BIOCEV slaví 10 let. Pomáhá s vývojem nových léků i vzděláváním studentů

Vědecké centrum BIOCEV ve Vestci u Prahy slaví desáté narozeniny. Společný projekt Akademie věd ČR a Univerzity Karlovy za tu dobu vyrostl v jedno z největších center biomedicínského výzkumu v Česku. Na slavnostním setkání se dnes sešli zakladatelé projektu, vědci i politici, aby zhodnotili úspěchy uplynulé dekády.

Oslavy moderované vědeckou novinářkou a popularizátorkou Pavlou Hubálkovou probíhaly ve třech panelech.

V prvním bloku vystoupila hejtmanka Středočeského kraje Petra Pecková, vrchní ředitelka sekce vysokého školství, vědy a výzkumu z Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy Dana Bilíková, místopředsedkyně Akademie věd ČR Miroslava Anděrová, rektor Univerzity Karlovy Jiří Zima a starosta Vestce Tibor Švec.

„BIOCEV se za deset let své existence stal symbolem úspěšného propojení špičkové vědy, moderní infrastruktury a spolupráce Akademie věd ČR s Univerzitou Karlovou. Potvrzuje, že dlouhodobá podpora excelentního výzkumu přináší objevy a inovace, které posouvají českou vědu na evropskou i světovou úroveň,“ říká předseda Akademie věd ČR Radomír Pánek.

 „Deset let společného působení Univerzity Karlovy a Akademie věd ČR ukazuje, že propojení excelentního univerzitního vzdělávání se špičkovým výzkumem přináší mimořádné výsledky. BIOCEV se během své existence zařadil mezi respektovaná vědecká centra nejen v České republice, ale i v mezinárodním prostoru. Významně přispěl k rozvoji biomedicínského a biotechnologického výzkumu, podílel se na stovkách špičkových vědeckých publikací a zároveň vychoval novou generaci mladých vědců a odborníků, kteří budou určovat podobu české vědy v dalších desetiletích,“ říká rektor Univerzity Karlovy Jiří Zima. 

Odhalování tajemství nemocí

Druhý panel představil pět hlavních výzkumných programů. Všechny mají společný cíl: propojit základní výzkum (zkoumání toho, jak příroda funguje) s praxí – například s vývojem léků a nových léčebných metod.

„Rakovina, srdeční choroby nebo nebezpečné viry a infekce jsou obrovskou hrozbou. V minulosti vědci uměli tyto nemoci jen popsat, ale neznali jejich přesnou příčinu. Dnes už vidíme přímo do nitra buněk, na úroveň jednotlivých molekul. Chápeme, kde přesně vzniká chyba, a díky tomu můžeme navrhnout lék přímo na míru,“ vysvětluje Pavel Martásek, vědecký ředitel centra BIOCEV.

Příběhy pěti výzkumných pilířů BIOCEV

1. Funkční genomika

Geny jsou jako digitální kód, podrobný návod na stavbu těla. Vědci zde zkoumají, co který gen přesně dělá. Pomáhá jim v tom České centrum pro fenogenomiku (Ústav molekulární genetiky AV ČR) v BIOCEV. To vytváří speciální myší modely lidských nemocí. Myší „avatary“. Na těchto modelech se sleduje, zda nové léky fungují a mohou být podány lidským pacientům.

„Za deset let jsme vybudovali funkční genomiku světové úrovně. V Českém centru pro fenogenomiku ročně vytváříme až 120 myších „avatarů“ - modelů lidských nemocí. Dosud jsme vyprodukovali přes 1 200 myších modelů, zkoumali více než 600 neprobádaných genů, spustili program RD‑Factory, který vede k testování genových terapií pro vzácná onemocnění. Zprovoznili jsme také unikátní BSL3 infekční laboratoř, kde zkoumáme biologii a terapii proti infekcím jako je COVID-19 nebo hepatitida,“ říká Radislav Sedláček, vedoucí Českého centra pro fenogenomiku a 1. výzkumného programu BIOCEV.

2. Buněčná biologie a virologie

Tělo se skládá z buněk, které fungují jako malé továrny. Vědci v BIOCEV studují, jak se v těchto továrnách šíří viry a infekce a jak buňky mezi sebou komunikují, aby dokázali nákazu zastavit.

Druhý výzkumný program BIOCEV zahrnuje interdisciplinární výzkum především v oblasti buněčné biologie se zaměřením na nádorové buňky, virologie, eukaryotické mikrobiologie a medicinální chemie, která působí napříč buněčnými systémy. Jedním z nejvýznamnějších přínosů programu je formulace zcela nového paradigmatu protinádorové léčby založeného na konceptu migrastatik, které představují účinnou strategii proti metastazování.

Významné výsledky rovněž přinesly studie zaměřené na stimulaci protinádorové imunity, které otevírají prostor pro inovativní kombinované terapeutické strategie. Silnou a mezinárodně uznávanou součástí programu je výzkum virologie a nádorové epidemiologie, zejména v oblasti lidských papilomavirů (HPV).

Oblast eukaryotické mikrobiologie zahrnuje výzkum parazitických prvoků a patogenních kvasinek. Tato oblast představuje další pilíř excelence tohoto programu a přináší zásadní poznatky o diverzitě eukaryotických buněk i nové možnosti terapeutického zásahu např. proti smrtelně nebezpečným amébám napadajícím lidský mozek, nebo v boji proti mikrobiálním biofilmům, rezistentním k antibiotikům.

„Velmi si cením mimořádně důležité role vědců tohoto programu během pandemie COVID‑19, kdy se akademická sféra aktivně zapojila do řešení bezprecedentní zdravotnické krize. Výzkumné týmy v BIOCEV rychle vybudovaly a optimalizovaly diagnostické kapacity založené na molekulární detekci viru SARS‑CoV‑2,“ říká Jan Tachezy z Přírodovědecké fakulty UK a vedoucí 2. výzkumného programu. „Spolupráce týmů Univerzity Karlovy a ústavů Akademie věd ČR s možností využívat společné, špičkově vybavené servisní laboratoře pro mikroskopickou analýzu obrazu, analýzy genetické informace nebo proteinového složení i nově vybudovanou laboratoř BSL3 pro práci s nebezpečnými viry, představuje velmi  unikátní prostředí, umožňující realizovat špičkový základní výzkum zaměřený na detailní molekulární porozumění buněčných funkcí se silným translačním potenciálem. Výsledky této spolupráce tak mají zásadní dopad na budoucnost diagnostiky a léčby závažných onemocnění,“ dodává Jan Tachezy.

3. Strukturní biologie a proteinové inženýrství

Proteiny (bílkoviny) jsou základní stavební kameny těla. Jejich správná funkce závisí na tom, jaký mají tvar – podobně jako do sebe musí zapadnout kostky stavebnice. Vědci tyto tvary zkoumají a umí je pomocí moderních biotechnologií měnit tak, aby například přeprogramovali nefunkční bílkovinu v těle.

„Třetí program se zaměřuje na určování prostorové struktury biomolekul – proteinů, RNA i DNA – a na jejich cílené modifikace metodami proteinového inženýrství. Poznání molekulárních struktur je klíčové pro pochopení biologických procesů, vývoj nových léčiv i vznik inovativních biomateriálů. Významnou součástí programu je také vývoj pokročilých metod strukturní biologie a hodnocení kvality strukturních dat, která představují nezbytný základ pro moderní přístupy využívající umělou inteligenci v biologii a medicíně,“ vysvětluje Bohdan Schneider, ředitel Biotechnologického ústavu AV ČR v centru BIOCEV a vedoucí 3. výzkumného programu. „Úspěchy programu jsou výsledkem dlouhodobé spolupráce výzkumných týmů z partnerských institucí BIOCEV. Přirozeným integračním centrem tohoto úsilí je Centrum molekulární struktury, součást evropské výzkumné infrastruktury Instruct-ERIC, které poskytuje přístup ke špičkovým technologiím a expertize v oblasti strukturní biologie,“ dodává Bohdan Schneider.

4. Biomateriály a tkáňové inženýrství

Program navazuje na slavného českého vynálezce kontaktních čoček Ottu Wichterle. Vědci vyvíjejí polymerní biomateriály sloužící jako dopravní systémy léčiv, vakcíny nebo jsou kombinovány s kmenovými buňkami. Výsledkem jsou unikátní nanoléčiva, polymerní vakcíny a náhrady poškozených lidských tkání. V českém prostředí jde o naprosto výjimečný výzkum.

 „Program Biomateriály a tkáňové inženýrství staví na unikátní spolupráci tří ústavů AV ČR a jedné fakulty UK. Náš výzkum přispěl k rozvoji nových přístupů ke zlepšení regeneračního potenciálu mezenchymálních stromálních buněk a objasnění úlohy malých RNA v patofyziologii a diagnostice míšního poranění. Vybudovali jsme moderní laboratoř pokročilých 3D kultivačních systémů pro translační biomedicínu. Díky mezioborové spolupráci jsme vyvinuli cílená nádorová nanoterapeutika a pokročilé polymerní sondy pro neinvazivní zobrazování,“ říká Tomáš Etrych, ředitel Ústavu makromolekulární chemie AV ČR a vedoucí 4. výzkumného programu BIOCEV.  

5. Vývoj léčebných a diagnostických postupů

Vědci v rámci pátého programu BIOCEV zkoumají genetické, biologické a buněčné příčiny závažných onemocnění a převádějí získané poznatky do moderní diagnostiky a personalizované medicíny. Zaměřují se na vzácná dědičná onemocnění, poruchy metabolismu, kardiovaskulární choroby, rakovinu i reprodukční zdraví. Pomocí genomiky, buněčné biologie a pokročilých analytických metod vyvíjejí nové diagnostické nástroje, identifikují biomarkery a terapeutické cíle a ověřují nové léčebné strategie.

„Velmi si cením možností dlouhodobé spolupráce s ostatními partnery BIOCEV z Akademie věd ČR i Univerzity Karlovy. Za mimořádně přínosné považuji zejména propojení výzkumných aktivit v rámci programu MultiOmics, které umožňuje sdílení špičkových technologických platforem pro genomiku, metabolomiku, proteomiku a bioinformatiku a vytváří jedinečné podmínky pro výzkum biologických příčin nemocí,“ říká Stanislav Kmoch z Kliniky pediatrie a dědičných poruch metabolismu 1. lékařské fakulty a Všeobecné fakultní nemocnice a vedoucí 5. výzkumného programu BIOCEV.

„Významná je pro mě také spolupráce s  Radkem Sedláčkem a týmem Českého centra pro fenogenomiku při vývoji a charakterizaci preklinických modelů vzácných genetických onemocnění, které představují důležitý nástroj pro studium jejich patogeneze i ověřování nových diagnostických a terapeutických přístupů. BIOCEV dlouhodobě vytváří inspirativní a vysoce profesionální prostředí pro mezioborovou spolupráci, které významně přispívá ke konkurenceschopnosti českého biomedicínského výzkumu v mezinárodním kontextu,“ dodává Stanislav Kmoch.

BIOCEV v číslech

BIOCEV je společným vědecko-výzkumným pracovištěm šesti ústavů Akademie věd ČR (Ústav molekulární genetiky, Biotechnologický ústav, Mikrobiologický ústav, Fyziologický ústav, Ústav experimentální medicíny a Ústav makromolekulární chemie) a dvou fakult Univerzity Karlovy v Praze (Přírodovědecká fakulta a 1. lékařská fakulta).

Vybudování centra BIOCEV podpořila Evropská unie. Samotná žádost o dotaci obsahovala 1 600 stránek. Stavba 25 500 m² laboratoří a pořízení špičkových technologií stálo 2,3 miliardy korun (85 % z EU). Evropská komise projekt schválila v roce 2011, základní kámen byl položen v říjnu 2013 a páska se slavnostně stříhala 16. června 2016.

Dnes v centru BIOCEV pracuje přes 600 vědců a techniků. Téměř třetina z nich přišla ze zahraničí. Výzkumné týmy už publikovaly více než 1 000 odborných článků pro nejprestižnější světové časopisy.

Z laboratoří k pacientům

Vědecké nadšení nekončí „jen“ u publikací, ale občas se ho daří překlápět i do komerčně úspěšných projektů. Jedním z nich je technologie Separace a diagnostiky nepoškozených spermií, která přispívá k řešení problému neplodnosti. 

„Chtěla jsem náš objev přinést lidem, kteří jej potřebují. Tedy párům trpícím neplodností, onkologickým pacientům v programech onkofertility a mužům, kteří se rozhodnou pro preventivní zamrazení spermií. Technologii lze uplatnit také při plemenitbě hospodářských zvířat a přispět k záchraně ohrožených druhů,“ vysvětluje autorka patentované technologie Kateřina Komrsková z Biotechnologického ústavu AV ČR v centru BIOCEV a zakladatelka start-upu Molecule 46.

Podle Světové zdravotnické organizace postihuje neplodnost přibližně 1 ze 6 párů v reprodukčním věku na celém světě, což představuje zhruba 17,5 % dospělé populace

Medicína budoucnosti

Hranice vědy se posouvají ve spojení s nejmodernějšími technologiemi a digitálními trendy. 1. lékařská fakulta UK v centru BIOCEV pořídila humanoidního robota Charlese. Ten by měl podpořit biomedicínský výzkum v laboratořích a rozvoj robotických technologií v medicíně. „Robot nám umožňuje testovat nové přístupy k manipulaci s laboratorním materiálem, automatizovat rutinní úkony a zvýšit bezpečnost při práci s rizikovými vzorky,“ objasňuje přednosta BIOCEV 1. LF UK docent Milan Jakubek.

Využití najde android i ve výuce, studentům umožní praktickou demonstraci laboratorních postupů, simulaci krizových situací, jako je rozlití biologického materiálu nebo porucha zařízení, i bezpečný nácvik práce bez rizika poškození reálných vzorků. Celý přístup zapadá do výzvy Zdravotnictví 4.0, kde se moderní technologie systematicky propojují s výzkumem a klinickou praxí.

Křižovatka vědy v srdci Evropy

V závěru slavnostního programu obdrželo deset osobností zvláštní ocenění za zásluhy o vznik a rozvoj centra BIOCEV. Mezi nimi například bývalí předsedové Akademie věd Václav Pačes a Jiří Drahoš, imunolog Václav Hořejší, bývalý rektor Univerzity Karlovy Tomáš Zíma, nebo mikrobiolog Peter Šebo.

„Díky centru BIOCEV jsme propojili techniku, přírodní vědy a lékařství,“ uzavírá vědecký ředitel Pavel Martásek. „Špičková věda potřebuje nejlepší přístroje a chytré lidi. My máme obojí. Naši experti navíc předávají své zkušenosti studentům a vychovávají novou generaci vědců. Věřím, že budeme dál posouvat hranice lidského vědění a dělat skvělé jméno české vědě ve světě.“

Kontakt pro média:

Mgr. Petr Solil, petr.solil@biocev.eu, tel.: 774 727 981  

Přečtěte si také

• Kočky divoké nosí GPS obojky. Vědci sledují návrat vzácné šelmy
• Férovým leadershipem ke kvalitní vědě
• Klíčové přístroje pro novou kosmickou misi ESA budou vyvíjet čeští vědci
• Viry proti bakteriím. Vědci hledají šetrnější ochranu rajčat
• Český vědec předal Národnímu muzeu unikátní sbírku 780 savců z Nové Guineje.
• Biosmršť 2026: zlatý hřeb Týdne invazních druhů
• Šakali expandují Evropou. Pomáhá jim člověk, zastavit je mohou vlci
• Archeologické léto zahajuje sedmý ročník
• Veletrh vědy nabídne jadernou misi, africké expedice i tajemství orchidejí
• Koupací sezóna: zelená voda nemusí znamenat problém, ale opatrnost je na místě