Dle amerického Centra pro kontrolu a prevenci nemocí se po porodu své dítě pokouší kojit čtyři z pěti matek. Po pediatry doporučovaných minimálních šesti měsících však své dítě kojí už zhruba jen třetina z nich, ať už od něj upustí z důvodů zdravotních či jinak motivovaného osobního rozhodnutí. Odhaduje se také, že mezi 5 % a 10 % matek kojení není fyziologicky vůbec schopno. Pro takové je pak řešením mléko umělé, představující důležitou součást multimiliardového mléčného průmyslu. Svůj vklad se do něj snaží přinést i tým výzkumníků z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, kteří se pod vedením Zuzany Sumbalové Koledové zabývají výzkumem mléčné žlázy, laktace a biotechnologickým vývojem mléka, o němž nelze jednoznačně říct, zda je umělé či organické. O výsledky Proof of Concept projektu MUNIMILK, který je financován z programu TA ČR GAMA 2, už projevili zájem i zahraniční investoři a možná by nemuselo trvat až tak dlouho, než se na pultech obchodů vedle laboratorně vyprodukovaného masa objeví i živočišné mléko, které však nijak nepřišlo do kontaktu s krávou. Od tvorby kravského mléka je pak už jen krok k tvorbě toho lidského a MUNIMILK by tak v budoucnu mohl přinést revoluci v oblasti umělé výživy a být řešením pro nejednu novopečenou maminku. Na rozdíl od v současnosti dostupných komerčních mléčných náhražek totiž takto vyprodukované mléko obsahuje nejen přirozené proteiny, ale například i protilátky.
Středobodem vašeho výzkumu je mléčná žláza, kterou jste se dlouhodobě zabývala v souvislosti se vznikem nádorových onemocnění. Projekt MUNIMILK je však zaměřený na rozvoj laktace. Jakým způsobem se vyvinul?
Ano, zabýváme se rozvojem nádorových onemocnění, ale primárně zkoumáme, jak mléčná žláza vůbec vzniká. Mléčná žláza je totiž specifická tím, že její vývoj probíhá až v pubertě. Až v tu chvíli začíná být potřebná a plného funkčního vývoje dosáhne až tehdy, kdy matka začne produkovat mléko potřebné pro dítě. Zprvu jsme se zabývali ranými vývojovými stádii mléčné žlázy, ale později jsme se dostali až k laktaci. Jsme přitom zapojeni do mezinárodní spolupráce, když náš doktorand Jakub Sumbal, který se naučil našim metodám kultivace mléčné žlázy in vitro, odjel do Paříže a s tamními kolegy rozvinul metody pro produkci mléka.
Chápu to tedy tak, že šlo o přirozený posun ve vašem bádání, ačkoliv v projektu zmiňujete, že pilotní data pro biotechnologii vznikla jako vedlejší projekt v rámci jiného výzkumu. Když uvádíte vedlejší projekt, člověku se hned vybaví Alexander Flemming a jeho vedlejší objevení penicilinu…
No, v podstatě ano… (směje se) Ne že by nás laktace nezajímala, ale nebyla původně naší prioritou. Člověk se při práci na takovém projektu musí soustředit na to, na co jsou vymezené peníze a čas. Až díky mezinárodní spolupráci se nám podařilo fokus našeho výzkumu přesměrovat i na tuto oblast.
Vaším cílem je pomocí organoidů vytvořit biotechnologii pro produkci umělého mléka. Je vůbec namístě označovat takové mléko jako umělé, když organoidy, ač umělé struktury, jsou vytvářené z živých tkání?
To je otázka, co je ještě přirozené a co ne. Pokud mléko pochází z krávy, je plně přirozené. Pokud všechny komponenty syntetizujeme v laboratoři, tak je plně umělé. Organoidy se nejspíš nacházejí někde mezi, jelikož samy o sobě nemohou žít a my je musíme instruovat, kdy mají mléko tvořit. Takže jimi vyprodukované mléko má blízko k umělému, ovšem je vytvořeno za použití živých buněk.
Vaší snahou přitom je poskládat tyto organoidy tak, aby vytvářely mléko co možná nejpodobnější tomu lidskému, ano?
Ano. Na začátku máme buňky, kterým dáme instrukce, jak se mají chovat a jaký organoid mají vytvořit. Snažíme se pro ně naformulovat určitou sekvenci signálů, jaké asi probíhají v živém organismu, kdy se musí mléčná žláza nejdřív vytvořit a až poté začne produkovat mléko.
Nakolik postupujete metodou pokusu a omylu, kdy ladíte, aby takto vyprodukované mléko svým složením skutečně co nejvíc připomínalo to lidské?
Máme už nějaké hypotézy, co bychom mohli zlepšovat a co přidávat do živného média, aby organoidy tvořily mléka více nebo jinak složeného, pokud jde třeba o obsah proteinů či tuků. A samozřejmě, nejdřív to musíme vymyslet a pak otestovat.
Odkud berete vstupní materiály? Z hlodavců?
V počátečním výzkumu ano. Dnes na hlodavcích stále ještě provádíme některé testy, ale součástí aktuálního projektu jsou už i mlékotvorné organoidy z kravských a lidských buněk. Budeme-li to stíhat, rádi bychom otestovali také organoidy například kozí či ovčí.
Pro pozdější využití ale budou stěžejní ty kravské a lidské, ne?
V Evropě je sice nejpoužívanější mléko kravské, ale celosvětově hraje prim mléko kozí či velbloudí. A lidské je samozřejmě důležité z pohledu výživy malých dětí.
V momentě, kdy do podobného výzkumu vstupuje lidský aspekt, musíte určitě zohlednit i jeho etiku. Kdo a na základě čeho rozhoduje, co je po etické stránce v pořádku a co už nikoliv?
Za kontrolu podobných pokusů zodpovídají příslušné orgány jako je etická komise. Z mého pohledu v tomto případě nejde o nijak závažný problém. Podobně jako se chodí darovat krev, může se žena rozhodnout, že daruje kus své mléčné žlázy, anebo v našem případě dokonce jen svoje mléko, protože z mléka dokážeme izolovat buňky, z nichž můžeme organoidy kultivovat zpětně. Vůbec tedy nemusíme zasahovat do těla ženy pacientky a jsme schopni z produktu vytvořit ten samý produkt – z mléka mléko.
Přiznám se, že já rozdíl vnímám, jelikož když jdu darovat krev, tak ta je spotřebována, není z ní vyráběno více krve. Takové „množení“ mi přijde trošku jako ze světa sci-fi…
Já bych řekla, že to je science, ale už ne fiction. (usměje se) Tvrdá věda. Záleží na přístupu každého, zda se rozhodne svou tkáň darovat. Samozřejmě na základě informovaného souhlasu.
Jak se vůbec dárkyně pro podobné výzkumy získávají?
Výzkum lidského mléka a laktace je celosvětově poměrně intenzivní. Vznikají studie zabývající se tím, jak mléko ovlivňuje vývoj dětí nebo proč má jedna matka více mléka, jiná méně. Nábor účastnic těchto výzkumů zpravidla probíhá v laktačních poradnách, kam docházejí kojící ženy, které mohou mít určité problémy nebo zažívat kvůli kojení stres, a často tak samy mají potřebu pomoct a jsou rády, že se mohou zapojit. Samotný nábor tak je celkem jednoduchý, složitější je spíš logistika, jelikož mléko obsahuje živé buňky, které je třeba okamžitě zpracovat. A když se vrátím ještě k dotazu na to, zda je taková biotechnologie umělá, nebo ne, tak ve světě momentálně neexistuje jiná alternativa než darované lidské mléko. Už dokonce existují mléčné banky, do nichž ženy mohou darovat své mléko, a to pak lze distribuovat dál. Takže i takové banky jsou potenciálním zdrojem živých buněk.
„Vůbec nemusíme zasahovat do těla ženy pacientky a jsme schopni z produktu vytvořit ten samý produkt – z mléka mléko.“
Zuzana Sumbalová Koledová
Váš projekt může mít v důsledku i pozitivní dopad na životní prostředí. Mléčný průmysl je poznamenaný nejen stigmatem týrání zvířat, ale taky emisí skleníkových plynů. Chov hovězího dobytka je považován za energeticky neefektivní proces a dle vědců produkuje větší množství skleníkových plynů než doprava. Motivuje vás osobně ve vašem výzkumu i tento aspekt?
Vegetariánka sice nejsem, ale negativní trendy živočišné výroby si uvědomuju. Vnímám snahy o posun k rostlinné či biotechnologické výrobě za účelem zmírnění negativních dopadů chovu převážně hovězího dobytka na životní prostředí. Ať už jde o obrovskou spotřebu vody nebo právě emise skleníkových plynů.
Můžete srovnat základní plusy a mínusy kravského, rostlinného a vámi vyvíjeného mléka?
Jsme stále ještě na začátku, ale svým složením by mělo být velice podobné tomu kravskému, jestliže pochází z kravských organoidů. Oproti rostlinným mlékům má jiné složení aminokyselin, má víc těch esenciálních, které nejsou přítomné v rostlinných výrobcích. V tomto by mělo být naše mléko oproti rostlinnému kvalitnější. Co se týče chuti, tak to je samozřejmě velký rozdíl. Z rostlinných mlék nikdy nevyrobíte sýr, který by chutnal jako sýr. (usměje se) No a pak je tu cena. Ve srovnání s krávami představují naše organoidy ještě drahou záležitost, ale jak technologie postupuje, a i naším způsobem se snad jednou bude mléko vyrábět ve velkém, tak i cena klesne.
Jednou z nevýhod vámi vyvíjeného lidského mléka je absence protilátek, které jsou v mateřském mléce obsažené přirozeně a kojencům poskytují imunitu proti nejrůznějším nákazám, byť takové protilátky nejsou obsaženy ani v komerčně dostupných umělých náhražkách…
Už však víme, jak i na tomto zapracovat. V podstatě jde o vytvoření organoidů s obsahem imunitní složky. Čili bychom do nich krom buněk mléčné žlázy museli přidat ještě imunitní buňky, které budou protilátky produkovat.
Nelze se nezeptat na komerční zájem, který už v tuto fázi musí být enormní…
To máte pravdu. Ekonomický potenciál tímto způsobem vytvářeného mléka je skutečně obrovský, proto je v této oblasti i velká konkurence. Tak jak vzniklo v laboratořích uměle vytvořené maso, které už třeba v Singapuru můžete sehnat na pultech obchodů – hlavně tedy kuřecí a rybí, zatím –, vzniklo ve světě několik firem, které se zabývají vývojem takového umělého mléka. Jde o multimiliardový průmysl.
Jak dlouhá je cesta takto uměle vytvářených produktů z laboratoří až na pulty obchodů?
U toho singapurského masa to až tak dlouhý proces nebyl. Snad do nějakých patnácti let…? Všechno je závislé na tom, kolik je kdo ochoten do takového vývoje zainvestovat peněz.
Máte už představu, jak by vypadala technologie a zařízení, v němž by se vaší metodou mléko vytvářelo?
Já si představuju zařízení typu pivovarských tanků, jen na mléko…
A přemýšlela jste už i nad tím, jak takto vyrobené mléko prodávat? Start-up BetterMilk, který vás oslovil ke spolupráci, uvádí slogan „It´s milk. Minus the cow.“ tedy v překladu „Je to mléko. Bez krávy.“ Což zní marketingově celkem chytlavě, dokud se člověk nedostane k další informaci, že jde o mléko vyrobené z mléčných epitelových buněk…
No, to bychom na krabici mléka asi nepsali. (směje se) Běžný zákazník asi netuší, co je epitel… Nad tím jsem popravdě ještě nepřemýšlela, ale krávu, jakou známe z obalů od mléka, bychom na to naše asi nedávali. Proč ho ale vlastně nepojmout nějak laboratorně? Vždyť takové mléko je bezpečnější a čistější, vyrobené bez trpící krávy produkující skleníkové plyny… To jste mi dal brouka do hlavy… Hlavní však bude vymyslet, jak ho produkovat ve velkém množství a za malé peníze!
Více o projektu Masarykovy univerzity, který byl podpořen z programu TA ČR GAMA 2
Celouniverzitní projekt v rámci programu TA ČR GAMA 2 s názvem „Posílení systému komercializace výsledků VaV na Masarykově univerzitě“ administruje Centrum pro transfer technologií MU. Cílem Proof of Concept projektů je zhodnotit a ověřit aplikační potenciál dosažených výsledků výzkumu a vývoje na MU pomocí tzv. dílčích projektů, které jsou vybírány k podpoře na základě interní evaluace a realizovány na jednotlivých pracovištích MU. O udělení projektů rozhoduje Rada pro TT a komercializaci, která je poradním orgánem rektora a jejímiž členy jsou také experti z aplikační sféry.
Více viz https://www.ctt.muni.cz/o-nas/rada-tt
Šestnáctý ročník konference Akutně.cz potvrdil, že stejnojmenný portál není jen cenným zdrojem informací, ale i platformou budující silnou komunitu odborníků v akutní medicíně.
Simulační centrum Lékařské fakulty Masarykovy univerzity po roce hostilo další ročník SimUniversity. Vítězství tentokrát zapsal domácí tým.
