere aj do ďalších dobrých tímov, napríklad v Spojených štátoch, vo Francúzsku a v Nemecku. Stretol som sa tam so špičkovými ľuďmi v rôznych oblastiach polymérnej chémie. Človek sa najskôr od týchto ľudí učí, potom je im partnerom a neskôr už aj sám učí a ovplyvňuje svoje okolie a vytvára možnosti pre nastupujúcu generáciu. Je to prirodzený vývoj, s ktorým je spojené získavanie grantov a kvalitné výstupy vo forme článkov a spoluprác. Keď sa takáto história dá na papier, vyzerá to veľmi dobre a oponenti grantov vidia, že ten človek je hodný toho, aby dostal ďalšiu šancu na získanie poznatkov z nových grantov.
Nestane sa to však samo. Je za tým veľa času, práce, zodpovednosti, kontinuálnej činnosti a aj ťažkých chvíľ. Nie je to len o získavaní grantov a budovaní mena, ale aj o udržaní sa v danej pozícii. Jedným nekvalitným článkom, zlou prednáškou, nedajbože etickým prešľapom sa to celé, čo človek buduje desaťročia, dá stratiť. Čím vyššie je človek, tým viac ho vidno a musí svojou prácou a všetkými aktivitami jednoznačne zachovávať princípy vedeckej integrity. Také je aj nastavenie môjho života.
Založili ste neziskový fond Cukrovka, pravidelne chodievate na stretnutia s ľuďmi trpiacimi cukrovkou. Tieto aktivity presahujú samotný výskum. Prečo?
Komunikáciu s pacientmi pokladám za veľmi potrebnú a prirodzenú súčasť našej vedeckej práce. Inšpiráciou pre mňa boli aktivity, ktorých som bol súčasťou počas pobytov v USA v rámci projektu Chicago Diabetes Project. Tieto aktivity viedli k rozpoznaniu našej vedeckej práce na liečbe cukrovky a tiež k finančnej podpore tejto práce. Vedúci projektu profesor Jose Oberholzer „prinútil“ takmer všetkých svojich kolegov, aby v Chicagu bežali maratón. Vtedy sú všetci oblečení v dresoch Chicago Diabetes Project a každý by mal od rodiny a kamarátov po celom svete vyzbierať finančné zdroje, aby sa mohol na maratón zapísať a bežať. Je to zároveň jedna z možností, ako dať o sebe vedieť a dať vedieť aj pacientom, že na nich myslíme a pracujeme na tom, aby sa ich stav zlepšil. Práve od neho som sa naučil, ako o našej práci, úspechoch aj neúspechoch, dať vedieť.
Často navštevujem v rámci prednášok rôzne pacientske združenia. Napríklad v nitrianskom o. z. KlauDIA, ktoré sa stará najmä o diabetické detičky, a ktorých počet neustále narastá. Navštevujem aj o. z. Diador v Bratislave, o. z. Diazil v Žiline a iné. V mnohých prípadoch ide tiež o individuálne rozhovory či už s pacientmi alebo rodičmi detí. Aj vďaka tomu vidím komplexnosť života diabetikov. Zaujíma ich, ako napreduje náš výskum a ako dokáže ovplyvniť ich život. Pre mňa je to, prirodzene, obrovský stimul.
Cukrovka má ako ochorenie stúpajúcu tendenciu. V súčasnosti na diabetes trpí takmer každý 10. človek a označuje sa za pandémiu 21. storočia. Nemyslíte, že si cukrovka zaslúži viac pozornosti, najmä čo sa týka prevencie?
Určite áno. Podľa štatistík zomrelo počas pandémie covidu zhruba 6,7 milióna ľudí. Hrozivé je, že toľko ľudí, bohužiaľ, umiera na choroby spojené s cukrovkou každý rok. Je to tichý zabijak. Aj keď technologický pokrok ide stále vpred, počet cukrovkárov špirálovo stúpa. Do roku 2045 sa očakáva 800 miliónov chorých a vyzerá to tak, že to číslo bude ešte vyššie.
Čo je hlavnou príčinou nárastu cukrovky?
Spúšťačom pre cukrovku typu 2 je náš životný štýl. Vzniká v dôsledku obezity, nízkej fyzickej aktivity a nezdravej stravy. Svetová zdravotnícka organizácia v roku 2021 vytvorila iniciatívu The WHO Global Diabetes Compact, do ktorej zatiaľ Slovensko nie je zapojené, v rámci ktorej by sa malo zredukovať riziko vzniku cukrovky a zabezpečiť pre všetkých diabetikov na svete zodpovedajúcu liečbu. Súčasťou tejto iniciatívy je aj prevencia vzniku cukrovky typu 2.
Cukrovka typu 2 sa dá považovať za získané ochorenie?
Áno. V dôsledku obezity sa totiž stráca schopnosť receptorov na bunkovej membráne interagovať s inzulínom, cukor v krvi sa zvyšuje, pankreas produkuje viac a viac inzulínu a vytvára sa cyklus, kde v istom momente pankreatické ostrovčeky nie sú schopné produkovať dostatok inzulínu pre potrebnú kontrolu hladiny cukru. Inzulínová rezistencia je následne natoľko vysoká, že nastupujú všetky príznaky cukrovky.
Aký je číselný pomer medzi cukrovkou typu 1 a typom 2?
Cukrovkári typu 1 tvoria zhruba 10 percent pacientov. U týchto pacientov je väčšinou štartérom ochorenia autoimunitná reakcia, napríklad vírusové ochorenie. Do veľkej miery je to teda vec náhody.
Môžu cukrovkári typu 2 zmenou životného štýlu ovplyvniť vývoj choroby?
Áno, cukrovku typu 2 je možné „vychodiť“. Myslím v tomto smere na jedného môjho blízkeho priateľa a významného profesora z Nemecka, ktorému sa to podarilo tým, že namiesto šoférovania začal do práce kráčať. V lete diabetici z o. z. Diador zorganizovali cyklovýlet z Viedne do Bratislavy. Pozval som naň aj jedného môjho priateľa, ktorý dlhé roky trpel nadváhou. Keď videl, ako si diabetici typu 1 počas cesty neustále merali hladinu cukru v krvi, pretože tá aj pod vplyvom aktivity, jedla, spánku či stresu neustále kolíše, rozhodol sa bojovať s nadváhou úpravou stravy a zvýšeným pohybom. Zatiaľ sa mu to dobre darí. Takže áno, strava a pohyb majú veľký vplyv na tento typ cukrovky.
Maria Grazia Valsecchi, talianska profesorka a členka poroty ESET Science Award, počas odovzdávania cien odkázala mladým vedcom a vedkyniam: Buďte kreatívni, ambiciózni, ale nie arogantní. Ako vo všeobecnosti vnímate dnešných mladých ľudí vo vede?
Mladí vedci sú určite podstatnou súčasťou vedeckého života pre pracovisko, na ktorom pracujú. Môj dojem a skúsenosť je, že často im v našom prostredí chýbajú jasnejšie ambície a základné vedomosti, na ktorých by vedeli stavať. Tiež im možno niekedy chýba životný plán, teda odpoveď na otázku – prečo chcem robiť vedu? Poznám výnimky, ale v mojom okolí to sledujem u väčšiny mladých ľudí. Odkaz pani profesorky Valsecchi, ako aj odkaz pani profesorky Ruzeny Bajcsy – buďte ako špongia, nasávajte vedomosti – rezonuje s tým, čo hovorím mojim mladším kolegom a doktorandom. Súvisí to s celkovou súčasnou situáciou na Slovensku, s tak často komunikovaným problémom odlevu mozgov a následne tým, že dnes dávame príležitosť robiť vedu aj ľuďom, ktorí si to možno nezaslúžia a nevedia vedecky rásť tak, ako sa od nich očakáva. Verím, že sa táto situácia v krátkej budúcnosti zmení aj vďaka novým výzvam pre mladých vedeckých pracovníkov, ktoré sa chystajú v rámci projektov APVV.
„Budovanie vedeckej histórie, ktorá je zásadná pre ďalšiu kariéru, sa totiž nezačína po ukončení doktorandského štúdia, ale už počas neho.“
Do akej miery je podľa vás v tomto ohľade situácia v zahraničí iná?
Veľký rozdiel vidieť na zahraničných vedeckých konferenciách, kde mladí ľudia sú ambiciózni, komunikatívni, lojálni a pyšní na to, že pracujú vo vede. Idú cielene za tým, aby vedeli využiť príležitosti, ktoré im ponúka kvalitné vedecké pracovisko. Ak nemajú dobrú tému, bojujú za to, aby ju získali a mohli ukázať, čo v nich je. Toto je niečo, čo by mali mať mladí vedci a vedkyne na pamäti už od začiatku. Budovanie vedeckej histórie, ktorá je zásadná pre ďalšiu kariéru, sa totiž nezačína po ukončení doktorandského štúdia, ale už počas neho.
Pri preberaní ceny ESET Science Award ste v ďakovnej reči spomenuli, že 21. storočie musí byť storočím, ktoré zmení a zlepší ľudský charakter. Veríte tomu?
Inšpirovali ma k tomu slová španielskeho astrofyzika Garika Israeliana, hovoril mi z duše. Áno, verím, že ľudskosť napokon zvíťazí. V evolúcii človeka bola práve ľudskosť hnacou silou, ktorá viedla k tomu, že ľudstvo ako také existuje a nezaniklo. Musíme opäť vrátiť ľudskosť do našich vzťahov.
Polymérny chemik IGOR LACÍK študoval na Chemickotechnologickej fakulte Slovenskej vysokej školy technickej (dnešná Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU) v Bratislave. Pôsobí ako vedúci oddelenia pre výskum biomateriálov v Ústave polymérov SAV. Patrí medzi výrazné osobnosti výskumu v oblasti biomateriálov pre bunkové terapie a implantovateľných materiálov a v oblasti syntézy vodorozpustných polymérov. Je držiteľom ocenení ako Krištáľové krídlo za rok 2015, Cena za vedu a techniku 2018, Čestná plaketa SAV Dionýza Ilkoviča v roku 2022, Medaila SAV za podporu vedy 2022. Založil n. f. Cukrovka, ktorý má za úlohu šíriť osvetu v liečbe tejto civilizačnej choroby. Zaslúžil sa o to, aby sa slovenský tím v roku 2015 stal členom prestížneho enkapsulačného konzorcia Juvenile Diabetes Research Foundation. Je členom Učenej spoločnosti Slovenska. Pracuje tiež v Medzinárodnej únii pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC), v ktorej od roku 2024 bude pôsobiť ako prezident Polymérnej divízie IUPAC a člen Vedeckej rady IUPAC.
Stanislava Longauerová
Foto: ESET Science Award/Linda Kisková Bohušová
Časopis Akadémia 6/2023