Nejvyšší české vědecké ocenění Česká hlava získal letos botanik a ekolog Petr Pyšek. Kromě něj dostali cenu například Alžběta Dostálková za studium retrovirů nebo Ilona Hromadníková za způsob predikce vzniku komplikací při těhotenství způsobených vysokým krevním tlakem. Laureáty představil předseda správní rady projektu Česká hlava Martin Vlach na včerejší tiskové konferenci v Kampusu Hybernská v Praze. O ocenění Pyška rozhodla vláda.
Petr Pyšek, který se věnuje invazivním rostlinám a živočichům, je vedoucím Oddělení ekologie invazí Botanického ústavu AV ČR, které v roce 2004 založil.
Invazivní druhy jsou rostliny a živočichové, které člověk přenesl úmyslně či neúmyslně, do oblastí mimo jejich přirozený výskyt, kde se nekontrolovatelně šíří a mnohé mají nepříznivý dopad na biologickou rozmanitost, fungování ekosystémů, ekonomiku i lidské zdraví. Počet invazních druhů rostlin se neustále zvyšuje, po celém světě je jich v tuto chvíli zaznamenáno více než tři tisíce. Vědci tento nárůst připisují zvyšujícímu se počtu a různorodosti cest, kterými se mohou druhy šířit, a rostoucímu objemu přepravy na těchto cestách.
Pyšek je jedním ze zakladatelů moderní invazivní ekologie. Přispěl k vytvoření evropského výzkumného prostoru biologických invazí a podílel se na několika celoevropských projektech. Je zakladatelem světové databáze invazních rostlin GloNAF (Global Naturalized Alien Flora), která se stala milníkem ve výzkumu rostlinných invazí.
Martina Benešová-Schäfer, laureátka Ceny inovace společnosti ABB, se věnovala výzkumu a vývoji radioterapeutika na léčbu rakoviny prostaty. Podařilo se jí vyvinout radiofarmakum unikátních vlastností, které umožňuje detekci a zobrazení nemoci (farmakum s PET/SPECT radionuklidem) a také léčbu se stejným farmakem, ale tentokrát s terapeutickým radionuklidem. Navíc radiofarmaka umožňují navázání různě »silných« terapeutických radionuklidů, záleží na rozsahu a závažnosti onemocnění. Díky tomu, že předem vidíme jak se bude farmakum distribuovat a kolik má pacient metastáz a jak vysoká je akumulace léčiva, je možné pro každého pacienta upravit dávkováni na optimální možnou hladinu. Díky tomu, že se farmaka váží specificky na membránový antigen na povrchu buněk rakoviny prostaty (PSMA), nedochází k rozsáhlým negativním účinkům jako například u systémové chemoterapie.
Nové radiofarmakum bylo patentováno a prošlo úspěšně všemi fázemi klinických testů a schválil ho americký autorizační úřad k používání v běžné praxi. Licenci koupila nadnárodní společnost Novartis a současná tržní hodnota radiofarmaka se odhaduje na 4 miliardy dolarů.
Rakovina prostaty je jedním z nejčastěji se vyskytujících typů rakoviny. Přibližně 35 procent všech mužů již má rakovinu prostaty okolo padesátého roku života a 80 procent mužů okolo sedmdesátého roku života. Relevantní je i rakovina prostaty u žen. Ano, ženy mají také prostatu, tzv. Skene´s Glands, které byly oficiálně uznány jako ženská prostata v roce 2004. Ženy mohou rovněž dostat rakovinu těchto žláz a ta má stejné projevy jako rakovina prostaty u mužů. Úmrtnost na rakovinu prostaty je stále velmi vysoká.
Ocenění Industrie společnosti IDEA StatiCa, která se uděluje za nejlepší podnikovou inovaci, získala firma Cesnet. Výsledkem výzkumu a vývoje firmy Cesnet je zařízení pro přenosy obrazu a zvuku přes počítačovou síť na velké vzdálenosti s minimálním časovým zpožděním. Umožní tak distanční spolupráci v reálném čase v oblastech kriticky citlivých na zpoždění komunikace. Obchodní značka zařízení je MVTP (Modular Video Transmission Platform). Hlavní oblastí využití je spolupráce v kultuře v mezinárodním měřítku. Přidané zpoždění vysílače a přijímače společně je v rozsahu 1-3 milisekundy.
Nízkolatenční přenosy byly již využity i např. pro distanční vyšetření hlasu specialistou, přenosy lékařských operací s možností komunikace s chirurgem nebo pro distanční spolupráci s využitím sdílených 3D modelů.
Přenos je vždy obousměrný. Jde o samostatné zařízení, bez PC a software, a je tak jednoduše použitelné i pracovníky mimo oblast IT. Zařízení je založené na programovatelném hradlovém poli (Field Programmable Gate Array – FPGA) a využívá unikátní řešení přijímače s nízkou latencí. Oproti PC a software má zařízení vysokou energetickou účinnost a umožňuje trvalý provoz při plné zátěži při pasivním chlazení, je proto zcela tiché a vhodné i pro koncertní síně a nahrávací studia.
Zařízení je v současné době jediným výrobkem umožňujícím přenosy zvuku a obrazu přes rozlehlou počítačovou síť s přidaným zpožděním v řádu jednotek milisekund. Žádný obdobný výrobek není na mezinárodním trhu k dispozici. Celá výroba zařízení probíhá v České republice.
Pro srovnání vzdálenosti v evropském měřítku představují v současných optických síťových kabelech zpoždění v rozsahu 10-20 milisekund. Zpoždění je dané rychlostí šíření světla v optických vláknech, typickými délkami koridorů s položenými kabely a nezbytným počtem směrovačů na trase. To je samo o sobě blízké kritické hranici například pro souhru v hudbě. Dosud jsou možnosti snížení zpoždění na síti velmi omezené.
Ilona Hromadníková, laureátka ceny Lorem za nejlepší výzkum v oblasti zdravotnictví, vyvinula novou metodu diagnostiky onemocnění u těhotných žen spojených s vysokým krevním tlakem, která umožňuje nemoc zjistit včas, s vysokou přesností a navíc v dostatečném předstihu. Metoda je uplatnitelná v každé průměrně vybavené genetické laboratoři, takže je i dostupná.
Nová metoda byla patentována a licencována výrobní firmě, která nyní připravuje diagnostický kit k dodávkám na trh.
Ve své práci Ilona Hromadníková objevila i dosud neznámou skutečnost, a to že nemocemi spojenými s vysokým tlakem trpí i děti, které se narodily z komplikované gravidity. I pro tyto případy vyvinula diagnostiku, která je též patentována a připravuje se pro trh.
Až deset procent těhotných žen trpí zvýšeným krevním tlakem a tzv. preeklampsii, fetální růstovou restrikcí a další onemocnění, která mohou způsobit řadu zdravotních komplikací jak u matky tak u dítěte. Hrozí mozková mrtvice, malý růst plodu, spontánní předčasný porod, úniky plodové vody atd. Některé změny se mohou projevit až po mnoha letech a jsou často nevratné.
Příčina těchto onemocnění je známá a je to porucha funkce mikroRNA molekul, které jsou odpovědné v organizmu za řízení kardiovaskulárního systému. Včas zjistit příčiny zvýšeného krevního tlaku u těhotných žen je tedy velmi důležité a může se tak předejít vážným komplikacím. Současné metody však vážná onemocnění spojená se zvýšeným krevním tlakem odhalí jen u třetiny, někdy jen u čtvrtiny skutečně nemocných žen. Dosavadní metody diagnostiky těchto onemocnění, která jsou geneticky podmíněná, jsou schopné nemoc zjistit až v pozdějších fázích těhotenství, kdy už se následky onemocnění mohou projevovat a na prevenci je již pozdě.
Cenu Doctorandus za technické vědy společnosti ČEZ, která se uděluje mladým vědcům, získal Petr Sezemský. Věnoval se vývoji bioaktivních nanostrukturovaných povrchů vytvořených pomocí nízkoteplotního plazmatu.
Konkrétně se věnoval vývoji senzorických nanostruktur na optickém vlákně, které pokryl tenkou, opticky transparentní a elektricky vodivou vrstvou z oxidu inditého dopovaného cínem (ITO). Tímto způsobem vytvořil senzorickou strukturu, která poskytuje možnost simultánní více-doménové detekce, a to optickou a elektrochemickou cestou. V úzké spolupráci s místními i zahraničními odborníky potvrdil správnost vyvinutého konceptu úspěšnou detekcí mimo jiné i patogenů boreliózy.
Vyvinutý koncept detekce má potenciál najít uplatnění nejen v medicíně, ale i v analytické chemii nebo dalších vědních oborech.
Důležitým rysem vyvinutého senzoru je skutečnost, že receptorové molekuly navázané k ITO povrchu, které jsou zodpovědné za selektivitu detekce, interagují přímo s vyšetřovaným analytem bez potřeby jejich předchozího značení, jedná se tedy o tzv. label-free detekci. Za podstatnou výhodu vyvinuté senzorické struktury lze považovat koncept simultánní duální detekce, což poskytuje možnost potvrzení výsledků získaných dvěma nezávislými metodami: opticky a elektrochemicky. Za další výhodu lze považovat, že senzor umožňuje podrobnější zkoumání jeho bezprostředního okolí a získání lepší představy o dějích probíhajících na jeho povrchu. V neposlední řadě je výhodou jednoduchost postupu měření, jeho rychlost a také relativně nízká cena použitých materiálů, která by se mohla v budoucnu projevit nízkými náklady jeho případné výroby.
Laureátkou Ceny Doctorandus za přírodní vědy společnosti Veolia se stala Alžběta Dostálková, za studium interakcí vedoucích ke skládání retrovirových částic. Dostálková se soustředila především na retroviry, jejichž nejznámějším zástupcem je virus HIV-1, který způsobuje onemocnění AIDS. Jedním ze způsobů, jak hledat nové cíle pro antiretrovirovou terapii je právě skládání retrovirových částic.
V rámci svého doktorského studia se Dostálková věnovala studiu kritických kroků replikačního cyklu obalených RNA virů. Přesto, že společným smyslem existence virů je se kopírovat za využití svých hostitelů, liší se jednotlivé viry svou strukturou, typem hostitele, genetickou informací a dalšími faktory, které určují a odlišují jejich životní cykly, tedy způsob jejich kopírování. Při hledání nových léčiv, tedy antivirotik, je nezbytné znát jednotlivé kroky životních cyklů virů, abychom byli schopni navrhnout potenciálně aktivní látky, definovali jejich působení a tím i účinek na konkrétní virus.
Retroviry mají schopnost setrvávat v lidském genomu a ve vhodné chvíli se aktivovat, což značně komplikuje jejich nalezení, protože HIV je zjistitelný tehdy, pokud se aktivně kopíruje, nebo-li množí. Přesto, že lék schopný eliminovat virus z infikovaného jedince zatím neexistuje, mimo jiné také kvůli ohromné mutační rychlosti viru, je k dispozici vysoce účinná antiretrovirová terapie. Tato terapie cílí na různé kroky životního cyklu retroviru a díky tomu umí zastavit množení viru. Pokud tedy dojde k mutacím vedoucím k rezistenci vůči jednomu typu léku, další typ množení stále blokuje. I přesto, že v případě HIV-1 je schválena celá řada antivirotik, je s ohledem na vznik rezistencí neustálá snaha hledat nové cíle pro antiretrovirovou terapii. Jedním z těchto cílů je právě skládání retrovirových částic a stabilita vnitřní proteinové schránky chránící genetickou informaci.
Přesto, že skládání retrovirových částic je předmětem intenzivních studií, stále není mechanismus tohoto složitého procesu úplně znám. Alžbětě Dostálkové se podařilo přispět k objasnění tohoto procesu hned ve dvou fázích. V počáteční fázi skládání, kdy si retrovirus vybírá svou RNA (nositelku genetické informace retroviru), je zapotřebí určitých specifických signálů, na jejichž základě je retrovirus schopen rozpoznat svou RNA mezi mnoha hostitelskými RNA. Alžběta Dostálková však spolu se svým týmem zjistila, že zdánlivě nespecifická oblast v retrovirovém proteinu významně ovlivňuje právě ono rozpoznání této specifické virové RNA a jakékoliv narušení v této oblasti vede ke snížení nebo dokonce zablokování schopnosti retroviru infikovat další buňky a virus Tedy zastavit. Druhá fáze, kterou Alžběta Dostálková studovala, byla samotné skládání proteinů, strukturních prvků, do podoby retrovirové částice. V tomto případě zjistila, že kromě HIV-1, i jiné retroviry z různých rodů s podobným uspořádáním potřebují malou molekulu, která upevní vznikající síť vytvářenou retrovirovými proteiny. Právě tato malá molekula by pro svůj potenciál mohla být cílem pro antivirovou terapii.
Kromě samotného studia mechanismů zavedla metodu DITH a upravila metodu FAITH, tedy metody pro určení míry účinku látek, které ovlivňují stabilitu vnitřní struktury retrovirové částice nebo se účastní samotného skládání. Tyto metody umožňují rychle a efektivně otestovat velké množství látek působící na zmíněné kroky a tudíž najít potenciálně nová antivirotika. Tyto metody jsou vhodné pro počáteční otestování účinku. Následně je nezbytné látky otestovat v buněčných systémech.
Nejen pomocí zmíněných metod objasnila a publikovala ve spolupráci s kolegy z jiných ústavů a institucí mechanismy různých látek cílících jak na zmíněnou počáteční fázi skládání, tedy rozpoznání a vbalení své retrovirové RNA, tak na stabilitu vnitřní proteinové schránky retrovirové částice. Tyto látky významně snižovaly schopnost viru napadat další buňky. Přesto, že je nezbytné dále látky upravovat a studovat, jeví se jejich struktura jako potenciální pro návrh nových antivirotik, které by pomohli v boji nejen proti HIV-1.
Ceny Česká hlava se udělují od roku 2002. V minulosti cenu získali například odborník na teorii systémů a automatického řízení Vladimír Kučera, egyptolog Miroslav Bárta, chemik Antonín Holý nebo lékař Pavel Klener, který se zasloužil o zavedení chemoterapie do léčby zhoubných nádorů.
Slavnostní galavečer k příležitosti předání těchto cen se uskuteční v zítra ve 21 hodin 50 minut a bude ho možné shlédnout na ČT2.
(mac)
FOTO – ČTK/Vít Šimánek