E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Poznání parazitů jako cesta k zamezení šíření nemocí

Cecilia Stahl Vieira je držitelkou prestižního postdoktorandského grantu Marie Sklodowska-Curie Actions Postdoctoral Fellowship. Přestože úspěšná laureátka pochází z Brazílie, na konci srpna se s rodinou přestěhuje do Prahy, kde bude pracovat na projektu společně s odborníky z týmu profesora Petra Volfa na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Tento projekt by mohl u hmyzu zvaného flebotomové zjistit molekulární mechanismy, které by zabránily přenosu Leishmania infantum, původce jednoho z nejzávažnějších parazitárních onemocnění - viscerální leishmaniózy.

Co Vás přivedlo ke studiu parazitologie, co Vás na tomto oboru zaujalo?

Už od školních let jsem měla ráda genetiku. V té době se hodně mluvilo o ovci Dolly a o nesčetných možnostech a pokrocích, které by genetické inženýrství a klonování mohly přinést do humánní a veterinární medicíny. Tehdy jsem se v duchu rozhodla, že budu studovat biologii a budu vědcem, který bude pracovat v laboratoři. Samozřejmě jsem v té době ještě netušila v jakém oboru. V té době, kdy mi bylo teprve 17 let, jsem ani nevěděla co to obor výzkumu je. Poté jsem složila přijímací zkoušky na biologické vědy na Universidade Federal Fluminense v Rio de Janeiru, která je jedna z nejlepších univerzit v Brazílii. Během prvního ročníku jsem se dala do řeči s některými staršími studenty a zaujala mě Laboratoř biologie hmyzu, jejímž výzkumným směrem byla interakce parazit-vektor (vektor je členovec, nejčastěji hmyz, který šíří infekci z jednoho hostitele na druhého- poz.red.). Jako model jsem používala krevsající ploštici Rhodnius prolixus z podčeledi Triatominae, přenašeče Trypanosoma cruzi, původce Chagasovy choroby (parazitární onemocnění, které se vyskytuje především v Latinské Americe poz.red.). Rozhodla jsem se požádat o stipendium na vědeckou iniciaci, v rámci které bych studovala interakci mezi Trypanosoma rangeli a Rhodnius prolixus se zaměřením na aktivaci hmyzí buněčné imunity. Stala jsem se posedlou výzkumem interakcí mezi parazitem a hostitelem a tím, jak se paraziti geneticky přizpůsobují hostiteli, aby zajistili své přežití a přenos na dalšího hostitele.

Praktická hodina fyziologie hmyzu, kde Cecilia Stahl Vieira učila o vnitřní morfologii hmyzu, zdroj: archiv Cecilia Stahl Vieira.

Jak náročná byla cesta k získání MSCA Postdoctoral Fellowship a co pro Vás toto ocenění znamená?

Nejprve musím říci, že i když se v oblasti mého výzkumu, kterému se věnuji již více než deset let, považuji za velmi optimistického a kompetentního člověka, v hloubi duše jsem nikdy nevěřila, že bych mohla vyhrát takovou konkurenční výzvu, jakou je MSCA. Soutěžit se Severoameričany a Evropany, kteří mají lépe vybavené laboratoře a větší množství finančních prostředků na výzkum oproti nám, latinskoamerickým výzkumníkům, byla výzva. V roce 2019 během jednoho z mých postdoktorandských pobytů mě kolega Dr. Erich Telleria, se kterým jsem se seznámila při svém předchozím působení na FIOCRUZ/Brazílie (Nadace Oswalda Cruze je významnou institucí vědy a techniky ve zdravotnictví v Latinské Americe poz.red.), pozval do týmu Laboratoře vektorové biologie na Katedře parazitologie Univerzity Karlovy, kde dnes pracuje jako výzkumný pracovník. Z Ria de Janeira do Prahy jsem cestovala s využitím vlastních výzkumných zdrojů, abych absolvovala krátkodobé školení v mikroinjikacích flebotomů. Jedná se o základní techniku při genetických modifikacích hmyzu a při studiu funkce genů. Potřebovala jsem vědět, zda dokážu manipulovat s tak malým a choulostivým hmyzem, jako jsou flebotomové. Školení bylo úspěšné a po diskusi s profesorem Petrem Volfem, který je vedoucí týmu Laboratoře biologie vektorů, jsme se rozhodli podat inovativní projekt. Ten by kombinoval mé odborné znalosti z imunologie a endokrinologie krevsajících ploštic s dlouhodobým zaměřením týmu profesora Volfa, který se zabývá biologií flebotomů a různými aspekty jejich molekulární interakce s leishmaniemi.   Psaní návrhu MSCA bylo velmi časově náročné a zároveň bylo obtížné splnit všechny potřebné požadavky. Na první pokus v roce 2020 jsem bohužel neuspěla. I tak ale projekt získal skóre 77,20 % a celkově pozitivní hodnocení, což bylo zdůvodněno zejména jeho originalitou. S využitím podnětů v hodnocení recenzentů jsme se rozhodli podat revidovaný návrh do MSCA v další výzvě v roce 2021. Opět bylo velmi těžké napsat konkurenceschopný návrh, hlavně proto, že jsem tehdy byla těhotná. Tento časově náročný proces mi během těhotenství způsobil silné bolesti zad. Musela jsem tedy překonat mnoho výzev, ale nakonec se mi to podařilo. Tohoto ocenění si nesmírně vážím. Vím, že tato příležitost změní mou kariéru, život i život mé rodiny (která se se mnou přestěhuje do Prahy). Bojím se, ale zároveň se těším, až začnu tuto novou výzvu, která zahrnuje být motivovanou a inovativní výzkumnicí a zároveň vychovávat dítě mladší dvou let na jiném kontinentu, mluvit jiným jazykem, a to daleko od naší rodiny a zázemí.

Školení v mikroinjikaci flebotomů v Laboratoři vektorové biologie na Přírodovědecké fakultě UK v roce 2019, zdroj: archiv Cecilia Stahl Vieira.

Co si myslíte, že bylo klíčem k úspěchu Vašeho vědeckého návrhu?

Byla to kombinace spolupráce mého vedoucího Petra Volfa a Dr. Ericha Tellerii, kteří mi pomáhali při přípravě návrhu. Cennou pomoc mi poskytla také Mgr. Klára Sobotíková z oddělení projektového řízení Přírodovědecké fakulty. Pevně věřím, že bych grant nezískala bez spolupráce lidí, kteří se na projektu podílejí – členů týmu Laboratoře vektorové biologie a pracovníků Přírodovědecké fakulty. Mohla bych mluvit o svých předchozích zkušenostech vědecké pracovnice, o tom, jak je projekt inovativní atd. Samozřejmě se to počítá k získání grantu MSCA, ale chci vyzdvihnout a zdůraznit, že věda se dělá společně, v duchu spolupráce a etiky.

Jak dlouho bude trvat realizace takto rozsáhlého projektu?

Pokud se spolehneme na úsilí týmu, který se na projektu podílí, budeme schopni celou experimentální část projektu dokončit za 2 roky. Pokud jde o uplatnění poznatků získaných během realizace projektu prostřednictvím vytvoření inovativního výrobku nebo patentu, očekává se, že to bude trvat nejméně dalších šest měsíců nebo jeden rok.

 

 

 

Můžete prosím krátce představit, čím se zabýváte ve Vašem grantovém projektu?

Cílem projektu je přerušit infekci leishmanií ve střevě flebotomů a zabránit tak přenosu parazita na obratlovce. Zaměřujeme se na Leishmania infantum, což je původce viscerální leishmaniózy (souborný název pro parazitická onemocnění způsobená prvoky z rodu Leishmania, jejichž přenos na člověka probíhá štípnutím bodavého hmyzu-poz.red.), a interakci s Phlebotomus perniciosus, který je přirozeným přenašečem L. infantum v oblastech okolo Středozemního moře.  P. perniciosus je zároveň schopen přenášet i další druhy leishmanií. Zmíněná skutečnost tak dále zvyšuje význam studia tohoto druhu.

Prezentace jednoho z vědeckých článků Cecilia Stahl Vieira na kongresu o Chagasově chorobě "Ciclo Carlos Chagas de Palestras" na FIOCRUZ v roce 2016. Na tomto kongresu byla práce dr. Vieira vybrána jako nejlepší práce o studiu vektorů (konkrétně interakce Trypanosoma cruzi v jejím hmyzím přenašeči (triatominy), zdroj: archiv Cecilia Stahl Vieira.

Je známo, že imunitní systém hmyzu ovlivňuje infekci parazitem a že neuroendokrinní systém (síť hormonálně aktivních buněk difúzně umístěná v organismu-poz.red.) hmyzu a jím uvolňované hormony, jako je ekdyson, mají roli v regulaci imunity hmyzu. Inovativně tedy budeme studovat, jak hormony mění imunitní signální dráhy u flebotomů, a to pomocí editace genů tak, aby se zvýšilo nebo snížilo působení hormonů a efektorových antimikrobiálních peptidů (antimikrobiální peptidy se uvolňují z buněk hmyzu po rozpoznání infekce a mohou zabíjet mikroorganismy.-poz.red.). Zároveň budeme a analyzovat účinky těchto změn při infekci leishmaniemi. Pokusíme se i využít techniku, která dosud nebyla u flebotomů zavedena, a to CRISPR/CAS9, abychom vytvořili geneticky modifikovanou linii hmyzu, která by byla imunní vůči infekci leishmaniemi. Díky tomuto projektu získáme hluboké znalosti o molekulárních mechanismech neuroendokrinní regulace v několika fyziologických aspektech flebotomů a zejména P. perniciosus.

Co Vás na výzkumu nejvíce baví a co jsou naopak „stinné“ stránky "?

Poznání a použití inovativní techniky CRISPR/CAS9 při studiu interakcí mezi parazitem a vektorem je jedním z nejzajímavějších bodů při vývoji projektu na Karlově Univerzitě. Konečně budu pracovat s genetikou tak, jak jsem si představovala, když mi bylo 18 let. Také si užívám toho, že nově pracuji s jiným druhem hmyzího přenašeče, než s jakým jsem pracovala celý život. CRISPR/CAS9 zároveň není u flebotomů zavedena a použití této techniky ke studiu velice aktuálního tématu (endokrinní regulace imunity) je pro mě velmi vzrušující. Hlavní nevýhodou je možnost, že technika CRISPR správně neupraví předem vybrané geny flebotomů. Máme však způsoby, jak tento problém překonat, použili bychom metodu nazývanou RNAi.

Vraťme se ještě k Vašemu předešlému výzkumu, čím Vás fascinoval bičíkovec Trypanosoma cruzi, (Chagasova choroba, způsobená tímto bičíkovcem je třetí nejrozšířenější parazitickou nemocí na světě- poz.red.)?

Za prvé, parazitismus obecně považuji za neuvěřitelný způsob, který řada organismů využívá (samozřejmě nevědomě) k životu a vývoji. Je to přitom proces, jehož vývoj trval miliony let, aby fungoval správně. Parazit svého hostitele nezabije, jelikož chce využít jeho bílkoviny a molekuly. Má k dispozici dostatek potravy a nemusí vynakládat energii na její hledání. To nejzajímavější však můžeme pozorovat u digenetických parazitů; ti potřebují dva různé hostitele, většinou ze vzdálených taxonů, například bezobratlého a savce nebo dokonce rostlinu. Myslím, že tento „tanec přírody“, jak se budují vztahy mezi různými živými organismy a jak z toho parazité těží je fascinující. A pochopení těchto mechanismů mne moc baví a uchvacuje.

S ohledem na to je parazit Trypanosoma cruzi stejně fascinující jako Leishamania sp.; pochopit jeho cyklus u hmyzu a u savců je zajímavé a zábavné. Ale především je jejich studium klíčové pro odhalení mechanismů, které používají a které způsobují nemoci u lidí. Jak bychom my vědci mohli využít svou zvědavost k pochopení života a jeho interakcí, abychom snížili dopad parazitárních onemocnění na lidské zdraví? Musíme vytvářet údaje o biologii příslušných organismů a hledat v nich cíle, kterými bychom mohli manipulovat a přerušit cyklus parazitů nebo přežívání v jejich hostiteli.

Dr. Ericha Telleria, Prof. Petr Volf a Dr. Cecilia Stahl Vieira, zdroj: archiv Cecilia Stahl Vieira.

Kterými vědeckými otázkami byste se chtěla v budoucnu zabývat, případně jaké jsou Vaše další vědecké plány?

Miluji komunikaci mezi buňkami a buněčné signální dráhy, přičemž znám mechanismy jejich působení u hmyzu. V budoucnu mám tedy v úmyslu prozkoumat hormonální regulaci v několika aspektech hmyzí imunity. Také je působivá podobnost mezi imunitou hmyzu a savců. Zkoumání regulačních mechanismů hmyzí imunity bude také velice aktuálním a důležitým tématem vzhledem k využívání hmyzu jako alternativních modelů pro studium infekčních a metabolických lidských onemocnění. Dovedu si tedy představit, že se budu hmyzí imunitou zabývat navždy.

Plánuji napsat projekt do dalšího prestižního evropského programu financování a přemýšlím o své budoucnosti v krátkodobém měřítku. Projekt NEPHIMLEY bude mít po skončení stipendia MSCA několik odvětví, na kterých se budu moci podílet, což chci také udělat. Bude mi potěšením zůstat ještě jeden nebo dva roky v týmu profesora Volfa a stát se odborníkem na fyziologii flebotomů.

 

Děkuji za rozhovor a přeji mnoho úspěchů v řešení projektu

Kateřina Fraindová

 


Působíte na Přírodovědecké fakultě a chcete získat prestižní grant? Využijte podporu Oddělení projektového řízení! Kontaktujte nás už tehdy, jakmile začnete o podání žádosti vážně uvažovat: příprava žádostí o evropské granty – Klára Sobotíková. Můžete také sledovat přehled aktuálních grantových příležitostí a zaregistrovat se k odběru newsletteru Grantové informace – Funding Opportunities.

Publikováno: Úterý 07.02.2023 20:50

Akce dokumentů