Mikrobiolog Matěj Bezdíček: Do Vídně na zkušenou, pro sekvenátor a pak pro ocenění

Kam se za pět let od udělení patentu posunul váš výzkum zaměřený na vývoj metody pro typizaci bakteriálních kmenů?
Náš patent byl zaměřený pouze na jednu konkrétní bakterii, na E. coli. Snažíme se však nezkoumat „jen do šuplíku“, ale tak, abychom výsledky naší práce mohli rovnou uplatnit v nemocniční praxi. Takže přístupy, které jsme využili na vývoj metody cílené na E. coli, využíváme u dalších bakterií, které je pro nemocniční provoz důležité sledovat. Jde zejména o bakterie související s takzvanými nozokomiálními infekcemi, tedy takovými, které se mohou šířit mezi pacienty nebo personálem. Tyto infekce, jinak také označované jako infekce spojené se zdravotní péčí, mohou komplikovat léčbu, prodlužovat hospitalizaci a zároveň znamenají i zvýšenou finanční zátěž pro nemocnice. My usilujeme o to, abychom šíření těchto infekcí dokázali včas podchytit, najít jejich zdroj, a tak je snáz zastavit. Zároveň jde o výzkum, který se dá využít i při sledování a boji proti šíření bakteriální rezistence.

Jinými slovy, snažíte se vaši metodu učinit co nejuniverzálnější?
Spíš vytvořit její modifikace pro různé druhy bakterií. U každého druhu metoda cílí na pro něj specifické geny, což znamená, že pro každou novou bakterii musíte metodu navrhnout znovu. Za využití stejné technologie a podobných postupů při návrhu, ale samotná metoda je nakonec druhově specifická. Co se týče nějaké univerzální metody, tak aktuálně je zejména ve větších laboratořích tendence přecházet na celogenomové sekvenování bakterií, což je metoda už zase o tři řády dál, než na co jsme byli donedávna zvyklí. Tím, jak se technologie rychle vyvíjí, dochází zároveň k jejímu zlevňování a zpřístupňování širší odborné veřejnosti. Možnost osekvenovat si bakterii, tak už není jen výsada výzkumných a největších klinických laboratoří. Problém je aktuálně spíš v interpretaci získaných dat. Profese klasického klinického mikrobiologa, tak jak ho známe dnes, postupně vymizí, protože se v budoucnu neobejde bez alespoň základních znalostí z bioinformatiky. Řešením samozřejmě může být nějaký specializovaný software, který je sice přívětivý pro uživatele, ale už méně pro jeho peněženku.

Loni jste v rámci stipendijního programu AKTION Česká republika – Rakousko vyrazil na pracovní stáž do Vídně a před nedávnem byl za svůj pobyt a zkušenosti oceněn Domem zahraniční spolupráce, který program koordinuje. Co vás k výjezdu inspirovalo?
Se svým pracovním vytížením bych si nemohl dovolit vyjet na dva roky na „typického postdoka“ a všechno tu nechat, takže krátkodobá stáž pro mě byla jediným řešením, jak si vyzkoušet něco v zahraničí. A vlastně jsem tu potřebu ani neměl, protože v Brně mám dobré zázemí. Nakonec v tom sehrálo roli několik faktorů. První byl, že stejný program v rámci svého Ph.D. studia využila už kolegyně přede mnou. Dokonce vyjela na stejné pracoviště, i když do jiné skupiny, což vám otevře dveře a zároveň vidíte, že na druhé straně jsou lidé ochotní se vám věnovat. Druhý faktor byl, že na stejném pracovišti na Vídeňské univerzitě pracuje i moje žena, takže jsme nějaký čas nemuseli přejíždět mezi Vídní a Brnem. A třetí faktor pak byl ten, že skupina, ve které jsem byl, je jedna z předních, která se věnuje studiu mikrobiomu a zároveň pracuje se sekvenátory nejnovější generace, ke kterým jsme v Brně tehdy ještě neměli přístup.

S jakým cílem jste na Vídeňskou univerzitu vyjížděl a čemu jste se tam primárně věnoval?
Hlavní pro mě bylo naučit se pracovat s nejnovějšími technologiemi, porovnat je s tím, co používáme v Brně, a zjistit, jestli jsou k nám případně přenositelné. Věnoval jsem se dvěma projektům souvisejícím s výzkumem bakterií, ale také jsem nakoukl pod pokličku výzkumu střevního mikrobiomu, do něhož měla i naše klinika zájem se pustit, ale zatím s ním u nás nikdo neměl zkušenosti. Primárně mi šlo ale o tu technickou část, abych si ujasnil, jestli v Brně jdeme správným směrem a jestli je načase posunout se dál.

K jakému závěru jste došel? Jak vaše práce ve Vídni navázala na to, čemu se věnujete na domovské klinice?
V naší laboratoři jsme pro sekvenaci bakterií používali primárně sekvenátory druhé generace. Ty nám umožňují sekvenovat úseky DNA dlouhé maximálně 300 bází, ze kterých ale nikdy celý genom neposkládáte a přicházíte tak o spoustu informací. Výhoda dlouhých čtení je v tom, že po sekvenaci získáte úseky dlouhé v průměru deset tisíc bází i víc. Z nich už genom poskládáte poměrně snadno, a to včetně plazmidů. (Části genomu většiny bakterií často nesoucí geny zodpovědné za rezistenci proti antibiotikům – pozn. autora.) Starší verzi technologie pro sekvenování dlouhých čtení jsme sice měli k dispozici už dřív, ale získaná data neměla ještě dostatečnou kvalitu. Využívali jsme kombinaci obou přístupů, dlouhá čtení na vytvoření kostry genomu a krátká čtení na opravu chyb v dlouhých čteních. Takový proces je ale zdlouhavý a drahý. Loni však na trh přišla nová chemie, kterou měli ve Vídni k dispozici o půl roku dřív než ve většině jiných laboratoří, takže byla možnost tam vyrazit, vyzkoušet si ji a zjistit, jestli v Brně chceme – a jestli je vůbec potřeba – pokračovat i v krátkých čteních. Zjistil jsem, že není, protože stávající technologie dlouhých čtení představuje velký krok vpřed jak v kvalitě, tak v ceně. Dnes se tak i v Brně dostaneme na pětinovou, možná dokonce nižší cenu, oproti dřívějšku a výstupy máme lepší. Na základě tohoto ujištění jsme jako klinika požádali o nový sekvenátor, s nímž už dnes rutinně pracujeme. Jde využít nejen na mikrobiologický výzkum, ale má přesah i do lidské genetiky, takže ho může využívat prakticky celá klinika.

Jak byste obecně srovnal technickou vybavenost a podmínky na obou pracovištích?
Ono se mi to srovnává těžko, jelikož jsem přicházel z klinické laboratoře zaměřené na molekulární biologii a genetiku na akademické pracoviště typu CEITEC, na němž působí jedni z nejcitovanějších mikrobiologů světa. Když pominu tedy klasickou mikrobiologii a porovnal bych, co se týče vybavenosti, obě laboratoře v rámci molekulární mikrobiologie, jsou obě pracoviště naprosto srovnatelná a na světové úrovni. U nás v Brně se sice taky věnujeme výzkumu – a ne málo –, ale prim pro nás budou vždy pacienti. V osobní rovině pro mě bylo zajímavé zažít mezinárodní prostředí a různé mentality, rozdílný přístup k práci. Zatímco u nás jste v devět hodin ráno už tři hodiny v práci, ve Vídni teprve začínaly do práce přicházet „ranní ptáčata“. Ty odlišnosti poznáte podle pracovního tempa i místa, třeba Američani mají na stolech haldy všeho možného, protože si je prostě neuklízí… To byly věci, které mně, přicházejícímu z klinické laboratoře, připadaly trošku zvláštní, ale v čistě výzkumné laboratoři to může asi fungovat jinak.

Jaké jsou vaše aktuální plány a projekty, v nichž budete moct nabyté zkušenosti uplatnit?
Aktuálně řešíme dva projekty, v nichž využíváme sekvenování dlouhých čtení, a k tomu s kolegy z kliniky chceme podat třetí projekt zaměřený na střevní mikrobiom našich pacientů a sledování jeho dynamiky u některých nových typů léčby. Konkrétně se chceme zaměřit na to, jak podoba střevního mikrobiomu ovlivňuje celkový stav pacienta po dobu léčby. V rámci už běžících projektů bychom rádi vytvořili uživatelsky přívětivou aplikaci, která by pomáhala s hodnocením dat získaných celogenomovým sekvenováním klinicky významných bakterií, a která by cílila na české mikrobiology. Jak jsem už zmínil, mikrobiolog se brzy neobejde bez znalostí z bioinformatiky a když si představíte rutinní mikrobiologickou laboratoř, tak aniž bych se chtěl někoho dotknout, můžou v ní působit doktoři starší generace, kteří nemusí být úplně kovaní ať už v sekvenačních technologiích, bioinformatice nebo v angličtině. Je potřeba si uvědomit, že orientovat se v nejnovějších technologiích je těžké nejen pro starší generaci, ale i pro nás mladší. Já se na čtrnáct dní zavřu s učením na atestace a mezitím se objeví pět nových sekvenátorů, o kterých jsem předtím neslyšel. (usměje se) Svět jde strašně rychle dopředu a jestli chceme náš výzkum a jeho výsledky směřovat do klinické praxe, musíme ho nějakým způsobem zpřístupnit. A jelikož už lze sekvenování objednat i jako službu, je potřeba zaměřit se i na schopnost interpretace získaných dat. S tím by právě mohla pomoct naše aplikace, která vám na dvě kliknutí sdělí to nejdůležitější.

Na závěr, jak byste krátce svou vídeňskou stáž zhodnotil?
Docela dlouho jsem se bál, že moje angličtina není dostačující, že toho málo umím v laboratoři, že toho dost nevím. Nakonec ale můžu říct, že moje zkušenost je jenom pozitivní a zároveň neznám nikoho, kdo by to měl jinak. V konečném důsledku je to o tom vyzkoušet si, jaké to je jinde, naučit se nové věci a najít věci, které se dají využít na vašem domovském pracovišti a které ho posunou zase o krok dopředu. Určitě bych podobný výjezd komukoliv doporučil.

---

Více článků

Přehled všech článků