V tuto chvíli se nelze přihlásit

studuj.vscht.cz

Nacházíte se: VŠCHT Prahastuduj.vscht.cz → Příběhy úspěšných → Prof. Ing. Karel Ulbrich, DrSc.

Prof. Ing. Karel Ulbrich, DrSc.

ulbrich

Odhaluje tajemství chemie

Karel Ulbrich se celý život věnuje jednomu z mediálně nejpřitažlivějších témat – výzkumu léčby rakoviny. A přesto jeho jméno na titulních stránkách novin nenajdeme… Bude to asi tím, že slavnější jsou v dnešní době spíš ti, kteří dělají humbuk, než ti, kteří dosahují vědeckých úspěchů a těší se uznání v odborných kruzích. Má na svém kontě 35 patentů, jeho práce byly od roku 1980 citovány více jak 3000x (podle SCI), v renomovaných mezinárodních časopisech publikoval více než 240 původních vědeckých prací především v oblasti hydrofilních polymerů pro biolékařské aplikace.  Profesor Ing. Karel Ulbrich, DrSc., pracuje v Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd v Praze a je samozřejmě naším absolventem.

 

Pane profesore, v čem se liší váš směr hledání léků na rakovinu od ostatních výzkumů v této oblasti?
Ke studiu biolékařských polymerů jsem se dostal po příchodu na ÚMCH, kde jsem pracoval na své disertační práci pod vedením Dr. Kopečka. V disertační práci jsem se věnoval trojrozměrné polymeraci a studiu vlastností hydrofilních gelů jako implantátů v organizmu a hydrofilním vodorozpustným polymerům, které by byly použitelné v organizmu, například jako náhražka krevní plazmy. Opravdu se nám v laboratoři podařilo připravit polymer, který splňoval všechny požadavky na biokompatibilní polymer. V té době, v druhé polovině 70 let, přišel profesor Ringsdorf s myšlenkou na využití takových polymerů při přípravě léčiv a protože jsme v tomto směru měli hodně zkušeností, začali jsme se tou problematikou detailně zabývat. Z řady polymerů vyvinutých v té době v naší laboratoři vykazoval nejlepší vlastnosti poly[N-(2-hydroxypropyl)methakrylamid]. Byl to shodou okolností polymer, který se již osvědčil i jako náhražka krevní plasmy. Začali jsme uvažovat o jeho použití jako nosiče léčiv a vedoucí mé práce a našeho oddělení pan doktor Kopeček měl úžasnou myšlenku – připojit k tomuto polymeru léčivo pomocí oligopeptidové sekvence, která by byla jako substrát pro některý z buněčných enzymů a byla by stabilní v krevním řečišti. Takové léčivo by nebylo aktivní, když bude navázáno chemickou vazbou na polymer. Léčivo na polymeru by nemohlo nikam „utéct“, kolovalo by v krvi tak dlouho, dokud by nepřišlo do styku s buňkami, které se snaží potravu nějakým způsobem získat. Procesy, které buňka používá pro zpracování potravy, by léčivo proniklo do buňky, pomocí zde přítomných enzymů by buňka oligopeptid „snědla“, ale tím by zároveň uvolnila léčivo (například cytostatikum) z nosiče v původní, v případě cytostatika toxické, podobě.


Co jste při své práci zjistil?
Prokázali jsme, že enzymy přítomné v buňce jsou skutečně schopny rozštěpit oligopeptid a uvolnit léčivo z polymeru. Ale než jsme potvrdili uvolnění léčiva v buňkách a obecné principy, které řídí rychlost uvolňování, bylo nutné provést velkou řadu pokusů s modelovými polymery. Měřili jsme kinetiky a rychlosti uvolňování, zjišťovali, jaké jsou správné struktury oligopeptidů, enzymů, hledali jsme způsoby, jak cíleně řídit rychlosti uvolnění léčiva, až jsme dostali struktury, které uvolňovaly léčivo požadovanou rychlostí. V té době jsme začali spolupracovat s biology, především s paní profesorkou Duncanovou z univerzity v Keelu ve Velké Británii, pomáhala nám s výběrem nejvhodnějších kancerostatik. Další studie už se zabývaly protinádorovou aktivitou, otázkami imunity, imunitní odpovědí, imunogenicitou. To si vyžádalo spolupráci s dalším biologem, paní profesorkou Blankou Říhovou. Na vývoji protinádorového léčiva jsme pracovali 6 až 7 let, jenže pak, když už se zahajovaly klinické zkoušky, italská farmaceutická firma, která se na těchto zkouškách podílela, byla koupena větší firmou, která byla zaměřena mimo oblast cytostatik. Nakonec i tuto firmu koupil americký vlastník a vše skončilo úplně. Je to takové ne úplně povzbudivé, ale bez velkých firem vývoj nového léku není možný. Samozřejmě výstupy máme, publikace máme, dokonce i světové uznání, ale chybí tomu pocit vyššího uspokojení, že člověk něco udělal pro lidi, neřku-li pro medicínu.


To se stává častěji?
Shodou okolností se zdá, že v poslední době prožíváme něco podobného. Ve spolupráci a s podporou firmy Zentiva jsme vyvinuli nové generace protinádorových léčiv, které jsme patentovali a jejichž účinek byl prokázán při podrobném předklinickém zkoušení. Měli jsme fakt slušné výsledky. Jenže se zdá, že po spojení Zentivy se zahraniční firmou je realizace zahájení klinických zkoušek, které bylo připraveno na dobu těsně před fúzí obou firem, v nedohlednu. Já vím, že krok od pokusů na zvířatech k člověku je poměrně velké riziko pro toho, kdo to financuje. Nesedím v představenstvech těch firem, ale zdá se, že nový majitel chce mít Zentivu jako generickou firmu, která nebude vyvíjet nic zásadně nového. Jednání sice ještě nebyla definitivně uzavřena, ale vypadá to tak. 
Takže podívám-li se na to optikou ekonomiky země, je to jasné. Majitelé zahraničních firem směřují a podporují výzkum a vývoj ve svých mateřských centrech a na univerzitách ve svých zemích. U nás univerzity z průmyslu moc prostředků nemají, ale mám zkušenost, že ve světě představuje podpora od průmyslu podstatný zdroj pro financování vědecké práce s námi spolupracujících univerzitních týmů. Před pár dny jsem byl např. v Německu na univerzitě, kde také dělají farmacii, a dostávají od průmyslu nemalý podíl financí, mají dokonalé přístrojové vybavení a dostatek financí na práci. 
Poslední dobou mě systém financování vědy u nás značně znepokojuje. Vláda vynakládá peníze na vědu, jenže čím dál víc jich místo vědy končí v průmyslu. To je špatně, všude ve světě jsou ty toky opačné a pak je také průmysl zainteresovaný na výsledcích výzkumu, financuje si směry výzkumu atd. Státní peníze se dávají na základní výzkum a firmy nespecifikují své požadavky jako – vymyslete nám takovou a takovou pneumatiku. Prostě podporují univerzitu, aby zkoumala kaučuky a pak z toho vznikají věci, které pomohou ty pneumatiky výrobně vylepšit. Tady u nás se berou peníze Akademii, špatně nastavený grantový systém likviduje týmovou práci a systematický základní výzkum a peníze mizí u firem na vývoj a inovace. Pokud chce firma inovovat, je jasné, že na to často nestačí vlastní zdroje a potřebuje finanční pomoc. Stát jí na vývoj může půjčit, musí to být ale jen půjčka a firma pak peníze musí vrátit, ne odčerpávat peníze určené pro vědu! Kvalitní inovace přece musí firmě přinést zisk, je-li nekvalitní, nemá na podporu nárok! A ty peníze na vědu musí být jasně od těch na půjčky firmám na inovace zcela odděleny!


Když pod tímto úhlem srovnáte práci svého kolektivu s podobnými v zahraničí…?
Nemyslím si, že bychom se měli za něco stydět. Konečně pozvání přednášet na důležité zahraniční konference svědčí o tom, že jsou naše práce vědeckou komunitou sledovány a dobře přijímány. Myslím, že podobné úspěchy má i řada dalších našich vědeckých týmů. V této souvislosti mě ale mrzí, když se nám vytýká, že nejsme schopni konkurovat, že máme horší výsledky než Evropa a tak. Jednak si myslím, že to často není pravda a pak, že je třeba porovnávat srovnatelné. Porovnávejme podmínky, za jakých pracujeme my tady a za jakých lidé venku. A srovnávejme například podmínky Akademie s podmínkami pro práci na předních zahraničních univerzitách a ne těch málo kvalitních. V úvahu je třeba i vzít, že v zahraničí jsou špičkové univerzity, tam se dělá velmi dobrý základní výzkum, ale ten se dělá i jinde. Tak třeba v Německu je řada výborných univerzit, ale většina špičkového výzkumu se dělá na ústavech Maxe Plancka, v Mayerhofově ústavu a u dalších výzkumných institucí, kde pracuje spousta lidí v počtu mnohonásobně převyšujícím naši AV. S řadou těchto výzkumných institucí jsme měli velmi dobré kontakty. Například ústav pro výzkum rakoviny má zaměstnanců tolik, jako půlka celé naší Akademie věd. A teď mi někdo vytýká, že nejsem schopen se svými 10 – 12 lidmi konkurovat týmu, v němž od chemiků až po doktory dělá 2500 lidí a mé výsledky ve srovnání s nimi nejsou příliš vidět! To je úplně směšné!  Nebo jiný problém. My když máme nové patenty a máme je přihlásit v zahraničí, musíme moc zvažovat, který přihlásíme a na které již nemáme peníze. Pak se nám vytýká nedostatek patentů. Přitom máme s kolegy ze zahraničí několik společných patentů, třeba s Oxfordskou univerzitou. Tam například jen předáme kopie protokolů patentovým právníkům a ti patenty napíší a autoři již jen text kontrolují. My si to od A do Z píšeme sami! Já když píšu patent, strávím na tom spoustu času, pak musím vyřizovat všechny možné připomínky a ztrácím čas, který pak schází na řešení vědeckých problémů. Ale to pouze v případě, že ústav sežene stovky tisíc, které potřebuje k zahraniční přihlášce! V zahraničních týmech, se kterými spolupracujeme, to běží úplně automaticky.  A ještě jedna věc - současná věda je o moderním vybavení přístroji.  Na světových pracovištích, která znám, jsou přístroje po čtyřech letech staré a mění se. U nás je šestiletý přístroj stále ještě docela nový… Každý si stěžuje, že nemá peníze, já vím… Jenom mně někdy vadí, když někdo srovnává, aniž by tušil, o čem mluví. Obdivuji výsledky řady mých kolegů které získali v podmínkách, ve kterých pracují.


Pojďme zpátky k vaší práci. Další velkou kapitolou vašeho výzkumu je genová terapie, mohl byste to vysvětlit nějak zjednodušeně?
Hlavním cílem v této oblasti práce mého oddělení je vývoj systému schopného dopravit v prostředí živého organizmu do cílové buňky genovou informaci, tedy gen kódující například produkci nějakého biologicky důležitého proteinu. Toho se dá využít při terapii celé řady nemocí, od HIV až po nádorová onemocnění. Problém ale je, jak takový gen do cílové buňky dopravit, aby nebyl v průběhu transportu poškozen. Studujeme dva základní typy takových systémů –  vektorů. Jeden používá čistě jen syntetický polymer, který umí gen sbalit a v průběhu transportu krví ochránit. Druhý používá vektory na bázi viru povrchově modifikovaného syntetickým polymerem.  Používáme většinou polymery, o nichž víme už ze studií polymerních nosičů léčiv, že se chovají velmi „způsobně“, to znamená, že dokáží zneviditelnit biologickou molekulu pro všechno, co je v těle. Náš polymer, s nímž pracujeme nejčastěji, není rozpoznáván obrannými mechanizmy organismu jako cizí. My toho využijeme, jedním typem polymeru sbalíme gen (nebo i celou  DNA), takže udělají částice nanorozměrů a ty pak obalíme další ochrannou vrstvou hydrofilního polymeru obsahující specifické struktury schopné se vázat na membrány určitých buněk. Taková částice může cirkulovat v těle a přes porézní cévy se tyto částice umí protáhnout a dostat  se k buňkám, do kterých potřebujeme gen dopravit. A pak je takový vektor zkonstruován tak, že když se celý dostane do cílových buněk, dopravovaný gen se zbaví svého obalu a obnoví svoji funkci. Většinou využíváme principu reduktivního prostředí uvnitř buněk nebo změny pH po proniknutí do buňky. Jakmile se dostane částice – vektor do buňky kde je jiné pH, nastartuje se hydrolýza, a DNA se uvolní z polymeru.
Kromě čistě polymerních systémů studujeme i systémy využívající virů, především adenovirů. V tomto případě neobalujeme hydrofilním polymerem komplex polymeru s DNA, siRNA nebo genem, ale obalujeme rekombinantní virus nesoucí příslušný gen. Princip je jinak stejný, jako v předchozím případě. Po průniku do buňky se z polymerního obalu uvolní původní virus se svými původními funkcemi. V tomto případě se ale virus nedostane do buněk celého organizmu, ale převážně jen do buněk předem vybraných. Samozřejmě ten systém nepracuje stoprocentně, to bychom měli Nobelovu cenu, ale funguje to docela slušně. Tyto systémy vyvíjíme s kolegy v Oxfordu ve spolupráci s jednou anglickou genetickou firmou a doufáme, že bude možné brzo zahájit klinické zkoušení jednoho z našich nejúspěšnějších systémů.


Vrátím se ještě k vašim zkušenostem ze zahraničí. Jste profesorem v Utahu, máte možnost srovnávat práci týmů. Je ten rozdíl jen ve financích a přístrojích?
Nejen. Když jsem poprvé, po dlouhých peripetiích v roce 1983 vyjel do Německa do Mohuče na univerzitu k profesoru Ringsdorfovi (to je člověk, který první přišel s myšlenkou polymerních léčiv), uvědomil jsem si, že rozdíl je i ve stylu práce, dynamice, nasazení – a to se nezměnilo.  Na tamní univerzitu přicházeli nejvýznamnější vědci z celého světa, každý týden byla zajímavá přednáška někoho z nich. O šest let později jsem vyjel do Utahu a tam to bylo obdobné. To je pro mladé velká stimulace k práci. Po 90tém roce jsem dostal nabídky zaměstnání v cizině, třeba profesuru v Rotterdamu, ale o emigraci jsem v té době neuvažoval. Byl jsem přesvědčen, že když odsud všichni utečou, tak  tato země nemá šanci a tehdy jsem tu šanci viděl. Takže jsem zůstal. Ze současného pohledu, beru-li v úvahu postoj naší vlády ke vědě, si nejsem jist, že jsem se tehdy rozhodl správně. 
Často si kladu otázku, proč je rozdíl mezi studenty zde a na spolupracujících pracovištích stále tak značný. Když do mé laboratoře přijde student z Anglie nebo Francie, rozkouká se během tří dnů a za dva týdny již produkuje kvalitní výsledky. Je to úplně jiný přístup, nežli u studentů našich. Těm adaptace trvá podstatně déle. Zajímavé však je, že když se naši mladí dostanou na kvalitní zahraniční pracoviště, velmi rychle se adaptují a podávají často vynikající výkony rovněž. Zdá se, že roli hraje nejen vliv podmínek pro vědu, ale i výchova a podmínky při předchozím studiu.


Nezačíná to už během základního studia? Jak se liší dnešní generace od vaší?
K tomu, abych mohl odpovědět a něco zodpovědně říct, tak nemám asi dost praxe v přednášení a styku se studenty základního studia. Přednáším každý rok krátký kurz pro 4. a 5. ročníky na VŠCHT, je tam už specializace. Přednášel jsem dlouhá léta i na Karlově univerzitě, takže trochu mohu srovnávat. Řekl bych, že ročníky někdy před 15 lety měly výrazně vyšší procento studentů, kteří byli zapálenější nebo – měli mnohem větší zájem. Speciálně několik posledních málo let už mě vede k tomu, že chci s přednášením přestat, protože mi to přijde jako marná práce. Já jsem byl vždycky zvyklý se studenty pracovat interaktivně, když měli zájem okamžitě odpovídat, tak mě mohli kdykoli při přednášce přerušit, mohli se zeptat. Také jsem se během přednášky ptal, abych si ověřil, zda vnímají. Před 15 lety nebyl problém, reagovali, věděli, co a jak a po přednášce jsme často zůstali diskutovat i dlouho potom. Poslední dva roky jsem se s žádnou odezvou nesetkal. Nevím, zda je to způsobem studia, který se zavedl, musel bych mít kontakt i se studenty z počátečních ročníků. Obávám se, že se bakalářům zredukoval rozsah základních předmětů včetně pro chemiky předmětů zásadních, jako třeba organická chemie, aby do nich nacpali během tří let studia ostatní věci. A studenti magisterského studia se už k těm zásadním předmětům nikdy nevrátí, to je, myslím, zásadní chyba. Pak určitě není dobré, že se bere na vysokou školu každý. Ať si to každá vláda nastaví, jak chce, ale tím nezvýší inteligenci národa. Tím se zvýší jenom počet diplomů. Je snadné pro ty nadané podlehnout vlivu prostředí, vědí totiž, že nemusí jet na plný plyn, stačí jim půl či čtvrt plynu. Tak ani dobrý student na sobě není nucen pracovat, protože ví, že zkoušky udělá. Prostředí netlačí ty dobré, kteří na to mají, aby měli drajv. Mají často někde poloviční pracovní úvazek a školu k tomu víceméně bokem. To za nás třeba nebylo možné – neměli jsme kredity a možnosti úniku od obtížných zkoušek, od rána do večera jsme byli ve škole, v laborkách a byli jsme rádi, že jsme školu udělali. Nevím, kolik tehdy studovalo procent z populace – deset? A tehdy bylo hodně tvrdé VŠCHT udělat během 5 let. Řada mých kamarádů to dělala šest let, zkoušky z organiky i z fyzikální chemie – což jsou základy – nebyly nic jednoduchého. To, aby někdo ještě vedle pracoval, bylo naprosto nemyslitelné. Dneska sedím u zkoušek a někdy hlasuji s velkými rozpaky. Tím nechci říci, že nejsou vůbec nadaní a nadšení studenti chemie. Jsou, ale je jich zoufale málo. Bude to v budoucnu stačit pro rozvoj vzdělanosti a ekonomiky této země? A budou podmínky, které tato země připraví, i pro ty nejlepší tak atraktivní, aby zde zůstali? Myslím, že to jsou otázky, na které by politici připravující stále nové reformy ve školství a vědě měli hledat odpovědi především. 

Aktualizováno: 6.10.2014 16:44, Autor: Ivana Picková

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi