Marek Cebecauer vyštudoval biochémiu na Univerzite Komenského v Bratislave. Doktorát z imunológie získal na Univerzite Karlovej v Prahe. Desať rokov pôsobil v zahraničí, napríklad vo Švajčiarsku a Veľkej Británii. Od roku 2011 pôsobí na Ústave fyzikálnej chémie J. Heyrovského Akadémie vied ČR, kde založil nový odbor fyzikálnu biológiu.
Skôr než sa budeme rozprávať priamo o vašom výskume, spýtam sa na iné. Pôsobíte na českej Akadémii vied. Prečo práve Česko? Prečo ste odišli zo Slovenska?
Robí sa tu skvelá veda. Netvrdím, že na Slovensku nie, ale kvalitnej vedy je u nás omnoho menej. Zjednodušene povedané, je to dané financovaním. V Čechách ide reálne na výskum omnoho viac prostriedkov než na Slovensku.
Po štúdiu na Univerzite Komenského v Bratislave som bol rozhodnutý, že budem robiť špičkovú vedu. Už v tom čase, keď sa delilo Československo, bolo jasné, kde je väčšia šanca to dosiahnuť. Akurát som musel ešte pár rokov počkať, dokončiť doktorát v Prahe a až potom som sa dostal do špičkových vedeckých inštitúcií na Západe, ako je Ludwig Cancer Research Institute v Lausanne alebo Imperial College v Londýne.
Do Čiech som sa vrátil z rodinných dôvodov, moja manželka je z Prahy. Ale opäť to bolo s tým, že tu môžem pokračovať v kvalitnej vede. Trochu sa bojím, že na Slovensku by som túto možnosť nemal. Alebo iba s veľkou dávkou šťastia.
Predpokladám, že v laboratóriu máte aj študentov, pre ktorých ste takpovediac mentorom. Akých mentorov ste mali vy? A prečo ste sa rozhodli popri samotnom výskume stať sa aj mentorom?
Mojim prvým vedeckým mentorom bol môj otec. Mal som to obrovské šťastie, že sa zameriaval na výskum a poznávanie prírodných procesov a nie na výkon, ktorý sa dnes často používa na posudzovanie vedcov. Naučil som sa tak bádať. Niektorí kolegovia by ma určite radi opravili, že tzv. nekonečné bádanie nemusí viesť k ničomu užitočnému. A majú pravdu. Treba nájsť správny moment, keď už nejaké konkrétne bádanie nikam nevedie a treba sa začať venovať niečomu inému s lepšou perspektívou. Ale mám dojem, že v dnešnej dobe je vo vede až príliš veľký tlak na výkon a mizne bádanie.
Ale k vašej otázke o mentorstve. Mojimi ďalšími mentormi boli Jozef Bán, Václav Hořejší, Immanuel Luescher a Anthony Magee. Bez rozdielu sú to všetko excelentný vedci a výborný mentori. Mal som to šťastie, že všetci mali veľmi silný charakter. Našli sa medzi nimi aj komplikovanejšie typy, ale všetko to boli skvelí ľudia. To je to, čo sa snažím preniesť aj na mojich študentov alebo doktorandov. Neviem, či sa mi to vždy darí, ale popri kvalitnej vede je potrebné vidieť aj jej širší rozmer. A to je posúvanie ľudskej spoločnosti nielen pomocou nových objavov, ale aj „produkovaním“ ľudí so širokým srdcom a veľkým rozhľadom.
Čo môžu študenti, pre ktorých ste mentorom, od vás očakávať a naopak, čo by očakávať nemali?
Začnem tým, čo by očakávať nemali. Určite im nebudem vysvetľovať, že musia pracovať s maximálnym úsilím a investovať do práce nadštandardné množstvo energie. Veda je práca na hrane ľudského poznania. To znamená, že je potrebné neustále sa vzdelávať a byť odolný. Pripravený na veľké množstvo neúspechov a len zopár nezabudnuteľných chvíľ, keď sa podarí niečo nové objaviť.
Pracujem s dospelými ľuďmi a toto musia vedieť. Nie som kontrolór. Som ich tímový partner a poradca s väčšími skúsenosťami. Ale nie som vedúci, ktorý je im nadriadený. Mám väčšiu zodpovednosť. To je celý rozdiel.
Očakávať potom môžu to, že sa o svoje skúsenosti rád podelím. Pracujeme ako jeden tím. Ja bez mojich študentov a doktorandov, ale aj iných kolegov vrátane technického a administratívneho tímu nemôžem dosiahnuť nič. Som tiež ochotný vnímať ich problémy. Ak z nejakého dôvodu niekto potrebuje chodiť do práce až poobede, ale potom si svoju prácu urobí, nemám s tým problém. Pokiaľ niekto potrebuje týždeň-dva riešiť osobné veci a potom sa s plnou vervou vrhne na pokusy, opäť u mňa nájde porozumenie. To sa v živote stáva.
Snažím sa tiež vnímať, že každý je iný. Ale neviem, či sa mi to vždy darí.
Roky ste pôsobili v niekoľkých krajinách sveta. Čo vám tie roky dali, kam vás posunuli v profesijnej sfére? A čo vám dali „ľudsky“, teda čo znamenal pobyt vo svete pre vás ako človeka, nielen vedca?
Žiť v inej krajine, a teraz nemám úplne na mysli Česko, je podľa mňa vždy obohacujúce. Nič nemusím robiť naviac a môj rozhľad sa automaticky rozširuje. Učím sa a ani o tom neviem. Vždy sú totiž veci, ktoré v týchto krajinách prebiehajú inak ako doma. Človek sa musí popasovať s iným jazykom, inou kultúrou, inými pravidlami.
Priznám sa, nikdy som nevyhľadával slovenské alebo české komunity. Snažil som sa zapadnúť medzi kolegov, ktorí často sami neboli miestni. Myslím si, že bez života v zahraničí by som asi bol menej tolerantný. Určite by som mnohé veci robil inak, viac podobne ľuďom z môjho okolia.
Ako sa dívate na fakt, že na Slovensku sa dezinfoscéne podarilo prelomiť určitú bublinu a dnes je priamo pri riadení štátu? Aký dopad to podľa vás môže mať napríklad aj na rešpekt voči vede a vedcom? Ak to otočíme konštruktívne, nie je to zároveň obrovská výzva popularizovať vedu a prácu vedcov?
Nemyslím si, že je to špecifikum Slovenska. Pozrite sa na vyspelé demokracie. Ale iba preto, že s týmto problémom bojujú všade, by som to nepodceňoval. Mám obavu, že sa z tohto začarovaného kruhu len tak nedostaneme.
Dezinfoscéna profituje z nízkej vzdelanosti spoločnosti. Teraz nemám na mysli iba oficiálne vzdelávanie v školách, ale celkové tvarovanie ľudí. A naschvál nehovorím mladých ľudí, pretože sa nás to týka všetkých. Je však pravda, že celý problém do istej miery stojí na tom, aká je kvalita bežne dostupného školstva v danej krajine. Všade, kde upadá vzdelávanie, dôjde k úpadku spoločnosti a následne k prieniku rôznych záujmových skupín do riadenia štátu.
Je potrebné maximálne sa venovať vzdelávaniu a kultivovaniu spoločnosti. A to každým svojim vystúpením, každým konaním, jednaním doma, v práci, vo verejnom priestore. Nie je možné, aby sa čelní predstavitelia štátu a rôznych reprezentatívnych inštitúcií správali hrubo a prízemne. Tým upadá štandard medziľudských vzťahov a úpadok spoločnosti.
No a vedci by mali obzvlášť pomáhať kultivovať spoločnosť. Nielen pri vysvetľovaní nejakých nových objavov. Mali by chodiť do škôl, do rádií a televízií. Opakujem, pomáhať kultivovať spoločnosť. Je však potrebné, aby to prebiehalo prirodzene. Obávam sa, že väčšina vedcov nemá schopnosť na tento model pristúpiť. Nevedia s bežnou spoločnosťou komunikovať. Okrem toho je na vedcov obrovský tlak s produkovaním výsledkov a veľa energie na zapájanie sa do rozvoja spoločnosti potom nezostáva.
Venujete sa najmä využitiu najnovších technológií pre štúdium biologických procesov na molekulárnej a bunkovej úrovni. Čo si pod tým máme my laici predstaviť?
Ako biochemik som pred 30 rokmi rozbíjal milióny buniek, aby som sa dozvedel, čo sa s nejakým konkrétnym proteínom stalo napríklad po rozpoznaní škodlivej baktérie imunitnou bunkou.
Samotné rozpoznanie nebezpečenstva živými imunitnými bunkami v experimente prebehlo ešte pri teplote ľudského tela, teda 37 stupňov Celzia. Ale v zapätí som musel bunky schladiť v ľadovom kúpeli, rozbiť a použiť nejakú štandardnú metódu, napríklad elektroforézu, aby som bunkové proteíny rozdelil a potom hľadal ten môj cieľ napríklad pomocou protilátky. To však znamenalo, že informácia, ktorú som získal, bola priemerom z oného milióna buniek, ktoré som v jednej vzorke použil, a stoviek až tisícov proteínov v každej bunke.
Každá bunka však mohla odpovedať na kontakt s baktériou v rôznych časoch a mohli byť aj bunky, pri ktorých k žiadnej odpovedi nedošlo. To sa z klasických biochemických postupov nedozviem.
Takže ste asi museli hľadať nové postupy a technológie.
Existujú rôzne technicky náročné postupy, ktoré za istých okolností umožňujú sledovať jednotlivé proteíny v ich prirodzenom prostredí. Tu opäť prevládajú mikroskopické postupy. Musíme však využívať aj rôzne triky, aby sme mohli jeden proteín pozorovať dlhšiu dobu alebo aby sme rozlíšili aj drobné nanoskopické detaily, ktoré normálny svetelný mikroskop nevie rozlíšiť.
Iný fyzikálny trik, Förstrov prenos energie, nám pre zmenu umožňuje odlišovať látky, ktoré sa priblížia na vzdialenosť piatich nanometrov od tých, ktorých vzdialenosť je väčšia. To sú pre biológa a imunológa veľmi dôležité informácie. Pretože vzdialenosť menšia ako 5 nanometrov naznačuje, že sa tie dve látky stretli. A mohli si odovzdať nejakú informáciu, napríklad o tom, že sa na povrchu bunky vyskytuje nebezpečná baktéria.
Rozumiem tomu správne, že práve sem smeruje váš výskum? Teda k schopnosti zistiť prítomnosť nebezpečnej baktérie a následne určiť liečbu?
Áno, takýmto postupom sa v reálnom čase a s presnosťou jednotlivých molekúl dozvieme ako prebieha prenos informácie v živej bunke a môžeme presnejšie navrhovať potenciálne liečebné postupy.
Ak hovoríme o pozorovaní buniek, špecifické je napríklad pozorovanie buniek v nádoroch. Ako to prebieha?
Niektorí z čitateľov možno v škole použili mikroskop a pamätajú si, že na sklíčko naniesli napríklad kvapku znečistenej vody. Tak bolo možné spozorovať mikroorganizmy, ktoré voľným okom nevidíme. Preto používame mikroskop. Dôležité je však to sklíčko. Keby sme použili kov, tak cez takúto podložku nič neuvidíme. Šošovky v mikroskope sú vyrobené zo skla. To podložné sklíčko, na ktoré sme kvapli špinavú vodu, má rovnaké fyzikálne vlastnosti ako šošovky a iné optické časti mikroskopu.
Sval alebo nádor má však iné fyzikálne vlastnosti. To zásadným spôsobom zhoršuje mikroskopické videnie v biologických materiáloch. Aby sme mohli sledovať napríklad pohyb imunitných buniek v nádore, musíme tieto bunky nejako označiť. Musia dostať niečo ako zástavku, ktorej hovoríme značka. Inak by sme nevedeli odlíšiť imunitné bunky od nádorových. Kvalitné značky máme najmä také, ktoré sa rozsvecujú modrým, zeleným a žltým svetlom. Vieme pracovať aj s červeným svetlom.
Pre infračervené svetlo však zatiaľ kvalitné značky nemáme. Otázka preto je, ako spojiť infračervené svetlo a naše odskúšané značky. Našťastie existuje niečo, čo sa označuje ako dvojfotónová mikroskopia. Bez zachádzania do detailov verte, že je možné zamerať infračervené svetlo do nejakého bodu v nádore a tam dôjde k jeho premene napríklad na modré svetlo.
Zatiaľ síce nevieme sledovať procesy do veľkej hĺbky, teda do hĺbky niekoľko centimetrov, ale aj tých pár milimetrov stačí, aby sme sa dozvedeli, čo sa deje z pohľadu imunitných buniek v rôznych nádoroch.
Vaše laboratórium robí výskum v oblasti fyzikálnej biológie. Znovu sa ako laik spýtam, o čo ide?
Z bežného života vieme, že nie je jedno, v akom čase vyrazíme napríklad do práce. Predlžujú sa zápchy, autobusy meškajú a cesta do práce sa môže predĺžiť. V imunitnej bunke by takéto zdržanie mohlo znamenať neskorú odpoveď na bacil a rozvoj náročnejšej infekcie. Podobne je to s priestorom, teplotou, hustotou molekúl a podobne.
Aby sme si to vedeli lepšie predstaviť, tak biológ štandardne kontroluje teplotu nádoby, v ktorej prebieha nejaký experiment. Pokiaľ sa však jedná o proces, ktorý prebieha v bunke, fyzikálny biológ by mal kontrolovať aj teplotu v bunkách. Bunky majú totiž vlastné mechanizmy, ako udržovať alebo meniť ich vnútornú teplotu. Podobne je to s priestorom. Pre biológa často stačí, aby vedel, že nejaký proces prebieha na bunkovej membráne. Fyzikálny biológ kontroluje, či daný proces preferenčne neprebieha v nejakej malej časti membrány s neštandardnými vlastnosťami a či sa toto priestorové obmedzenie v čase nemení.
Takže ak by som chcel odlíšiť štandardného bunkového biológa od toho, ktorý sa cíti byť fyzikálnym biológom, hoci takéto presné delenie v praxi neexistuje, ten s prívlastkom fyzikálny dáva väčší doraz na vplyv fyzikálnych respektíve fyzikálno-chemických parametrov na biologické procesy.
Dúfam, že to nebude znieť nevhodne, ale nás laikov v podobných prípadoch zaujíma najmä praktický význam. Takže aký praktický význam pre samotnú vedu a potom aj pre nás má váš výskum?
Toto je otázka na telo. Moja skupina sa venuje základnému výskumu. Preto nie je ľahké odpovedať na druhú časť otázky. Tým, že sa snažíme pochopiť, ako fungujú biele krvinky, konkrétne lymfocyty, ktoré chránia ľudí pred rôznymi nebezpečenstvami, ako sú infekcie či nádory, tým určite prispievame k vývoju liečiv. Od nášho výskumu k tým liečivám je však dlhá cesta. Ale bez neho by bola ešte dlhšia.
Priamejší vplyv vidím v tom, že lekárom odhaľujeme, ako imunitný systém funguje. V poslednom čase sa zameriavame aj na to, ako reaguje na rôzne stresové zmeny. Lekár síce nemá čas čítať naše odborné články opisujúce nejaký detail o imunitných bunkách, ale z našich článkov sa píšu súhrnné články, z ktorých sa potom vyberajú informácie pre lekárov.
Jednoduchšie sa odpovedá na prvú časť vašej otázky. Ľudské poznanie, či už to opreté o vedu, ale aj to bežnejšie, nadobúdané bežným životom, je mozaikou informácií. Náš výskum pomáha tak, že používa neštandardné metódy, aby odhalil detaily, ktoré sa pri bežne naplánovaných imunologických pokusoch dajú ľahko prehliadnuť. Mozaiku znalostí o imunitnom systéme tak dopĺňame z trochu odlišného uhla ako naši kolegovia.
Ste biochemik, predpokladám, že neraz musíte vysvetľovať napríklad, ako je to s cholesterolom. K nám laikom sa dostávajú často až zmätočné informácie. Takže aký je rozdiel medzi „dobrým“ a „zlým“ cholesterolom?
V prvom rade je nutné zdôrazniť, že bez cholesterolu by sme nemohli žiť. Je veľmi potrebný na fungovanie bunkových membrán, na tvorbu vitamínu D a steroidových hormónov.
Nie je však cholesterol ako cholesterol. A hlavne, všetkého veľa škodí a preto aj veľa cholesterolu v našom tele nie je dobré. O tom, koľko cholesterolu potrebujeme a čo už škodí, rozhoduje náš metabolizmus. Väčšinu cholesterolu si produkujeme v pečeni. Určite môžu škodiť zlé stravovacie návyky, ale na vznik kardiovaskulárnych ochorení vplýva najmä málo pohybu, stres a ďalšie faktory, ktoré sa skrývajú pod termínom „zlý životný štýl“.
Horšie je to už s diagnostikou. Čo to znamená príliš veľa cholesterolu? Nie je jednoduché odlíšiť cholesterol od jeho derivátu cholesterol esteru. Ten druhý považujeme za bezpečnú verziu pre uchovávanie cholesterolu v tele. Najviac nám asi naznačuje pomer tzv. HDL a LDL. Sú to viacmolekulové častice v našej krvi, ktoré obsahujú cholesterol a ďalšie lipidy, a majú na starosti transport týchto látok do alebo z pečene. HDL považujeme za dobrý, LDL za ten menej vítaný.
V našej krvi je však veľa rôznych častíc podobných cholesterolu a ďalším metabolickým lipidom, napríklad triglyceridom. Ich pomery potom určujú, čo škodí a s čím si organizmus ešte poradí. Ale detailne, s vysokou presnosťou sa tieto častice dajú diagnostikovať iba pomocou veľmi zložitých metód. Tie nie sú dostupné pre bežnú klinickú prax u nás ani v zahraničí. Musíme sa preto držať skúseností. Je totiž pravda, že vysoké hodnoty LDL boli pozorované u väčšiny pacientov s kardiovaskulárnymi chorobami. Preto doktori sledujú túto hodnotu, aj keď sama o sebe nie je dokonalým dôkazom blížiacich sa problémov.
V súvislosti s cholesterolom sú často diskutované napríklad vajíčka. Takže ako to je?
Vajíčka okrem cholesterolu obsahujú veľké množstvo vitamínov a ľahko stráviteľné bielkoviny. Je to vlastne superpotravina. Tých by som sa nebál. A neexistuje kvalitný dôkaz, že kardiovaskulárne choroby spôsobujú vajíčka. Vajíčka by som z problémov našej prejedajúcej sa a málo sa hýbucej spoločnosti neobviňoval.
Ako relaxuje vedec, ktorý je ponorený do práce v laboratóriu?
Každý asi iným spôsobom. Ja najradšej v horách alebo na záhrade. Do hôr sa často nedostanem, takže prevažne je to tá záhrada alebo šport s rodinou. Basketbal, tenis, korčuľovanie.
S manželkou milujeme ruže. Postarať sa o ne mi zaberie veľa času. Už ich máme viac ako tridsať. Väčšinou sú to veľké popínavé anglické ruže. Treba ich strihať, hnojiť, chrániť pred plesňami a hmyzom, zalievať. Človek je z toho doráňaný, upotený, unavený, ale ruže mu to vrátia. Krásne vykvitnú a potom sa z toho môže tešiť nielen naša rodina, ale aj každý, kto okolo našej záhrady prechádza. To je popri spoločných chvíľach s rodinou asi môj najväčší oddych.