Ľudstvo čelí antibiotickej kríze: Pavol Jakubec vyvíja nové lieky, ktoré nás môžu zachrániť!

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award, oceneniu, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku. Chemik Pavol Jakubec študoval a pôsobil na Oxforde aj Harvarde a predsa sa rozhodol vrátiť na Slovensko.  So svojim tímom pracuje na vývoji nových antibiotík. Odolnosť voči týmto liekom bude v budúcnosti predstavovať obrovský problém.

Na čom pracujete teraz?

- Sú to dve veci - robíme fotochémiu a vyvíjame antibiotiká. Čo sa týka fotochémie, tak v chemických výrobách sa produkuje veľké množstvo toxického odpadu, s ktorým sú potom problémy. Snažíme sa vymyslieť postupy, ako odpady minimalizovať. Využívame denné svetlo na to, aby chemické výroby prebiehali s čo najmenším množstvom odpadu, aby to bolo čo najvýhodnejšie ekologicky aj ekonomicky.

Čo vás viedlo k výskumu antibiotík?

- Dobre si uvedomujeme, že antibiotiká sú potrebné. Ročne umiera na bakteriálne infekcie alebo problémy spojené s rezistenciou na antibiotiká okolo 1,5 milióna ľudí na svete. Momentálne je známe, že antibiotiká strácajú účinnosť a nové sa užvyrábajú pomaly. Veľké farmafirmy prestali investovať do výroby nových antibiotík. My to vidíme ako príležitosť pomôcť trochu a snažíme sa vyrábať úplne novú látku, ktorá je účinná voči zlatému stafylokokovi. Je to nebezpečná baktéria, ktorá reálne zabíja v nemocniciach. Lekári nemajú podať aký liek, aké antibiotikum, ak baktéria začne poškodzovať organizmus. Snažíme sa preto nájsť nový účinný liek proti zlatému stafylokokovi.

Ako vyzerá váš výskum?  

- Vždy je nejaký vzor, ktorý nám poskytne príroda. Izoluje sa prírodná látka, dobrým príkladom je napríklad morfín - veľmi silné liečivo na tíšenie bolestí. Chemici vedeli modifikovať prírodnú zlúčeninu tak, že získali ešte silnejšie lieky na tlmenie bolesti. O to isté sa snažíme aj my. Izolovalo sa antibiotikum, ktoré sa volá Berkeleylaktón A. Snažíme sa zmeniť štruktúru tohto makrolidu, teda zmeniť počet atómov uhlíka, vodíka, dusíka a urobiť jemné modifikácie štruktúry a veríme, že to vylepší to pôvodné antibiotikum. Vyrobili sme niekoľko štruktúrne podobných látok a už niektoré z nich vykazujú lepšie antimikrobiálne aktivity ako malo pôvodné antibiotikum. Čiže celkom sa nám darí.

Kedy by sa takéto nové liečivo mohlo dostať k pacientovi?

- Všetko robíme zatiaľ len v Petriho miske. Keď eventuálne chceme, aby to bolo liečivo pre pacientov, ktoré by sme si mohli kúpiť v lekárni, tak sme len na začiatku v laboratóriu. A to sa nám zatiaľ darí.

Vývoj lieku po jeho schválenie trvá aj desať rokov. Od Petriho misky cez pokusy na myšiach, neskôr klinické štúdie na ľuďoch. Toto by ste chceli dosiahnuť?

- Presne tak. Celkom triezvo si myslím, že to nebudeme schopní urobiť v dohľadnej dobe. Ale určite sa budeme snažiť naše nadobudnuté vedomosti publikovať, zdieľať s celým svetom. A budeme dúfať, že sa nájde, prípadne budeme aktívne vyhľadávať nejakého investora, ktorý by nám pomohol s ďalšími štádiami vývoja liečiva. Je to ohromne zložitý ekonomický aj legislatívny proces.

Koľko ľudí na tomto projekte pracuje?

- Teraz je nás tu okolo 10 až 15, nie všetci ale vždy robia na antibiotikách. Je tu aj ďalší tím na mikrobiológii, kde naše látky testujú. Zistia, či je to antibiotikum alebo nie. Začali sme aj spoluprácu s kolegami z Oxfordu, ktorí nám pomáhajú navrhnúť, ako by to liečivo malo vyzerať. Napríklad kde ubrať uhlík a kde pridať dusík, aby to malo šancu na vyšší účinok.

A ako potom beriete, keď vám nejaký pokus nevyjde? Stáva sa to často?

-  V organike je to problém, nám sa to stáva veľmi často. Dá sa povedať, že 90 až 95 % pokusov nevyjde. Aj pri príprave, kúpime si východiskové látky, zmiešame to a veríme, že dostaneme nejakú látku. Ale veľmi často sa stane, že ju nedostaneme. Čiže znova nakúpime látky, znova študujeme, čo kto pred nami urobil a ako hovorím, deväť z desiatich pokusov sa nepodarí. A keď aj vyjde a látku dostaneme, má síce také zloženie, aké sme chceli, ale príde nám informácia z laboratória, že to nie je antibiotikum. Zdá sa, že naša práca vyšla navnivoč. Ale aj pri negatívnych pokusoch vieme, čo sme zmenili a že sme to zmenili zle. Čiže sa vraciame naspäť.

To môže trvať veľmi dlho...

- Je to otázka niekoľkých rokov, aj dekád. Vždy si musíme vedieť povedať, kde chceme skončiť. Chceme skončiť s tým, že budeme musieť užívať 500 mg tabletka alebo si povieme, že chceme ešte účinnejšie antibiotikum a bude nám stačiť napríklad 100 mg čiže podstatne menšia tabletka.

Odolnosť baktérii voči antibiotikám ale začína byť vážny problém. Nedá sa to urýchliť napríklad na 5 rokov?

- Ak sa veľká farmafirma rozhodne, že chce vyvíjať antibiotikum a nájde predlohu, tak 5 rokov by mohlo byť reálne. Niektoré veci sa však nedajú urýchliť. Ak majú klinické testy trvať 5 rokov, tak musia trvať 5 rokov. Pretože ak to urýchlime, dobehne nás to. Odhalí sa po čase nejaký vedľajší účinok a zistíme, že sme to naozaj príliš urýchlili. Čo je v konečnom dôsledku vidieť aj pri vývoji vakcín.

Ako ste sa dostali k chémii?

- K chémii som sa dostal už na základnej škole, kde mi pani učiteľka Bedleková ukázala prvé pokusy. Mne to veľmi učarovalo a vášeň mi už odvtedy ostala.

V čom je chémia podľa Vás zaujímavá?

- Chémia je krásna v tom, že sa s ňou dá urobiť čokoľvek. Všetky materiály, všetko, čo vidíme okolo seba, čo používame každý deň sa týka chémie. Je zakomponovaná vo výrobe plastov, liečiv, minerálky, vo všetkom okolo nás. Pekné na tom je, že človek, ktorý tomu rozumie, tak vidí, čo sa v tých veciach deje, vidí, ako sa materiály vyrábajú a vie to koniec-koncov ovplyvniť. Chémiou sa dá veľmi pomôcť. V týchto ťažkých časoch výrobou liečiv, ale aj výrobou biodegradovateľných plastov a pod.

Pôsobili ste na špičkových univerzitách v Oxforde aj na Harvarde. Aká to bola pre Vás skúsenosť?

- Skúsenosť to bola vynikajúca, mám len tie najkrajšie spomienky. Samozrejme, vždy sa nájdu momenty, keď je to ťažké, ale bolo to krásne obdobie. Najmä preto, že sa tam robila chémia, ktorá je užitočná. Na oboch univerzitách sme vyrábali nové antibiotiká, nové postupy v chémii v organickej syntéze.

Čo by ste z týchto univerzít preniesli aj k nám na Slovensko?

- Čo som obdivoval, bola efektivita profesorov oboch inštitúcií. Ľudia tam boli zapálení pre to, čo robili. Na každej úrovni všetko perfektne fungovalo. Páni profesori, ktorí ma viedli, boli vynikajúci vedci, svetové kapacity. Spolupracovali sme s nositeľom Nobelovej ceny Richardom Schrockom. Všetkému rozumeli. Keď sa ich človek niečo opýtal, vždy mali naporúdzi peknú odpoveď. Úžasné bolo, že všetkých to tam bavilo.

Kde sa Vám páčilo viac - na Oxforde alebo Harvarde?

- V Anglicku som bol o niečo dlhšie (osem rokov) ako v Amerike (dva roky). Možno to bolo tým, že som si v Anglicku viac zvykol na ich kultúru, možno to bolo prízvukom. Myslím, že by som ostal v Anglicku, kultúrou sú predsa len bližší nám Európanom.

Prečo ste sa rozhodli vrátiť na Slovensko?

- Človek chce vo vede získať trochu slobody. Aj na Harvarde aj na Oxforde som pracoval pre veľkých vedcov, ale boli to ich myšlienky. Ja som to vykonával veľmi rád, bavilo ma to a odovzdával som tomu naozaj všetko. Ale po čase som si uvedomil, že by som chcel robiť na niečom vlastnom. Vymyslieť vlastné liečivo, ktoré by som chcel vyvíjať. Alebo skúsiť nový projekt, ktorý by som sám zastrešoval a viedol vlastných študentov. Tam to bolo veľmi zložité postúpiť tak vysoko v hierarchii výskumnej skupiny. Takže ma k tomu viedli samostatnosť a sloboda.

Predsa len to musel byť šok vrátiť sa z takých univerzít do pomerov, ktoré máme na Slovensku...

- Myslím si, že na Slovensku sa žije veľmi dobre. Stále je tu veľa kvalitných univerzít. Myslím, že aj štát začína chápať, že vedu treba podporovať. Je tu veľmi veľa talentovaných študentov. Stretávam sa s obrovským počtom vynikajúcich študentov, ktorých to baví a rozumejú tomu. Vôbec neľutujem, že som sa vrátil.

Ako vyzerá váš bežný deň v práci?

- Ráno chodíme pomerne skoro. Väčšinou je to interaktívne. S každým kolegom si povieme, ako to včera vyšlo alebo nevyšlo, čo by sme mohli urobiť. Pozrieme nejaké analýzy, ktoré sme získali, podiskutujeme, čo by sme mohli v ktorom pokuse urobiť. Robíme experimenty. Ja stále pomerne veľa učím. Je to nekonečný kolobeh toho istého.

Máte aj iné koníčky ako vedu?

- Trochu šport a ping pong som dlhodobo hrával a aj teraz sa k tomu snažím dostať.