Časová linka našeho článku v Nature

17. 1. 2018 / Boris Cvek

Jak už jsem slíbil čtenářům Britských listů, pokusím se pro ně aspoň v krátkosti sepsat časovou linku vzniku našeho článku, který 14. prosince publikoval časopis Nature pod názvem „Alcohol-abuse drug disulfiram targets cancer via p97 segregase adaptor NPL4“. Ačkoli jsem v poslední době dával rozhovory pro server Hlídací pes a časopisy Týden a Téma, nikde nebylo dost prostoru pro vyprávění byť jen kostry celého příběhu.


Lidé z laboratoře Q. Ping Doua z Karmanos Cancer Institute v Detroitu ukázali (Chen D et al. Cancer Research 2006), že již dlouho předtím známá protinádorová aktivita disulfiramu (antabusu) souvisí s přítomností mědi a s jeho účinkem na 20S proteazom, tedy na degradaci proteinů v buňce.

Na základě velmi obsáhlé rešerše (Cvek B. & Dvořák Z. Current Pharmaceutical Design 2007) jsem dovodil, že aktivní látkou za protinádorovou aktivitou antabusu mohou být konkrétní komplexy metabolitu disulfiramu s kovy, tzv. diethyldithiokarbamáty kovů (podobným sloučeninám se věnovala má dizertace z anorganické chemie), které jsem (léto 2006) v laboratoři začal označovat CuEt, ZnEt apod. Ve zmíněném článku jsem zformuloval hypotézu, že tyto komplexy v buňkách inhibují nikoli 20S proteazom, ale tzv. JAMM doménové proteiny.

Výzkumu JAMM doménových proteinů se na nejpokročilejší úrovni věnovala laboratoř Raye Deshaiese na Caltechu v Pasadeně (Verma et al. Science 2002 a Cope et al. Science 2002). V létě 2007 jsem na základě svých e-mailů přímo Douovi a Deshaiesovi s nimi začal spolupráci. Lidé od Raye Deshaiese měli ukázat, zda CuEt, ZnEt a NiEt, které jsem mu poslal hned v létě 2007, inhibují JAMM doménové proteiny. V jeho laboratoři ovšem v té době teprve vytvářeli rutinní metody takového měření.

Spolupráce s Pingem Douem měla ukázat, zda komplexy CuEt, ZnEt a NiEt, které jsem mu poslal, inhibují proteazom. To bylo poměrně snadné a výsledkem byl článek: Cvek B et al. Journal of Medicinal Chemistry 2008. V tomto článku byla vypracována moje hypotéza, jakým chemismem CuEt (a ZnEt) inhibuje proteiny, které obsahují tzv. JAMM doménu.

V lednu 2009 jsem měl z laboratoře Raye Deshaiese první pozitivní výsledky. Na jaře 2009 jsem oslovil Ligu proti rakovině, zda by nechtěla financovat klinické testy antabusu u lidí s onkologickými onemocněními. Doc. Zdeněk Dienstbier z Ligy mi odepsal, že budou ochotni financovat testy na myších u doc. Poučkové z 1. LF UK v Praze. Výsledkem byl na jaře 2010 experiment, který ukazuje přesvědčivě protinádorovou aktivitu disulfiramu, potencovanou přidáváním mědi do potravy myší. Pokud vím, byl to tehdy vůbec první takový experiment na světě, bohužel jsme ho mohli publikovat až v konečné verzi v Nature, takže nás v tomto předběhli jiní.

V létě 2009 začala spolupráce mezi mnou a laboratoří Jiřího Bártka v Olomouci (jejím vedoucím byl a je Martin Mistrík). Cílem bylo ukázat na buněčné úrovni, že CuEt inhibuje JAMM doménové proteiny. Podařilo se demonstrovat např. to, jak CuEt akumuluje ubikvitinové proteiny v buňkách nebo spouští deubikvitinaci histonů. Oba jevy jsou typické pro inhibici degradace proteinů. Klíčové bylo čekání na výsledky od Raye Deshaiese, které stále nebyly, neboť jeho lidé pokračovali ve vyvíjení lepších a lepších způsobů určování inhibice JAMM doménových proteinů.

Během roku 2010 začal na tématu disulfiram/CuEt vs. nádorová onemocnění pracovat jako student bakalářského studia molekulární biologie Zdeněk Škrott, který zpracovával svou bakalářskou práci pod mým vedením. Někdy v té době začala také spolupráce (společný dopis můj a Jiřího Bártka) s Christophem Driessenem ze St. Galen, kterému byl poslán CuEt pro experimenty na buňkách pacientů s mnohočetným myelomem.

V září 2011 (do září 2014) začal běžet OPVK projekt CZ.1.07/2.3.00/20.0062 s názvem „Levný lék antabus jako protinádorové léčivo“ pod vedením Zdeňka Dvořáka. Tento projekt byl postaven na mých kontaktech v USA a měl dvě základní větve: jednak spolupráci s Pingem Douem na preklinickém výzkumu protinádorové aktivity disulfiramu, jednak spolupráci s Vikasem Sukhatmem, profesorem medicíny na Harvardově univerzitě a zakladatelem organizace GlobalCures (s ním jsem navázal spojení na základě jeho článku v Science – Boguski et al. Science 2009 – na podzim 2009 opět pomocí e-mailu), na možnostech klinického testování disulfiramu. Výsledkem spolupráce se Sukhatmem byl můj článek: Cvek B. Drug Discovery Today 2012, kde jsem formuloval myšlenku tzv. „neziskových léků“.

V létě 2012 byl Zdeněk Škrott na tříměsíční stáži u Pinga Doua v Detroitu, kde jiným způsobem ukázal, že CuEt (o ZnEt jsme v té době z různých důvodů ztratili zájem) opravdu v buňkách způsobuje akumulaci ubikvitinovaných proteimů, což je jev typický pro inhibici degradace proteinů. Na druhé straně po mé návštěvě na Caltechu také v létě 2012 se ukázalo – poté co jsem do Pasadeny poslal nové vzorky CuEt – definitivně, že CuEt JAMM doménové proteiny neinhibuje. Tím padla na konci léta 2012 moje hypotéza o JAMM doménových proteinech a chemismu interakce CuEt s nimi.

V té době jsme se trápili otázkou, zda CuEt má vůbec nějaký specifický cíl v buňkách. Zlom přinesl experiment Zdeňka Škrotta, který před Vánocemi 2012 demonstroval, že CuEt inhibuje IkappaB. To byl velmi specifický efekt, který připomínal inhibitory proteazomu. Na jaře 2013 o tomto efektu proběhla komunikace s Rayem Deshaiesem a Zdeněk Škrott jel v létě na měsíční stáž do Dashaiesovy laboratoře. Výsledkem byl experiment, který znovu a jiným způsobem prokazoval silnou inhibici degradace proteinů v buňkách způsobenou CuEt.

V roce 2013 začala spolupráce Jiřího Bártka s epidemiology z Dánska, kteří měli ukázat, zda se prognóza lidí, kteří berou antabus a zároveň mají rakovinu, nějak mění k lepšímu, a na konci roku jsme měli první výsledky. Na těch pak epidemiologové pracovali až do poslední verze našeho článku. Z těchto výsledků se nakonec stal výchozí bod narativu našeho článku, výchozí otázka: lze, na základě laboratorních experimentů, říci, že skutečně jde o účinek antabusu proti rakovině? Lze najít vysvětlení tohoto efektu na molekulární úrovni?

Na začátku roku 2013 Zdeněk Škrott na jednom z Journal Clubů, pořádaných mou skupinou, přišel s hypotézou, že CuEt inhibuje p97, neboť inhibice p97 vyvolává stejné efekty, které jsme již pozorovali. Na podzim 2013 Zdeněk Škrott odešel (celá moje skupina se rozpadla a nakonec jsem musel odejít také já) pracovat do laboratoře Jiřího Bártka pod vedením Martina Mistríka. Od 1.9.2014 zde působí jako doktorand (v červnu 2014 obhájil magisterskou práci pod mým vedením).

Od podzimu 2013 do poslední verze manuskriptu se výzkum děje především v tandemu Škrott-Mistrík v laboratoři Jiřího Bártka a jejich spolupracovníků na Ústavu molekulární a translační medicíny. Bylo dosaženo naprosto zlomových výsledků. Jedině díky těmto výsledkům jsme se mohli dostat do Nature. Shrnu dva nejdůležitější. 1. během roku 2014 se podařilo vyvinout metodu, jak dokázat i stanovit CuEt v tkáních. Tak bylo prokázáno, že CuEt vskutku existuje v myších, které berou disulfiram (do té doby jsme stavěli na článku Suzuki et al. Biochemica et Biophysika Acta 1997), ba dokonce, že se CuEt hromadí v tumorech. 2. koncem roku 2014 bylo zřejmé, že CuEt inhibuje p97 zvláštním, nepřímým způsobem a způsobuje tak v buňkách jeho fixaci. Z několika možných cílů byl pak určen protein Npl4 jako ten skutečný cíl. První verze manuskriptu byla poslána do Nature 1.10.2015, pak se pracovalo na několika revizích a doplněních (nové studie na myších apod.), článek byl přijat 8. listopadu 2017.

Drtivá většina práce, která umožnila tak vysokou vědeckou úroveň našeho článku v Nature, byla udělána v letech 2014-2017 v laboratoři Jiřího Bártka a jeho spolupracovníků na Ústavu molekulární a translační medicíny v Olomouci.



0
Vytisknout
3855

Diskuse

Obsah vydání | 19. 1. 2018