5

Jít proti všeobecnému mínění

CAMBRIDGE – Když jsem v roce 1974 dokončil postgraduální studium, měl jsem to úžasné štěstí, že jsem svou postdoktorální práci dělal s Judahem Folkmanem. Dr. Folkman měl teorii, že vývin nádorů by bylo možné zastavit, když se jim odřízne zdroj výživy. Nadnesl, že nádory vylučují látku označovanou jako angiogenní faktor tumoru, která způsobuje, že k němu vyrůstají krevní cévy, které dodávají živiny a odvádějí zplodiny. Folkman předložil hypotézu, že tento proces, angiogeneze, je pro přežití nádoru zásadní.

Teorie šla příkře proti zažitému názoru. Vědci, kteří posuzovali Folkmanovy granty, měli za to, že nové cévy jsou jednoduše důsledkem zánětu. Folkman ale vytrval a nakonec dokázal, že takové chemické látky skutečně existují. Dnes, čtyři dekády nato, už tyto látky byly využity k léčbě více než 10 milionů lidí s neovaskulárními onemocněními, jako je makulární degenerace a různé formy rakoviny.

Chicago Pollution

Climate Change in the Trumpocene Age

Bo Lidegaard argues that the US president-elect’s ability to derail global progress toward a green economy is more limited than many believe.

Zažil jsem něco podobného, když jsem se při práci v jeho laboratoři snažil izolovat první inhibitory růstu krevních cév (jednalo se o látky s velkou molekulární hmotností). K tomu bylo zapotřebí vyvinout biotest, který by nám umožnil sledovat potlačení růstu cév za přítomnosti nádorů.

Vzhledem k tomu, že růst nádorů trvá několik měsíců, bylo nutné vytvořit biokompatibilní systémy, které by dokázaly v těle pomalu a setrvale uvolňovat proteiny a další látky s velkou molekulární hmotností – tedy něco, o čemž byli vědci přesvědčeni, že je nemožné. Po dvou letech práce jsem však zjistil, že určité typy polymerů dokážu modifikovat tak, aby během lhůty 100 dní uvolňovaly molekuly prakticky libovolné velikosti.

Řada nejváženějších chemiků a technologů v oboru několik let prohlašovala, že naše práce je nutně chybná. Tento negativní ohlas měl praktické důsledky, neboť nahlodal nejen mou schopnost získat výzkumné granty, ale i najít si místo na některé z univerzit (zejména s přihlédnutím k interdisciplinární podstatě práce, která komplikovala zařazení na konkrétní katedru). Vytrval jsem však a krok za krokem řešil různé klíčové problémy – například biokompatibilitu, výrobu, reprodukovatelnost uvolňování a bioaktivitu. Systémy založené na těchto principech už k dnešku byly využity k léčení více než 20 milionů lidí.

Další oblast, o níž jsem začal přemýšlet, se týkala vytváření nových polymerových materiálů. Pracoval jsem v nemocnici a viděl jsem, že téměř všechny polymery využívané v lékařství jsou odvozeny od předmětů v domácnosti. Například materiály používané ve stahovacích pásech pro ženy se díky dobré životnosti jejich flexibility uplatnily také u umělých srdcí. Polymery z výplně matrací se využívají v prsních implantátech. Jenže takový přístup vede často k problémům. Umělá srdce kupříkladu mohou vést ke vzniku sraženiny při styku krve s jejich povrchem – materiálem ze stahovacích pásů – a tyto sraženiny mohou zapříčinit mozkovou příhodu a úmrtí.

Začal jsem proto uvažovat tak, že alternativy k řešení lékařských problémů musíme objevovat jinak než hledáním materiálů ve světě každodennosti. Došel jsem k přesvědčení, že badatelé by si mohli osvojit přístup strojírenských konstruktérů: položit si otázku, „Co skutečně od biomateriálu chceme z pohledu mechanického, chemického a biologického?“ a pak syntetizovat materiály od prvních zásad.

Na důkaz jsme se rozhodli syntetizovat pro lékařské účely novou rodinu biologicky rozložitelných polymerů, nazývaných polyanhydridy. Prvním krokem bylo vybrat monomery, stavební prvky polymerů, které by byly v lidském těle bezpečné. Pak jsme tyto polymery syntetizovali a zjistili jsme, že změnou jejich složení u nich dokážeme zajistit výdrž v těle na dobu počítanou na dny až roky.

S Henrym Bremem, dnes vedoucím neurochirurgie v Nemocnici Johnse Hopkinse, jsme usoudili, že bychom tyto polymery mohli využít k lokální aplikaci léků u pacientů s rakovinou mozku. Musel jsem ale na tento projekt získat peníze, a tak jsem napsal žádosti o granty od vládních agentur, jež recenzovali další profesoři. Jejich posudky byly velmi negativní.

K naší první žádosti o grant v roce 1981 recenzenti uvedli, že potřebné polymery nikdy nedokážeme syntetizovat. Jeden z mých postgraduálních studentů však polymery syntetizoval v rámci své doktorandské práce. Poslali jsme žádost k dalšímu posudku, leč bylo nám řečeno, že grant stále není vhodné udělit, protože polymery budou reagovat s léčivy, jež zamýšlíme aplikovat.

Několik badatelů v naší laboratoři doložilo, že k žádným reakcím nedochází. Vrátili jsme žádost k další recenzi; přišla zpět s komentářem, že použité polymery jsou křehké a rozpadaly by se. Tentokrát si s problémem poradili dva další výzkumníci. Upravenou žádost jsme znovu poslali ke zhodnocení a tentokrát recenzenti shledali důvod k odmítnutí v tom, že testovat nové polymery na zvířatech či na lidech by nebylo bezpečné. Další doktorand prokázal, že dané polymery jsou bezpečné.

Podobné recenze jsme dostávali dlouho. V roce 1996 však Úřad pro kontrolu potravin a léků (FDA) terapii schválil – první nový lék na rakovinu mozku schválený po více než 20 letech. Souhlas FDA s lokální chemoterapií využívající polymerů navíc vytvořil nové paradigma v oblasti aplikace léků, čímž připravil cestu stentům uvolňujícím farmaka a dalším systémům lokální aplikace.

Něco podobného se dělo, když jsme s Jayem Vacantim, chirurgem Massachusettské všeobecné nemocnice, v 80. letech došli k nápadu kombinací konstrukce z třírozměrných syntetických polymerů a buněk vytvořit nové tkáně a orgány. Myšlenka se opět setkala s obrovskými pochybnostmi a bylo mimořádně těžké získat vládní granty, přidělované na základě posudků jiných vědců. Dnes už je tato koncepce úhelným kamenem tvorby tkání a regeneračního lékařství a vyústila ve vytváření umělé kůže pro pacienty s popáleninami či kožními vředy – a jednou snad povede, člověk doufá, k produkci mnoha jiných tkání a orgánů.

Mé zkušenosti jsou stěží ojedinělé. Vědci v průběhu dějin museli často bojovat s všeobecným míněním, aby potvrdili své objevy. Jmenujme jen tři příklady z moderní doby: objev prionů učiněný Stanleym Prusinerem, zjištění Barryho Marshalla a Robina Warrena, že bakterie mohou způsobovat peptické vředy, a určení struktury kvazikrystalů zásluhou Dana Shechtmana (všichni za svůj výzkum získali Nobelovu cenu).

Fake news or real views Learn More

Ponaučení je snadné pochopit, ale náročné uvést do praxe: nevěřte všemu, co čtete, buďte ochotní zpochybňovat dogma a uvědomte si, že i když máte pravdu, krátkodobě za to možná budete muset zaplatit kariérní daň. Přínosy vědeckých objevů ale stojí za to: technologické pokroky – a na světě díky nim může být mnohem lépe.

Robert Langer je univerzitním profesorem americké MIT.