Projekt „Understanding of tooth developmental trajectories as a novel approach for dental regeneration“

 

Mgr. Jan Křivánek, Ph.D. v současnosti působí na Ústavu histologie a embryologie Lékařské fakulty Masarykovy univerzity. Jeho projekt „Understanding of tooth developmental trajectories as a novel approach for dental regeneration“ získal podporu dva a půl milionu korun na tři roky od Grantové agentury Masarykovy univerzity (GAMU) v kategorii H. V této kategorii GAMU podporuje rizikové projekty, které mají reálný potenciál posunout hranice svého oboru.

Co je cílem projektu „Understanding of tooth developmental trajectories as a novel approach for dental regeneration“?

Naše tělo disponuje celou škálou mechanismů, které zajišťují jeho fungování do vysokého věku. Mezi nejdůležitější patří regenerace a reparace tkání. Díky těmto doslova zvláštním schopnostem náš organismus neustále obnovuje opotřebované části a opravuje je například při poranění.

Ve svém projektu se chci zaměřit na detailní popsání a ověření mechanismů využívaných organismem v přirozené reparaci zubu. Na základě získaných znalostí chci navrhnout a ověřit postup využití těchto poznatků při cílené buněčné diferenciaci jako budoucí vizi dentální regenerativní medicíny.

 

Co je Vaším hnacím motorem, důvodem proč jste si vybral toto téma?

Obor vývojové biologie mě vždy zajímal. Pochopení procesů, vedoucích od počátečního splynutí dvou zárodečných buněk až k vytvoření specializovaných orgánů, které spolu dokáží komunikovat a fungovat je jednak fascinující a jednak je to základní předpoklad ke zjištění původu různých vrozených vývojových vad a toho jak tyto procesy umět rekapitulovat a uplatnit v rychle se rozvíjejícím oboru regenerativní medicíny.

Během posledních několika let jsem se věnoval studiu nikdy nekončícího růstu myších řezáků. Mimo jiné se nám podařilo objevit několik nečekaných a dosud nepopsaných mechanismů, které stojí za udržováním kmenových buněk v tomto modelovém organismu. Popsali jsme postupné změny vedoucí k tvorbě tvrdých zubních tkání a růstu zubu a zjistili jsme, že růst myších řezáků sdílí určité znaky důležité i při vývoji lidského zubu. Otázkou, kterou jsem si položil, bylo, jestli se za pomoci pochopení těchto mechanismů dají znovu aktivovat přirozené buněčné diferenciační dráhy vedoucí k formování tvrdých zubních tkání a tím podpořit přirozenou regeneraci či reparaci zubu na plně biologických základech.

Hnacím motorem je tedy předně moje zvědavost, podpořená možností využití získaných teoretických znalostí k otevření nových přístupů při léčbě (nejen) zubního kazu.

 

"Konfokální mikrofotografie apikální části kořene zubu z geneticky modifikované DSPP-cerulean/DMP-mCherry myši vizualizující buňky tvořící kosti, dentin a zubní cement (osteoblasty, osteocyty, cementoblasty a odontoblasty)."

Tento projekt navazuje na Vaši předchozí práci. Mohl byste ji přiblížit?

Během mého postdockého pobytu na Lékařské univerzitě ve Vídni, bylo mým cílem zmapovat na transkripční úrovni všechny typy buněk v celoživotně rostoucím myším řezáku, navrhnout schéma jejich postupného vývoje, interakcí a v konečném důsledku publikovat rozsáhlou interaktivní online databázi, kterou nazýváme „Dental Cell Type Atlas“. Tato databáze, umožní všem výzkumníkům našeho oboru vyhledat expresní informace o genech svého zájmu a tím podstatně urychlit výzkum v této oblasti (článek v recenzním řízení). Laicky řečeno jsme popsali rozdílné typy buněk v zubu na základě parametrů, které jejich rozdílnost předurčují a díky tomu jsme jednak schopni predikovat jejich přirozené chování a zapojení do interakce s ostatními buňkami, a jednak jsme schopni předurčit, co se stane, když jednotlivé geny nebudou fungovat tak, jak mají. V rámci naší práce jsme se také podrobně zaměřili na studium genů kódujících tzv. transkripční faktory (řídící geny určující osud buněk) v rozdílných vývojových stádiích zodpovědných za tvorbu tvrdých zubních tkání, jako jsou odontoblasty tvořící dentin nebo ameloblasty tvořící sklovinu a prostudovali jsme jejich vzájemné interakce.

 

Jak Vám finanční prostředky z Grantové agentury pomohou ve Vašem výzkumu?

GAMU je pro mě skvělá příležitost. Jsem rád, že se granty tohoto typu vypisují. Celý název výzvy kategorie H je „High risk/high gain“. Což je přesně moje situace. Máme k dispozici nečekaně vydatnou teoretickou základnu, na kterou bych rád navázal experimentální prací, která jak doufám, funkčně ověří naše hypotézy.

Ačkoliv máme řadu pádných důvodů věřit, že tyto principy budou zpětně aplikovatelné na myším modelu i v experimentech s využitím lidských buněk, pořád existuje možnost, že se budou věci dít jinak a naši hypotézu bude nutné v průběhu experimentální práce přeformulovat. Máme proto v záloze několik plánů jak postupovat. Proto si myslím, že můj projekt naplňuje podstatu hesla „High risk/High gain“. Pomoc od GAMU mi umožní pokrýt materiální náklady na 3 roky trvající zkoumání v této oblasti. Navíc mi tento grant umožní i cestovat na mezinárodní vědecké konference a rozvinout náš projekt o přeshraniční spolupráce, což si myslím, že je klíčová věc.

Máte za sebou několik pracovních pobytů v zahraničí, co Vám tyto cesty přinesly?

Když bych měl něco ze svého profesního života vyzdvihnout, tak to byly právě zahraniční zkušenosti a to jak ty krátkodobé, tak ty déle trvající. Konkrétně mě nejvíc ovlivnily moje pobyty na Stockholmské Karolinska Institutet, kde jsem strávil část svého doktorského studia a pak ve Vídni, kde jsem 3 roky působil jako postdoc ve skvělém týmu vedeném Igorem Adameykem. Kromě toho se mi podařilo navštívit laboratoř na University of Connecticut, díky čemuž budu mít teď k dispozici unikátní myší model, který mi významně usnadní moji práci. Myslím si, že kontakt s okolím je ohromně důležitá věc nejen v našem oboru. Člověk získá nad věcmi jednak nadhled, a jednak se seznámí se spoustou skvělých lidí.

 

Co by měl dobrý vědec mít?

Nevím, jestli jsem ten správný člověk, který by měl odpovídat na tuhle otázku. Já považuji za důležité mít všeobecný přehled a nadšení pro věc. Myslím si, že by si člověk měl pokládat větší otázky, které přesahují jeho úzce specializovaný obor a snažit se věci dávat do širšího kontextu. Vždy na začátku každého projektu by měla zaznít spíše otázka „Proč“ než „Jak“. Proč je to zajímavé, proč to chci vědět? Otázka „Jak to udělat“ je až druhotná. Cesta se vždycky najde. Pokud máme dobrý nápad, tak bychom měli mít odvahu hledat cestu.

Nedávno mi jeden kolega říkal, že když mu naplánovaný experiment nedopadne podle jeho očekávání, což by spousta lidí považovala přinejmenším za nepříjemnost, tak on z toho má radost. Ví totiž, že za tím stojí nějaká věc, které zatím nerozumí, ale která existuje a má smysl po ní pátrat. Právě tady ta vědecká „plasticita“ nebo také schopnost tvořit nové hypotézy a nezaseknout se na jednom „nefungujícím“ experimentu je podle mého názoru nezbytná vlastnost každého dobrého výzkumníka.

Jako poslední a nejdůležitější bych zmínil, že to musí člověka bavit a musí mu to přinášet radost. Jinak to nemá smysl dělat.

 

Děkuji za rozhovor

MVDr. Bc. Petra Malátková , Odbor výzkumu RMU