Na tu myšlenku ji přivedla kolegyně. „Rok co rok, od léta do podzimu jsem při společném dojíždění na fakultu poslouchala, jak likviduje slimáky, kteří ničí její pracně vypěstovanou úrodu,“ směje se Michaela Liegertová, členka týmu z Přírodovědecké fakulty Univerzity J. E. Purkyně, který se zabývá využitím exosomů jako nosičů pro léčebné molekuly do rakovinných buněk. Problém je, že exosomy se shánějí těžko a draze. Pokud je tedy nehledáte ve slizu slimáků.
„Exosomy jsou extracelulární váčky, my zkoumáme využití těchto nanováčků jako nosičů pro léčebné molekuly do rakovinných buněk. Pro tyto metody se většinově využívají především exosomy lidského původu, z lidských buněčných kultur. Předpokládá se však, že exosomy jsou produkovány téměř všemi buňkami. Vyskytují se ve všech tělesných tekutinách, ať už vezmeme lidské slzy, krev a mléko, nebo pavoučí či hadí jed a podobně,“ vysvětluje vědkyně.
Proč jste se rozhodli zkoumat také exosomy jiného než lidského původu?
Získávání exosomů z lidských buněčných kultur je velmi ekonomicky nákladné, pracné a časově náročné. Zároveň jich extrahujeme velmi málo v porovnání s množstvím práce a financí investovaných do tohoto procesu. Proto jsme se začali rozhlížet po jiných zdrojích.
Rostlinné buňky jsou zajímavým předmětem výzkumu mých kolegů na fakultě, a tak to rozhlížení nemuselo být až tak do daleka – zaměřili jsme se na exosomy rostlinné. I ty totiž dokážou v laboratorních podmínkách proniknout do rakovinných buněk a navíc, na rozdíl od exosomů z lidských kultur, se dají izolovat s větším výtěžkem.
Jak jste se ale dostali od rostlin až ke slimákům?
Chtěla jsem najít alternativní zdroje živočišného původu. Bylo jasné, že musí existovat jednodušší způsoby získávání exosomů než ty, které jsme dosud praktikovali. Hledala jsem v literatuře a některé různé způsoby jejich získávání mne zaujaly, ale žádný z nich neodpovídal našim požadavkům na co nejnižší náročnost. A pak mě již zmíněná kolegyně přivedla na nápad se slimáky… Uvědomila jsem si, že také v jejich slizu, v jejich výměšku, by se exosomy měly teoreticky nacházet. Navíc jde o velice dostupný zdroj, který lidé naopak likvidují a doslova jej nenávidí. A tak to začalo. Tuhle natěšenou fázi výzkumu zná jistě každý průzkumník. Byla jsem velmi zvědavá. Nejprve bylo nutné zjistit, zda vůbec bude možné exosomy ze slimáčího slizu získat. V diskuzích s kolegy zaznívaly časté obavy, že sama konzistence slizu neumožní rozumnou extrakci.
V minulosti to nikdo nezkoušel? Byli jste první?
Myslím, že jsme skutečně byli první, koho napadlo extrahovat exosomy ze suchozemských plžů. Již v minulosti mne však velmi nadchl článek doktorky Christiny Schuh, která izolovala exosomy ze včelích produktů. Ta mne přivedla právě k bezobratlým. Včelí produkty jsem osobně nepovažovala za vhodné využívat, protože jsou přínosné a využitelné i pro jiné léčebné účely. Naším záměrem bylo naopak využít něco, co vnímáme negativně, ideálně nějakého škůdce.
Setkala se tato myšlenka s úspěchem mezi kolegy a kolegyněmi?
Jak už jsem řekla, první reakce byly logicky pochybovačné, ale plně mě podpořili a toho si velice vážím. Celou věc jsme pojali skutečně velmi experimentálně. Kolegyně místo usilovné likvidace sbírala slimáky do sklenice, následně se do sběru plzáka španělského zapojila celá naše katedra biologie i Centrum nanomateriálů a biotechnologií (CENAB). Každý zkoušel svou vlastní metodou extrahovat slimáčí sliz. Byl to doslova brainstorming nejrůznějších přístupů a způsobů.
Zkoušeli jsme mechanickou stimulaci, lechtali jsme je kartáčky na zuby, měnili teplo, chlad, různé typy roztoků – kyselé, zásadité... Strávili jsme krásný hravě objevitelský čas v pohodové a uvolněné atmosféře svých laboratoří.
Co tedy na slimáky nejlépe zafungovalo?
Zajímavé bylo například zjištění, že různý typ stimulace zapříčinil produkci slizu různé barvy a konzistence. Nakonec jsme zjistili, že nejvíc slizu slimáci produkují, když je vykoupeme ve fyziologickém roztoku. Po deseti minutách máčení navíc sami vylezli, což nám umožnilo získat čirý roztok. Ten je však velice hutný, proto jsme jej nejprve protlačili síty a následně přistoupili k metodě izolování exosomů pomocí centrifugace. Ihned po prvním pokusu jsme výsledky podrobili analýze a zjistili, že náš pokus byl úspěšný a exosomy se nám skutečně podařilo vyizolovat.
Motivovaní tímto úspěchem jsme začali hromadně sbírat slimáky. Na této „slizké spolupráci“ se podílela celá přírodovědecká fakulta, někdo nosil slimáky, jiný jejich krmivo. Izolace následně mohly probíhat skutečně ve velkém. Úsměvné bylo, že naši zahrádkovou úrodu, saláty, okurky, cukety apod., kterou jindy právě před slimáky úzkostlivě chráníme, jsme jim teď radostně přinášeli přímo pod nos. Přestali být opovrhovanými škůdci a stali se našimi spolupracovníky.
Přejděme od nadšených začátků k dalšímu výzkumu. Co následovalo po úspěšné extrakci?
Fáze charakterizace exosomů a porovnávání těch lidských, rostlinných i slimáčích. K naší radosti jsme zjistili, že slimáčí exosomy dokážou v laboratorních podmínkách skutečně do lidských rakovinných buněk proniknout. Dokonce se ukázalo, že proniknou i do rostlinné buňky, na rozdíl od exosomů lidských, které to nedokázaly. Nečekaně jsme tedy získali nosič, kterým můžeme, zatím tedy alespoň v laboratorních podmínkách, dodávat bioaktivní látky nejen do lidských rakovinných buněk, ale i do buněk rostlinných. Následně jsme si potvrdili, že jsme také schopni do buněčných váčků slimáčího původu naložit náklad v podobě cytostatika. Získali jsme tak velmi laciný zdroj využitelných exosomů, k chovu slimáků totiž potřebujeme jen bednu s hlínou, stromovou kůrou a zeleninu. Tento výzkum jsme samozřejmě publikovali s pěknými ohlasy.
Lze takto získané exosomy využít i jiným způsobem a v jiných oblastech?
Ano. Je to možné, například je lze využívat jako nosiče pro chemické látky a molekuly do živočišných i rostlinných buněk. Mohly by být využitelné dokonce i pro boj proti sobě samotným, například jako nástřik na kytky. Je tedy možné zkoumat jejich využití také jako prostředku boje proti škůdcům, kteří způsobují obrovské ztráty po celé Evropě. Plzák španělský totiž šíří různé parazitické organismy nebezpečné pro další živočichy i člověka. Dali jsme jim tedy šanci udělat něco dobrého pro lidstvo i planetu (smích), získali jsme nástroj využitelný v biomedicíně a biotechnologiích.
Čeká tyto exosomy nějaký další aplikovaný výzkum?
Další případné studie využití slimáčích exosomů již vyžadují specializovanější metody, než běžně provádíme na našem pracovišti. Mě osobně však velmi zajímá, proč vůbec ve slizu exosomy jsou? Jaký to má důvod a účel? Zda slimák tímto způsobem předává rostlině nějakou informaci, zda jejich pomocí pomáhá narušovat buněčnou stěnu a získávat lépe její živiny… Nebo exosomy využívá jako prostředek komunikace s dalšími slimáky? Predátory? To je teď předmětem mého dalšího výzkumu.