Speciální sekce: BIOMEDICÍNA

Transkript

1 Speciální sekce: BIOMEDICÍNA Vědy o životě jsou důležitou součástí současného výzkumu. Jsou důležité jednak proto, že umožňují hlubší pohled do podstaty pochodů pro život nezbytných a dokonce takových pochodů, které jsou základem života, ale také proto, že přinášejí poznatky, které lze využít v praktických projektech. Mezi nejvýznamnější výsledky pak patří ty, které lze využít v medicíně. Akademie věd České republiky má několik ústavů, v nichž je výzkum zaměřen právě tímto směrem. Svůj vědecký program představují na následujících stránkách. Myslím, že je z nich dobře patrné, že biomedicínský výzkum v Akademii je provázán s výzkumem aplikovaným, ať už realizovaným přímo na ústavech nebo ve firemních laboratořích. Jsem rád, že na ústavech pracuje stále více studentů a mladých vědeckých pracovníků, stále častěji potkávám na chodbách cizince, stále častěji slyším angličtinu. Po letech útlumu je česká věda opět součástí vědy světové. Svoboda bádání, otevřená výměna názorů a spolupráce se zahraničím jsou běžnou součástí naší vědecké práce. Díky globálním databázím je dnes snadné zhodnotit vědecký výkon výzkumných skupin i jednotlivců. Tato analýza ukazuje, že biomedicínské ústavy Akademie věd se stále lépe uplatňují v mezinárodní konkurenci. Roste počet publikací v renomovaných mezinárodních vědeckých časopisech a rostou i ohlasy na ně. Stále více se rozvíjí spolupráce s průmyslem, který oceňuje praktický přínos vědy a z něj plynoucí zisk, a dobré vědecké týmy u nás nacházejí stále lepší podmínky ke své práci. Hlavním současným mottem Akademie věd je posilování excelence a útlum podprůměrnosti. Jsem rád, že se úspěchy naší biomedicíny čím dál více promítají do medicínské praxe a do biotechnologických výrob zkrátka slouží lidem. Prof. RNDr. Václav Pačes, DrSc. předseda Akademie věd České republiky 46 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

2 Otevřena nová budova Ústavu molekulární genetiky AV ČR Nová budova Ústavu molekulární genetiky AV ČR v Praze - Krči Ve čtvrtek 19. dubna 2007 byla slavnostně otevřena nová budova Ústavu molekulární genetiky Akademie věd České republiky v Praze-Krči. Ústav, který sídlil v mnoha budovách v Praze i mimo metropoli, se nyní soustředí na jednom místě. Jde o první nově postavenou budovu, kterou Akademie věd ČR dostala po roce Budova svými parametry odpovídá 21. století, zdůraznil předseda Akademie věd ČR a bývalý ředitel ústavu Václav Pačes. Stavba začala v roce 2005; náklady na ni dosáhly asi 445 milionů korun, i s vybavením včetně laboratorních technologií budou činit 607 milionů korun. Provoz v budově začal už loni v prosinci. Letos Akademie věd ČR plánuje postavit ještě zvěřinec a přednáškovou budovu se sálem pro 300 lidí. Otevření se spolu s Václavem Pačesem zúčastnil ředitel Ústavu molekulární genetiky profesor Václav Hořejší, ministryně školství, mládeže a tělovýchovy Dana Kuchtová a 1. místopředsedkyně Rady pro výzkum a vývoj Miroslava Kopicová. Slavnostní přestřižení pásky: Miroslava Kopicová, Václav Pačes a Dana Kuchtová Ředitel ÚMG Václav Hořejší Jde o první nově postavenou budovu, kterou Akademie věd ČR dostala po roce V jedné z moderních laboratoří Jednu ze čtyř skupin návštěvníků provázel Ústavem molekulární genetiky předseda AV ČR Václav Pačes. SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 47

3 BIOMEDICÍNA Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. Historie imunogenetikem (spoluobjevitel zásadního imunologického významu MHC proteinů). Na ÚEBG se v té době také výrazně rozvíjel světově prioritní výzkum retrovirů (Jan Svoboda). V letech sídlila větší část ústavu v budově Ústavu organické chemie a biochemie ČSAV (ÚOCHB) na Flemingově náměstí v Dejvicích, menší část v komplexu biologických ústavů AV ČR v Krči. Srpen 1968 znamenal konec této slavné éry - mnozí nadějní mladí pracovníci emigrovali a velmi úspěšně si vedli na nových působištích. V roce 1977 byl ÚEBG spojen s několika biochemickými laboratořemi ÚOCHB a přejmenován na Ústav molekulární genetiky Historie ústavu se odvíjí od Oddělení experimentální biologie a genetiky Biologického ústavu ČSAV, jehož vedoucím byl od roku 1953 Milan Hašek, spoluobjevitel imunologické tolerance. V roce 1961 byl založen Ústav experimentální biologie a genetiky ČSAV (ÚEBG), jehož ředitelem byl až do roku 1970 Milan Hašek. Šedesátá léta 20. století jsou bezesporu nejslavnější kapitolou ústavu - v té době se zrodila československá imunogenetická škola reprezentovaná kromě Haška jmény jako Pavol a Juraj Iványi, Jan Klein a další. Je všeobecně známo, že Milan Hašek měl blízko k Nobelově ceně (za objev imunologické tolerance byla udělena P. Medawarovi a M. Burnetovi); Pavol Iványi se významně podílel na experimentech, za které později dostal Nobelovu cenu Jean Dausset; Jan Klein se po emigraci do USA stal v sedmdesátých letech pravděpodobně nejvýznamnějším světovým ČSAV (ÚMG). Ředitelem ÚMG se stal Josef Říman, pozdější dlouholetý předseda ČSAV, a zůstal jím do roku Od té doby se hlavním tématem ústavu stala molekulární biologie, avšak pokračovaly i dřívější tradiční směry - imunogenetika, retrovirologie, nádorová imunologie -, které stále více přecházely na molekulární úroveň. Mezi výraznými úspěchy z jinak dosti obtížných 70. a 80. let lze uvést např. spoluobjevení reverzní transkriptázy (J. Říman), objev virogenie (J. Svoboda) či sekvenování jednoho z prvních virových genomů (V. Pačes). Po roce 1989 pokračoval na ústavu trend posilování molekulárně biologických přístupů k řešení tradičních i nově zaváděných problematik. Ředitelem byl Jan Svoboda ( ) a poté Václav Pačes ( ). Od roku 2005 je ředitelem ústavu Václav Hořejší. Současnost ÚMG vstoupil letos do nové etapy své existence - koncem roku 2006 byla dokončena stavba naší nové moderní budovy v krčském areálu biomedicínských ústavů AV, která se od počátku roku 2007 stala novým sídlem velké většiny skupin našeho dosud dlouhodobě rozděleného ústavu. ÚMG tak konečně začal po formální stránce 48 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

4 fungovat jako standardní, plnohodnotná vědecká instituce. V létě 2007 bude dokončena také přilehlá nová budova zvěřince a přibližně do února 2008 také přednášková budova se sálem pro 300 lidí, který bude sloužit celému krčskému areálu ústavů Akademie věd. Stěhování do nové budovy bylo spojeno s výraznou reorganizací ústavu. Ke konci roku 2006 byla ukončena činnost 5 méně perspektivních skupin a na ústavu začalo působit 6 nových skupin vedených mladšími vědeckými pracovníky, kteří byli vybráni v náročném mezinárodním konkursu. Další 3 nové skupiny začnou na ústavu působit v roce Byla také provedena organizační reforma servisních a podpůrných útvarů. Speciální součástí ústavu je v roce 2007 tzv. Biotechnologický sektor sídlící v sousední starší budově. Pracuje v něm 6 výzkumných skupin, z nichž většina se teprve ustavuje. Biotechnologický sektor se v roce 2008 osamostatní jako nový Biotechnologický ústav AV ČR; ÚMG všemožně napomůže k etablování této nové sesterské instituce, která by v několikaleté perspektivě měla přesídlit do nové moderní budovy v biotechnologickém areálu Akademie věd ve Vestci u Prahy. V současné době v ústavu pracuje 27 výzkumných skupin (včetně skupin Biotechnologického sektoru), a to v oblastech jako je molekulární a buněčná biologie, molekulární imunologie, funkční genomika a bioinformatika, studium onkogenů, vývojová molekulární biologie, strukturní biologie a mechanismy receptorové signalizace. Naši pracovníci např. objevují nové signalizační molekuly zodpovědné za normální fungování imunitního systému, geny, jejichž poruchy vedou k přeměně normálních buněk v nádorové, vyvíjejí světově unikátní myší modely lidských onemocnění, objasňují molekulární mechanismy vývoje oka u různých typů organismů, hledají způsoby jak ovlivnit aktivitu receptorových molekul v mozku, objasňují mechanismy přirozeného odumírání buněk a jejich využití k boji proti nádorům, mapují neobyčejně složité struktury a procesy odehrávající se v buněčném jádře, atd. Naše servisní útvary zahrnují např. laboratoře mikroskopie a cytofluorometrie, genomiky a bioinformatiky, monoklonálních protilátek a kryosklad, přípravnu médií a zvěřincové provozy. Ústav molekulární genetiky má v současné době 89 vědeckých pracovníků, 56 technických vysokoškolsky vzdělaných pracovníků, 54 technických pracovníků se středoškolským vzděláním, 66 doktorandů a 47 diplomantů. Celá řada našich pracovníků působí aktivně pedagogicky na vysokých školách (mezi našimi pracovníky je m.j. 5 profesorů a 6 docentů). I když za prioritní oblast činnosti ústavu považujeme základní výzkum a za hlavní výstupy naší práce publikace v prestižních mezinárodních časopisech, na našem ústavu se velmi dobře daří rozvíjet i hodnotný aplikovaný výzkum směřující ke konkrétním praktickým realizacím. Také v této oblasti dosáhl ústav významných úspěchů o čemž svědčí i to, že z něj vzešlo několik dobře prosperujících spin-off firem. Budoucnost Vzhledem k mimořádně dobrým podmínkám, které nám byly poskytnuty po dokončení nové budovy, nelze jinak, než mít opravdu vysoké cíle. Jsme přesvědčen, že ÚMG má před sebou velmi dobrou budoucnost a že může důstojně navazovat na slavnou minulost reprezentovanou jmény Milana Haška, Jana Svobody a celé řady dalších. Těšíme se, že publikace našich pracovníků se budou stále častěji objevovat v nejvýznamnějších světových odborných časopisech a že výsledky naší práce povedou ještě častěji než dosud k prakticky významným biomedicínským produktům. Kontakty: Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i. Vídeňská Praha 4 Tel.: Tel.: HistorieFax: img@img.cas.cz SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 49

5 BIOMEDICÍNA FYZIOLOGICKÝ ÚSTAV AV ČR, v.v.i. Fyziologický ústav AV ČR byl zřízen usnesením 18. zasedání prezídia Československé akademie věd ze dne 6. listopadu Během své dlouhé existence prošel řadou změn, z nichž nejpodstatnější se odehrála počátkem devadesátých let minulého století, kdy došlo k výrazné redukci pracovníků Akademie věd a tím i ústavu. Na základě zákona č. 341/2005 Sb. se právní forma Fyziologického ústavu AV ČR dnem 1. ledna 2007 změnila ze státní příspěvkové organizace na veřejnou výzkumnou instituci. Fyziologický ústav AV ČR se v průběhu své padesátileté historie postupně profiloval tak, že v současné době představují jeho priority výzkumné projekty v oblasti neurofyziologie, kardiovaskulární fyziologie a molekulární a buněčné fyziologie. U všech těchto směrů je velmi zřetelný posun experimentálních přístupů výzkumu, kdy k úrovni systémové a orgánové přibývá úroveň buněčná a molekulární. Tento posun odráží celosvětové trendy, kde je zřetelný vliv rychlého rozvoje molekulární biologie, v níž byly vypracovány techniky genetického inženýrství aplikovatelné nejen v základním, ale i klinickém výzkumu. Tato skutečnost se v základním biomedicínsky orientovaném výzkumu odráží i ve složení pracovních týmů, které jsou v současné době tvořeny tak, aby pokryly výzkum od systémové fyziologie až po molekulární biologii. Snahou všech výzkumných týmů je studium fyziologických a patofyziologických procesů u živočichů a člověka s cílem prohlubovat teoretické základy humánní medicíny. To dobře odpovídá světovým výzkumným trendům, k jejichž rozvoji ústav přispívá. Lze říci, že jednotlivá témata, která jsou v současné době v ústavu řešena, dosahují evropské úrovně. Z řady unikátních metodických přístupů, vyvinutých v tomto ústavu, lze vyzdvihnout dva výzkumné směry, které patří k absolutní světové špičce. První směr, který navazuje na dlouholetou tradici ústavu, se zabývá ontogenetickými aspekty při řešení otázek spojených se studiem patogeneze řady závažných civilizačních chorob, jakými jsou ischemická choroba srdeční, metabolický syndrom, hypertenze a epilepsie. Pojem kritická vývojová perioda byl zaveden do světového písemnictví právě pracovníky ústavu v průběhu šedesátých let, což bylo v přímé návaznosti na českou evoluční školu. Tento přístup představuje v současné době obecnou biologickou zákonitost - teorii tzv. vývojových oken. Ta vysvětluje, proč ovlivnění organismu v časných stadiích vývoje (prenatálně i postnatálně) může podmínit řadu změn v dospělosti. Přitom je zřejmé, že vzájemná interakce genetických faktorů a faktorů vnějšího prostředí hraje v tomto procesu velmi důležitou úlohu. Dalším špičkovým přístupem je cílený vývoj unikátních biomodelů, jejichž pomocí lze vytvořit další terapeutické a preventivní přístupy aplikovatelné i u člověka. Z celosvětového hlediska je zcela ojedinělý soubor rekombinantních inbredních kmenů potkanů, který byl odvozen od F2 generace kříženců mezi kmenem spontánně hypertenzních potkanů (SHR) a normotenzním kmenem Brown Norway (BN). Vznikl tak ojedinělý genetický materiál, který v současné době slouží k mapování genů nejen v rámci ústavu, ale i v rámci spoluprací s řadou dalších významných pracovišť Evropy, USA a Kanady. Vedle toho ústav disponuje řadou dalších biomodelů, které jsou využívány pro studium fyziologie i patofyziologie, slouží k přípravě tkáňových kultur, izolovaných orgánů či tkání atd. Jedním z důležitých úkolů ústavu je výchova nové vědecké generace pro potřeby klinického výzkumu, výzkumu na vysokých školách a v rezortních ústavech. Snahou současného vedení je vytvářet podmínky pro transformaci ústavu v teoretickou základnu moderní integrované medicíny, kde by tito budoucí odborníci měli možnost projít údobím skutečné vědecké práce. Toto je jeden z největších praktických přínosů ústavu. S tím souvisí skutečnost, že ústav je v současné době nositelem Doktorského projektu GA ČR, který sdružuje postgraduální studenty ústavu i vysokých škol. Ve spolupráci s vysokými školami školí ústav každý rok v průměru 50 postgraduálních studentů, z nichž celá řada již své studium úspěšně ukončila obhajobou disertační práce. V této oblasti ústav spolupracuje s vysokými školami, především s Univerzitou Karlovou (jejími lékařskými a přírodovědeckou fakultou). Zároveň je ústav nositelem Centra výzkumu chorob srdce a cév, kde jsou ve spolupráci s předními odborníky 2. LF UK, IKEM a Fakultní nemocnice Motol řešeny otázky, které by bylo možné uplatnit v diagnostice, terapii a prevenci závažných kardiovaskulárních chorob. V rámci této problematiky se pracovníci ústavu podílejí také na vývoji nových 50 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

6 A materiálů pro cévní a kostní náhrady, kde je patrná i spolupráce s podnikatelskými subjekty mimo výzkumnou základnu. Ústav je také spolunositelem dalších několika výzkumných center s různou tematikou. Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. zaujímá v Evropě významné místo po stránce vědeckého přínosu i po stránce organizační. Ústav byl a je zapojen do řady rámcových programů Evropské unie v oblasti biomedicíny a biologie. Kromě toho v rámci bilaterálních spoluprací Fyziologický ústav spolupracuje s řadou dalších předních zahraničních ústavů. Významné mezinárodní postavení ústavu rovněž dokumentuje řada vědeckých akcí (kongresů a symposií), jejichž pořádáním byli v posledních letech jeho vědečtí pracovníci pověřováni. Z celé řady významných akcí lze jmenovat XV. World Congress of International Society for Heart Research (1300 účastníků), 23th International Congress on Epilepsy (5000 účastníků) a nebo v roce 2002 společný 19th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension and 12th European Meeting on Hypertension za účasti téměř 8000 účastníků. Ústav vydává od roku 1952 mezinárodní vědecký časopis Physiological Research (dříve Physiologia Bohemoslovaca). V něm jsou publikovány výsledky normální a patologické fyziologie, biochemie, biofyziky, farmakologie a imunologie. Od roku 1956 začaly být všechny příspěvky publikovány v angličtině. Časopis prošel řadou proměn jak technického rázu, tak personálního obsazení redakce. V současnosti zájem o publikování v časopise rok od roku stoupá, tak jak stoupá impakt faktor časopisu (v současné době dosáhl 2.093). Veškeré informace o časopise a podmínky pro autory je možné nalézt na stránkách Kontakty: Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i Vídeňská Praha 4 tel: fax: fgu@biomed.cas.cz B 200 µm C 1 mm D 200 µm 25 µm Inovace klinicky užívané cévní protézy z polyetylentereftalátu (PET), vyráběné v podniku VÚP a.s., Brno. A: vnitřní povrch neupravené protézy, B: imobilizace proteinových vrstev (kolagen+laminin nebo kolagen+fibrin) na vnitřním povrchu protézy, C: imunofluorescence von Willebrandova faktoru, markeru identity a diferenciace endotelových buněk, v lidských endotelových buňkách v. saphena v kultuře na vnitřním povrchu protézy pokrytém kolagenem a lamininem, D: detail vrstvy endotelových buněk, rostoucích na vnitřním povrchu protézy pokrytém kolagenem a fibrinem, s imunfluorescenčně značenými talinovými fokálními adhesními plaky. A,B: konvenční optický mikroskop, C,D: konfokální mikroskop Leica DM SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 51

7 BIOMEDICÍNA Z historie ústavu Ústav experimentální medicíny (ÚEM) vznikl v r sloučením čtyř samostatných laboratoří Akademie věd, laboratoře plastické chirurgie, laboratoře fyziologie a patofyziologie zrakového analyzátoru, otolaryngologické laboratoře a laboratoře ultrastruktury buněk a tkání. V průběhu let byla pro Budova Ústavu experimentální medicíny AV ČR v Krči. ÚSTAV EXPERIMENTÁLNÍ MEDICÍNY AV ČR, v.v.i. ústav získána budova bývalé kliniky popálenin v dnešní Legerově ulici. V r se stal ředitelem ústavu farmakolog Prof. Jiří Elis, r teratolog Prof. Richard Jelínek. V r se ústav přestěhoval do nové budovy v areálu biomedicínských ústavů AV v Praze 4 - Krči. Pod vedením Prof. Josefa Syky se ústav v letech stal předním ústavem českého biomedicínského výzkumu a Evropským Centrem Excellence. Od r. 2002, pod vedením současné ředitelky Prof. Evy Sykové, se vědecké spektrum ústavu sloučením s Farmakologickým ústavem AV ČR rozšířilo o farmakologický výzkum a výrazně byla posílena oblast výzkumu kmenových buněk a tkáňových náhrad. Současnost Návštěva prezidenta ČR Václava Klause v Ústavu experimentální medicíny AV ČR v červnu Ústav je dnes uznávaným výzkumným centrem. Dokladem toho je statut Centra excellence EU, široká účast pracovníků v projektech 6. RP EU a rozsáhlá domácí a mezinárodní spolupráce v oblasti biomedicínského výzkumu. V ústavu pracují jako vedoucí oddělení nejen naši významní vědci, ale několik oddělení záměrně vedou mladí pracovníci, kteří se vrátili ze zahraničních pobytů. V ústavu běžně pracují zahraniční postgraduální EU Centre of Excellence studenti financovaní z grantů EU i ze mzdových prostředků ústavu. Čeští i zahraniční studenti mohou studovat i ve 3 výzkumných centrech MŠMT: Centrum buněčné terapie a tkáňových náhrad (ved. Prof. E. Syková), sdružuje několik pracovišť, má prioritní nálezy v oblasti transplantace kmenových buněk, značení buněk superparamagnetickými nanočásticemi, zobrazovacích technik, nanotechnologií a ve vývoji biokompatibilních hydrogelů pro tkáňové náhrady. Centrum : Nová antivirotika a antineoplastika, oddělení Dr. Z. Zídka se podílí na farmakologickém výzkumu, např. objevu nových látek s imunomodulační aktivitou, významnou v terapii HIV. Centrum neurověd (ved. Prof. J. Syka), sdružuje významná pražská výzkumná pracoviště v oboru neurověd a podílí se na výzkumu mechanizmů iontových kanálů, gliových buněk, synaptického a extrasynaptického přenosu, výzkumu centrálních mechanizmů sluchu a bolesti a mechanismů onemocnění mozku a míchy. V rámci společných pracovišť ústav spolupracuje s lékařskými universitními pracovišti s rezortními ústavy MZ a s četnými ústavy AV ČR. Spolupráce se uskutečňuje v oblasti výzkumu, výuky pregraduálních a postgraduálních studentů, a konkrétní realizaci výsledků v klinické praxi. Pracovníci ústavu organizují celou řadu kongresů a symposií, výukových kurzů a letních škol, řeší 15 zahraničních projektů, především v rámci 6. RP EU. V současné době má ústav 12 samostatných vědeckých oddělení : Oddělení neurověd se skládá ze dvou nezávislých laboratoří. Laboratoř tkáňových kultur a kmenových buněk je zaměřena na získávání, značení a kultivaci různých typů kmenových buněk s cílem vytvořit podmínky pro užití různých buněčných typů pro transplantační účely. Laboratoř difúzních studií a zobrazovacích metod se zabývá studiem iontové a objemové homeostázy a extrasynaptického přenosu signálů v mozku a míše. Oddělení neurofyziologie sluchu je zaměřeno na studium receptorů, iontových kanálů, struktury a funkce sluchového systému za normálních podmínek a během působení patologických činitelů jakými jsou intenzivní hluk, účinek ototoxických látek a stárnutí. Oddělení buněčné neurofyziologie je zaměřeno na studium buněčných a molekulárních základů integrace neurálních sítí prostřednictvím charakterizace mezibuněčných signálů mezi neurony a gliovými buňkami. Oddělení farmakologie je zaměřeno na výzkum možnosti farmakologické modulace solubilních faktorů, např. cytokinů, chemokinů a oxidu dusnatého, které hrají roli v obranných mechanismech vůči infekcím. Další oblastí výzkumu je analýza příčin a možnosti léčby špatně se hojících lézí především předního segmentu oka. Oddělení genetické ekotoxikologie je zaměřeno na studium poškození DNA a genovou a proteinovou expresi působením genotoxických a karcinogenních látek s použitím in vitro systémů nebo v populačních studiích. Podílí se na řešení Programu Znečištění ovzduší a zdraví v ČR. Oddělení teratologie se zabývá problematikou experimentální a klinické teratologie s cílem přispět k poznání etiopatogeneze vývojových vad. Oddělení molekulární biologie nádorů je zaměřeno na stanovení a vali- 52 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

8 dizaci různých biomarkerů, definovaných jako ukazatele expozice, účinků a individuální vnímavosti a na kauzální procesy vzniku nádorového bujení. Oddělení molekulární embryologie se zabývá studiem regulačních mechanismů, které se uplatňují v řízení biologických vlastností zárodečných buněk, tzv. embryonálních kmenových buněk. Cílem experimentů je vytváření teoretických předpokladů pro jejich biomedicínské využití. Laboratoř tkáňového inženýrství se zabývá konstrukcí artificiálních nosičů buněk a tkání. Hlavním záměrem je realizace umělých chrupavčitých a kostních tkání na bázi autologních buněk. Laboratoř buněčné biologie se zabývá strukturně funkční charakterizací buněčného jádra savčích buněk s důrazem na lidské buněčné modelové systémy. Výzkum se týká replikace, transkripce a uspořádání jaderného chromatinu. Oddělení mikroskopie zabezpečuje provoz přístrojů v oblasti mikroskopické techniky ÚEM a zabývá se studiem uspořádání, dynamiky a funkce buněčných kompartmentů, neohraničených membránou. Oddělení pro technologický transfer je zaměřeno na výzkum, technologický transfer a podporu spolupráce mezi odděleními ÚEM a podnikatelskou sférou v oborech regenerativní medicíny, farmakologie a zobrazovacích metody prostřednictvím vzdělávání (projekt JPD3) a výzkumné a vývojové činnosti v Inovačním biomedicínském centru ÚEM (projekt JPD2). Transfer výsledků výzkumu do praxe - Inovační biomedicínské centrum ÚEM (IBC) Logo Inovačního biomedicínského centra (IBC) ÚEM AV ČR. Prozatímním úspěchem ÚEM je získání finančních prostředků z Evropského fondu pro regionální rozvoj, Ministerstva pro místní rozvoj ČR a Magistrátu hl. m. Prahy pro řešení projektu IBC v oblasti regenerativní medicíny. ÚEM je jediným ústavem AV ČR, jehož výzkum je cíleně zaměřen do klinické medicíny s cílem vyvinout léčebné postupy a techniky aplikovatelné v klinické praxi. Na pracovišti ÚEM jsou řešeny tyto projekty aplikovaného výzkumu: Náhrady kloubních chrupavek pomocí transplantace pomnožených autologních buněk chrupavky v biomateriálu na bázi biogenních makromolekul. Využití mezenchymálních kmenových buněk pro urychlení hojení ran a jejich využití při léčbě míšního poranění a degenerativních onemocněních CNS. Imunofarmaka s jedinečnou schopností stimulovat produkci interferonu a zvýšit tak obranyschopnost organismu proti virovým a nádorovým onemocněním. Optimalizace vlastností biomateriálů na bázi polymerních makroporézních hydrogelů a netkaných nanovlákenných textilií pro použití v medicíně. Vývoj diagnostických látek, na bázi nanočástic oxidu železa, určené ke značení a sledování buněk in vivo pomocí magnetické rezonance. Ve spolupráci se připravuje využití kmenových buněk pro léčbu defektů rohovky, diabetu, jaterního selhání a léčbu ischemické choroby srdeční. Převádění dosažených výsledků do klinické praxe čekají vždy rozsáhlé zkoušky, ty vyžadují náročné technologické vybavení a musejí být prováděny v GLP a GMP podmínkách a v tzv. čistých prostorech. ÚEM vypracoval nejen projekt výstavby a provozu střediska aplikovaného výzkumu - IBC ÚEM, ale zakládá i společný projekt pro strategický a aplikovaný projekt s Frauenhofer-Institute pro buněčnou terapii a imunologii v Lipsku. Smyslem obou projektů je navázat na současný světový trend rozvoje biotechnologií, zpřístupnit lékařům a pacientům v ČR moderní metody léčby využívající buněčnou terapii, tkáňové inženýrství, výsledky výzkumu v oblasti biomateriálů, nanotechnologií atp. Ústav chce přispět k podpoře vznikajících spin-off firem a hledá spolupráci s investory. Návazností svých jednotlivých Měřící aparatura pro sledování membránových vlastností nervových buněk. činností tak bude IBC tvořit malý vědecko-technologický park s možností dalšího rozšíření. V nové polyfunkční budově IBC ÚEM budou umístěna oddělení: Středisko pro podporu konkurenceschopnosti v biomedicínských technologiích. Činnost vzdělávací, poradenská, patentová ochrana, vyhledávání investičních partnerů. Středisko aplikovaného výzkumu biomedicínských technologií. Laboratoře pro aplikovaný vývoj v oboru regenerativní medicíny, buněčné terapie, farmakologie a příprava klinických studií. Podnikatelský inkubátor pro začínající spin-off firmy, které budou mít k dispozici veškeré poradenství, výrobní a čisté prostory se statutem GMP. Firmy budou mít možnost rozvinout produkty aplikovaného výzkumu. Závěrem Věda byla vždy velkým a krásným dobrodružstvím, tvrdou prací a uměním experimentovat, prací zahrnující všestrannou kreativitu se snahou o to aby naše poznání překročilo české hranice, uměním sdělit své výsledky nejen kolegům v odborných přednáškách, studentům a veřejnosti, ale aktivně se podílet i na jejich aplikaci v lékařské praxi. Neustálý tok nových myšlenek, nápadů, pochyb a kritického hodnocení výsledků, je každodenní realitou vědeckého pracovníka. V lékařském výzkumu celou situaci dokresluje naše touha zmenšit utrpení nemocných, zlepšit jejich kvalitu života, i nutnost vyrovnat se s etickými otázkami, které náš výzkum provázejí. uemavcr@biomed.cas.cz SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 53

9 BIOMEDICÍNA Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i. mikroorganizmů a biotransformace přírodních látek. Součástí sektoru je biotechnologická hala, jejíž vybavení umožňuje ověřování a optimalizaci fermentačních technologií a přípravy biologicky aktivních látek ve větším měřítku. Za zmínku stojí rovněž Laboratoř charakterizace molekulární struktury, vybavená špičkovými hmotovými spektrometry a Středisko sekvenování DNA. Sektor buněčné a molekulární mikrobiologie se orientuje na výzkum molekulární biologie a genetiky prokaryotických a eukaryotických mikroorganizmů. Studium regulace Mikrobiologický ústav Akademie věd (MBÚ) vznikl 1. ledna 1962 a postupně se stal jednou z hlavních vědeckých institucí v České republice, která se komplexně zabývá základním výzkumem v oboru mikrobiologie. Hlavní výzkumné oblasti jsou biochemie, fyziologie, molekulární genetika bakterií, kvasinek a vláknitých hub, mikroskopických řas a témata imunologická. V rámci těchto oblastí jsou podrobně studovány otázky produkce biologicky aktivních látek, enzymů, regulační mechanizmy v řízení diferenciace růstu mikroorganizmů, mechanizmy podílející se na přenosu a modifikaci DNA, degradační aktivity mikroorganizmů, fotosyntetický systém, vývojové aspekty imunity, patologie a léčba autoimunitních onemocnění a imunologie onemocnění nádorových. Výzkum V MBÚ pracuje téměř 450 zaměstnanců, z toho více než polovinu představují vysokoškolsky vzdělaní pracovníci. Základní výzkumné organizační jednotky ústavu jsou laboratoře, které se sdružují ve vědeckých sektorech. Sektor biogeneze a biotechnologie přírodních látek se zabývá především fyziologií a genetikou myceliálních aktinomycet a mikrobiálních eukaryotů. Další projekty sektoru se zaměřují na vznik rezistence Hmotový spektrometr Bruker APEX FTMS Hemolýza beraních erythrocytů adenylát-cyklázovým toxinem (ACT) bakterie Bordetella pertussis. Obrázek z rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) ve formě anaglyfu. Při pozorování obrázku červenozelenými brýlemi dojde k vytvoření trojrozměrného vjemu. genové exprese, buněčné diferenciace, vlivu vnitřních a vnějších podmínek na buněčné funkce, mechanizmů buněčného stárnutí, významu cytoskeletálního aparátu při buněčném dělení a molekulárních aspektů bakteriální patogenicity otevírá cestu k novým průmyslovým a biomedicínským aplikacím. Předmětem výzkumného zájmu Sektoru ekologie je zejména komplexní fyziologická, biochemická a genetická charakterizace enzymových systémů hub schopných biodegradace polutantů jako jsou např. polycyklické aromatické uhlovodíky. Sektor imunologie a gnotobiologie se zabývá studiem vzniku a vývoje imunitní odpovědi, funkční charakterizací složek imunitního systému a regulací imunitní odpovědi. Významné výsledky přináší studium autoimunitních a nádorových onemocnění. Cílená léčiva využívající polymerní nosiče vyvinutá v těsné spolupráci s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v. v. i. představují jednu z nadějných možností protinádorové terapie. Detašované laboratoře sektoru v Novém Hrádku v Orlických horách nabízejí a využívají pro studium vztahů mikroorganizmu a hos- 54 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

10 titele unikátní model bezmikrobních zvířat. Sektor autotrofních mikroorganizmů je situován v barokní budově Opatovického mlýna poblíž Třeboně. Výzkumný program tohoto sektoru je zaměřen na studium fotosyntetických mikroorganismů, zelených řas, sinic a fotosyntetických bakterií. Jedna z laboratoří se zabývá také studiem technologií řasové produkce, jejich optimalizací a zpracováním produktů jakož i různými způsoby využití řasové hmoty. Spolupráce s vysokými školami MBÚ se významně podílí na uskutečňování doktorských a magisterských studijních programů. Vědečtí pracovníci ústavu školí přibližně 120 doktorandů a 60 diplomantů v osmi akreditovaných studijních programech, přednášejí na vysokých školách a pořádají kurzy pro studenty. Ve spolupráci s fakultami Univerzity Karlovy v Praze a Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích bylo zřízeno osm společných výzkumných a pedagogických pracovišť. Další formou spolupráce s vysokými školami jsou společné projekty, zejména v rámci programů MŠMT. Spolupráce s průmyslem V loňském roce Mikrobiologický ústav evidoval celkem 17 smluv o vědecko-výzkumné spolupráci. Zcela zásadní význam Genetické analyzátory pro sekvenování DNA má smlouva s farmaceutickou firmou Zentiva, a.s., která valorizuje dlouholeté výsledky výzkumu směrovaných léčiv. Dalším příkladem může být perspektivní spolupráce s indickou farmaceutickou firmou Fermenta Biotech Ltd., kdy byl připraven společný patent zabývající se konstrukcí expresního systému pro novou penicilinacylasu, která je použita pro syntézu β-laktamového antibiotika amoxicilinu. Tato technologie nahrazuje chemickou přípravu a je šetrná vůči životnímu prostředí (tzv. green biotechnology). V rámci společného projektu s firmou Bioveta a.s., Ivanovice na Hané, je vyvíjen nový typ vakcíny proti nejzávažnějšímu onemocnění prasat - aktinobacilové pleuropneumonii založené na bázi Apx toxinů a mající prokazatelně protektivní účinky. Zahraniční spolupráce V roce 2006 bylo řešeno celkem 17 grantů a projektů mezinárodní spolupráce - z toho osm projektů bylo financováno Odchovna bezmikrobních zvířat ze zdrojů Evropské unie. O bohatých mezinárodních aktivitách svědčí i skutečnost, že Mikrobiologický ústav je častým organizátorem mezinárodních kongresů, sympózií a konferencí a že pracovníci ústavu jsou zváni do zahraničí k přednáškám. Bezmikrobní sele v izolátoru Perspektivy Transformace akademických ústavů na veřejné výzkumné instituce otevírá novou kapitolu v historii Mikrobiologického ústavu. Vedle stále se zlepšujících podmínek pro základní výzkum a možnosti integrace do evropských vědeckých aktivit se otevírá i větší možnost aplikovat a valorizovat výsledky základního výzkumu. Pevně věříme, že tuto příležitost využijeme a že Mikrobiologický ústav zůstane mezi předními biomedicínskými institucemi a získá si své místo i v mezinárodním měřítku. Kontakt: Kaskády pro kultivaci mikroskopických řas SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 55

11 BIOMEDICÍNA Biofyzikální ústav Akademie věd ČR, v.v.i. Hlavním posláním Biofyzikálního ústavu AV ČR, v.v.i., (BFÚ) je základní výzkum v oblasti biofyziky. Ústav však současně plní i funkce související, jako jsou vědecká výchova, účast na vysokoškolském vzdělávání, rozvíjení mezinárodních spoluprací, popularizace vědy, přenos vědeckých poznatků do praxe a další. Výzkumný záměr pro období nese název "Biofyzika dynamických struktur a funkcí biologických systémů". Základní výzkum Krátce po založení BFÚ (v roce 1955) byla na tomto ústavu objevena elektroaktivita DNA, tj. její schopnost přijímat nebo odevzdávat elektrony při interakci s elektrodami. Tento objev byl v průběhu let rozvinut v novou vědní disciplínu. Hlavní směry výzkumu v součastnosti jsou: (1) vztahy mezi primární strukturou DNA a jejími konformačními vlastnostmi, s ohledem na funkci, patologii a evoluci genomů, (2) interakce DNA s proteiny (histony, HMG proteiny, onkoproteiny, transkripčními faktory a proteiny systémů opravujících poškození DNA), (3) interakce DNA s protinádorově účinnými látkami obsahujícími kovy, (4) struktura a interakce DNA a proteinů v roztoku Struktura molekuly RNA vypočtena metodami molekulární dynamiky a na povrchu elektrod v souvislosti s vývojem elektrochemických biosenzorů, (5) architektura buněčného jádra, uspořádání a modifikace chromatinu, struktura a funkce nukleoproteinů a telomerických komplexů, dynamika genomů a genomových teritorií, (6) vztahy mezi genovou expresí, buněčnou diferenciací, onkogenní transformací a ontogenetickým vývojem, (7) vliv endo- a exogenních mediátorů modifikujících proliferaci, diferenciaci a apoptózu v buněčných populacích, (8) počítačové simulace dynamické struktury a interakcí DNA/RNA s proteiny a biologicky aktivními látkami. Výzkum je financován zčásti z výzkumného záměru a zčásti z grantů, jejichž počet činí v tomto roce 93. Pracovníci ústavu vedou 6 Center základního výzkumu a podílejí se na řešení 8 projektů financovaných ze zahraničí; z toho 3 velkých projektů Rámcových programů EU. Biofyzikální ústav AV ČR, v.v.i. se účastní vypracování dvou velkých projektů pro Operační program VaVpI. Prvním projektem je vybudování Středoevropského technologického institutu (CEITEC) v Brně jakožto moderního centra excelentní vědy. Tohoto projektu se účastní 10 výzkumných organizací Jihomoravského kraje (4 univerzity, 5 ústavů Akademie věd ČR a 1 resortní vzkumný ústav). Součástí CEITECu jsou 4 velká výzkumná centra, jež integrují kapacity v těchto oblastech: Aplikovaný výzkum Buněčné jádro s aktivním (zeleně) a neaktivním (červeně) chromatinem Aplikace směřují do medicíny, agrobiologie, ekotoxikologie a biotechnologií. Výzkum cílený do praxe zahrnuje studium chování DNA a bílkovin na povrchu elektrod. Elektrochemická aktivita těchto molekul a látek, které s nimi specificky interagují, je využívána při výzkumu a vývoji biosenzorů. V Centru biofyzikální chemie, bioelektrochemie a bioanalýzy, jehož činnost koordinuje BFÚ, je úspěšně prováděn výzkum směřující ke zvýšení citlivosti a selektivity těchto senzorů. Během posledních let bylo dosaženo zvýšení citlivosti o 2-3 řády. Dále byly vyvinuty senzory pro detekci bodových mutací a poškození DNA. Velmi blízko k aplikacím má také výzkum protinádorově účinných látek. V BFÚ se stanovují vlastnosti těchto látek s využitím kompletní škály metod a provádí se testování jejich protinádorové účinnosti na tkáňových kulturách. V oblasti buněčné biofyziky je významný vývoj automatizovaných mikrosko-pických metod, který probíhá ve spolupráci s Fakultou informatiky MU. V ústavu funguje již řadu let unikátní systém, který je vhodný pro studium fixovaných i živých buněk. Je třeba zmínit také vývoj biokompatibilních materiálů, který navazuje na výzkum bílkovin adsorbovaných na površích a studium interakce těchto povrchů s biologickými vzorky. Těmito výzkumnými úkoly se zabývá Centrum aplikovaného výzkumu, které je společné s LF MU. Praktický význam základního výzkumu Celá řada aktivit v oblasti základního výzkumu má potenciálně velký praktický dopad. Např. výzkum v oblasti molekulární epigenetiky směřuje k nalezení optimálních vektorů pro biotechnologie a genovou terapii, bioinformatické studie přispívají k pochopení smyslu oblastí genomu, které nekódují proteiny, výzkum mikrosatelitů má význam pro léčbu některých onemocnění, studium struktury nukleových kyselin (na obrázku vlevo), genomu a buněčného jádra (na obrázku vpravo) umožňuje pochopení mechanismů vzniku závažných onemocnění člověka a pomáhá nalézat nové směry pro hledání vhodných léků, poznatky o deregulaci a modulaci signálních mechanismů se využívají v oblasti prevence/ terapie nádorových onemocnění, v ekotoxikologii apod. Středoevropský technologický institut Mendelovo výzkumné centrum moderní biologické obory (molekulární a buněčná biologie, genomika a proteomika, biochemie, biofyzika, bioinformatika). Centrum pokročilých materiálů a technologií materiálové vědy (keramické, polymerní, kovové materiály, kompozity, nanoa mikrotechnologie, mikroelektronika). 56 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

12 Biomedicínské centrum biomedicínské obory (molekulární onkologie, mikrobiologie, kmenové buňky, zobrazovací technologie, neurovědy). Centrum pro ochranu zdraví zvířat a lidí veterinární vědy (zdraví zvířat, šlechtění apod.). Česká národní synchrotronová laboratoř Cílem projektu, který připravuje AV ČR, je vybudování České národní synchrotronové laboratoře (CNSL) na bázi moderního urychlovače elektronů 3. generace a vytvoření prvotřídních experimentálních zařízení. Hlavní součástí urychlovače bude vakuová trubice s magnety udržujícími elektrony v jejím středu. Elektrony s energií 3 GeV se pohybují po uzavřené křivce a při tomto pohybu produkují světlo. CNSL tedy bude zdrojem světla s velmi unikátními vlastnostmi, tj. s vysokou intenzitou (briliancí), s přesně danou vlnovou délkou (barvou) a s přesným časováním světelných záblesků. Elektronový synchrotron je nejvšestranněji využitelný typ urychlovače, a proto bude CNSL vhodná pro širokou paletu vědních oborů i pro využití v průmyslu (mikroelek- Synchrotrony v EU, černý kroužek - 3. generace, žlutě ALBA v Barceloně a CNSL tronika, nanotechnologie, mikrostrojírenství, zobrazovací techniky v biologii a medicíně, spektroskopie, výzkum životního prostředí apod.). Unikátní informace na molekulární a atomární úrovni, které mohou synchrotrony poskytnout, budou důležité pro konkurenceschopnost průmyslu v EU v oblastech, jako je návrh nových léčiv, pokročilých materiálů a pokročilé analýzy. Výzkum na synchrotronech je špičkový - jedná se o předvoj v bádání; řada nositelů Nobelovy ceny získala tuto cenu právě za práce na synchrotronech. Vybudování CNSL otevře možnosti Cílem CEITECu je dosáhnout v krátké době prvotřídní úrovně výzkumu a zapojit výzkum v regionu do EVP, otevřenosti světu a vytvoření podmínek pro kontinuální tok aplikací v oblasti biotechnologií a pokročilých materiálů. k zavedení některých technik (např. koherentní difrakční mikroskopii), které jsou vyvíjeny zatím pouze v USA. Výstavba a využití CNSL povede k rozvoji hightech průmyslu (např. vakuové, měřící a diagnostické techniky, elektroniky apod.). CNSL významně přispěje k vytvoření zdravých vztahů mezi akademickou sférou a soukromým sektorem, k vytvoření povědomí o významu poznání, k růstu vzdělanosti společnosti a atraktivity ČR. Synchrotrony nemají negativní vliv na životní prostředí, nehrozí jeho kontaminace, a to ani v případě havárie nebo teroristického útoku. CNSL významně přispěje k výzkumu životního prostředí zapojením do nadnárodních projektů (detekce znečištění, studium mechanismů v atmosféře souvisejících s destrukcí ozonové vrstvy a s účinky skleníkových plynů). CNSL bude vybudována podle španělského vzoru (ALBA v Barceloně - obrázek) s využitím veškerých zkušeností a dokumentace. Tím se zkrátí doba od návrhu po realizaci z 20 na 7 let. Plán výstavby CNSL je posunut oproti španělskému projektu o 4 roky. Synchrotrony slouží obvykle pro spádovou oblast do km (pohodlný dojezd automobilem). V rámci EU funguje 18 takových zařízení (viz obrázek); ve východní části EU synchrotrony nejsou. Výstavba CNSL bude tedy v souladu s politikou koheze a konvergence, tj. vyrovnáváním rozdílů mezi odlišnými regiony EU. Pro CNSL byl vydělen pozemek a bylo započato měření jeho stability. V současnosti je v EU přibližně 10 tis. uživatelů synchrotronů; potenciálních uživatelů je 100 tis.. V ČR a okolních zemích je přibližně 500 uživatelů, tento počet po dostavbě ještě vzroste. Není tedy pochyb o tom, že český synchrotron bude využit. CNSL přinese České republice výrazný posun k lepšímu v mnoha oborech. Výstavba silně nadstandardního a technicky velmi pokročilého zařízení bude mít pozitivní vliv na VaV instituce, univerzity, stavební firmy, průmysl atd. Ve srovnání s komerčně dostupnými zařízeními, kde je doba využití typicky 6 let, urychlovače se zdokonalují a využívají mnohem déle (30 50 let). CNSL bude významným krokem k pokročilým technologiím a vzdělané společnosti, kterým se ČR otevře cesta ke světové špičce. SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 57

13 BIOMEDICÍNA Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i. Ústav organické chemie a biochemie, v.v.i., Akademie věd České republiky, vznikl ještě před založením Československé akademie věd v roce 1950 jako ústřední chemický výzkumný ústav kolem vědecké skupiny vedené prof. Františkem Šormem z Fakulty chemické technologie VŠCHT v Praze. Po založení Československé akademie věd se ústav transformoval v Chemický ústav ČSAV. V roce 1960 se z ústavu vydělilo oddělení chemické technologie a vytvořilo nezávislý ústav. Od tohoto roku byl ústav přejmenován na Ústav organické chemie a biochemie (ÚOCHB). V roce 1977 přešla část pracovišť věnujících se genetice do Ústavu experimentální biologie a genetiky ČSAV a nové seskupení bylo přejmenováno na Ústav molekulární genetiky ČSAV (ÚMG). Větší část tohoto ústavu sídlila v areálu v Dejvicích do konce roku 2006, kdy se přestěhovala do nové budovy ÚMG v Krči. Od roku 2007 je tedy ÚOCHB jediným vlastníkem dejvického areálu. Uvolnění prostor po ÚMG je významné pro budoucí rozvoj ÚOCHB a jeho přestavbu na moderní pracoviště světových parametrů. ÚOCHB dostal do vínku velmi perspektivní zaměření spojující organickou chemii a biochemii (později i molekulární biologii), výtečně promyšlenou strukturu organizace ústavu a na svou dobu excelentní vybavení. Rozsah vědecké činnosti profesora Šorma, jednoho z nejvýznamnějších představitelů poválečné generace českých chemiků, zahrnovala chemickou syntézu, chemii přírodních látek, biochemii a molekulární biologii. Tyto obory, společně se Šormovou předvídavostí, určovaly charakter ústavu: jeho projekty byly vždy kombinací chemických, fyzikálních a biologických disciplín. Od počátku existovala i poloprovozní jednotka, která soužila k přípravě meziproduktů, k izolaci látek z přírodního matriálu a k přípravě látek pro klinické testování. Prof. Šorm se dokázal obklopovat vynikajícími vědeckými odborníky světové úrovně, namátkou jmenujme Z. Arnolda (syntetická organická chemie), K. Bláhu (chemie peptidů), V. Černého (steroidní chemie), J. Farkaše (chemie nukleových kyselin a cukrů), V. Herouta (přírodní látky), K. Jošta (chemie peptidů), B. Kejla (struktura peptidů), M. Romaňuka (hmyzí hormony), J. Rudingera (chemie peptidů) J. Sichra (organická chemie), J. Smrta (syntéza oligonukleotidů), J. Škodu (antimetabolity) či M. Zaorala (chemie peptidů). Léky z laboratoře prof. Holého vyráběné v současnosti podle ústavních patentů firmou Gilead Sciences. Vistide, Viread, Truvada a Atripla jsou léky určené pacientů s AIDS. Hepsera je lék proti žloutence typu B. Po léta zachovávaná struktura ústavu, tak úspěšná v prvních desetiletích, se začala přežívat. Trpěla hlavně nedostatkem významných osobností v dalších generacích v tradičních oblastech studií a vyčerpáváním některých tematik. Proto se ústav rozhodl k zásadní změně ve své struktuře a ve vědeckém zaměření nových vědeckých týmů. Změna byla připravena ve spolupráci s Mezinárodní poradní radou ústavu a načasována na dobu změny právního statutu ústavu, tedy na počátek roku 2007, kdy ústav byl převeden na veřejnou výzkumnou instituci (v.v.i.). Posláním ústavu je svobodné vědecké bádání v oblasti organické chemie a biochemie a molekulárně orientovaných věd na okraji těchto oborů s výrazným aspektem aplikace vědeckého poznání v praxi. Úkolem ústavu je dosáhnout excelence v mezinárodním měřítku a tuto pozici dlouhodobě udržet. Nová organizace ústavu se opírá o vědecké osobnosti, které byly vybrány v mezinárodním konkurzu. Zájem o pozici vedoucího vědeckého týmu na ústavu byl velký. Byly obsazeny dvě pozice čestných profesur (Distinguished Chair), 17 pozic vedoucích seniorských vědeckých týmů a 4 pozice juniorských vědeckých týmů. Zřízení juniorských týmů ústav považuje za velmi významný počin a očekává, že bude následován i v jiných ústavech. Na pozice čestných profesur byli pozvání dva nejpřednější čeští chemici současnosti. Prof. Antonín Holý, chemik světového jména v oblasti syntézy analog složek nukleových kyselin, přední autor patentů, podle kterých se vyrábějí celosvětově nejúspěšnější léčiva proti virům HIV a hepatitidy B, obdržel čestnou profesuru podporovanou finančně firmou Gilead Sciences (Gilead Distinguished Chair in Medicinal Chemistry), která léčiva podle patentů prof. Holého vyrábí. Druhým nositelem čestné profesury je prof. Pavel Hobza, nejcitovanější český chemik současnosti, přední světový odborník na teorii slabých mezimolekulových interakcí. Jeho profesura je finančně podporována ústavem. Vědecký výzkum na ústavu lze rozdělit do šesti základních oblastí: Medicinální chemie (A. Holý, M. Hocek, I. Rosenberg). Zaměření na medicinální chemii přináší dlouhodobě nejvýznamnější výsledky, které svým významem překračují hranice ústavu i Akademie věd. Výzkum se zaměřuje převážně na léčiva proti virovým a rakovinným onemocněním. Biochemie a molekulární biologie (J. Jiráček, J. Konvalinka, M. Mareš, I. Pichová). Tato oblast se věnuje hlavně studiu struktury a aktivity enzymů (proteáz) a proteinovým složkám virů a jiných patogenů a struktuře a aktivitě peptidů a jejich analog. Organická syntéza (J. Michl, I. Starý, J. Šrogl, I. Lyapkalo, P. Beier, T. Kraus, F. Teplý). Věnuje se obecným principům přípravy látek, syntéze funkčních molekul s vlastnostmi vhodnými pro přípravu nanomateriálů a materiálů pro molekulární elektroniku a samoskladbu. Chemie přírodních látek (V. Čeřovský, I. Valterová, U. Jahn). Věnuje se studiu rostlinných látek, vyhledává látky užitečné pro ko- 58 SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ ČERVENEC SRPEN 2007

14 munikaci hmyzu s cílem kontroly hmyzí populace a studuje peptidy z přírodního materiálu s mikrobiální aktivitou. Fyzikální chemie (P. Bouř, D. Schröder). Určuje strukturu a vlastnosti organických a bioorganických látek pomocí fyzikálních metod a hledá vztahy mezi strukturou a fyzikálními vlastnostmi. Výpočetní chemie (P. Hobza, Z. Havlas, P. Jungwirth, L. Rulíšek). Využívá nástrojů kvantové chemie a molekulové dynamiky pro studia struktury, reaktivity a vlastností organických a bioorganických molekul. Ústav se vždy snažil předávat své znalosti k dalšímu využití. V tomto ohledu je nejvýznamnější oblastí medicinální chemie. Za dobu své existence se vyrábělo či vyrábí 15 léků podle výsledků ústavu. A další medicinální aplikace na sebe, jak doufáme, nedají dlouho čekat. Ekonomicky i celosvětovým významem jsou nejdůležitější látky z laboratoře prof. Holého. Jeho objev acyklických fosfonátových analogů nukleových kyselin a vědecká spolupráce s prof. Erikem DeClercqem z Lovaňské university v Belgii vedla k patentům na aktivní složku léků proti viru HIV a hepatitidě B. Tyto patenty byly licencovány kalifornské farmaceutické společnosti Gilead Science, která podle nich vyrábí léčiva Viread, Truvada, Atripla a Hespera. Díky těmto léčivům pomáhá práce prof. Holého a jeho týmu zachraňovat životy milionům lidí na celém světě. Ekonomický úspěch těchto licencí je nebývalý, přináší ústavu stovky milionů korun ročně a ve svém důsledku umožnil nejen restrukturalizovat ústav, přilákat přední odborníky na ústav a podpořit jejich týmy výrazně finančně, ale i připravovat a postupně realizovat kompletní rekonstrukci areálu v Dejvicích, z kterého chceme mít pracoviště srovnatelné s předními institucemi světa obdobného charakteru. Náklady na rekonstrukci převyšující miliardu korun budou hrazeny převážně z ekonomických výsledků ústavních výstupů. Kromě těchto aktivit si může ústav dovolit i některé projekty neobvyklé v českých vědeckých ústavech, například zvaní předních světových odborníků, včetně nositelů Nobelových cen, na přednášky a konzultace do Prahy Prof. Antonín Holý ve své laboratoři. (vliv na pověst české vědy ve světě je ohromný), zvláštní postoktorální projekt láká mnoho zahraničních návštěvníků, finančně podporujeme i doktorandy vysokých škol, kteří pracují na disertaci na ústavu. V zájmu udržení vysokého standardu ústavu v budoucnosti připravujeme další finanční zajištění ústavu využíváním nástrojů, které umožnil využívat zákon o veřejných výzkumných institucích, např. připravuje vznik spin-off firem či TTO (Technology Transfer Office) pro převod výsledků vědy o praxe. Poslední vývoj patentování na ústavu dovoluje pohlížet na tyto aktivity s výrazným optimismem a doufáme, že čtenář v blízké budoucnosti o dalších úspěších ÚOCHB uslyší, třeba v souvislosti s lékem proti rakovině či v souvislosti s novými materiály pro nanotechnologie. Kontakty: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i. Flemingovo nám. 2, Praha 6 Tel.: V roce 2006 byla slavnostně podepsána smlouva o založeni a podpore Výzkumného centra UOCHB-Gilead. Na chod Centra daruje Giled ročně přes milion dolarů. Smlouva byla podepsána viceprezidentem firmy Gilead Johnem F. Milligenem a ředitelem ústavu Zdeňkem Havlasem za účasti představitelů AVČR v čele s předsedou Václavem Pačesem, dalších představitelů firmy Gilead, vedoucích laboratoří Centra firmy Gilead a firmy Medicom, která distribuuje léky v ČR. SCIENTIFIC AMERICAN ČESKÉ VYDÁNÍ 59