Biotechnológ Pavol Čekan so svojím tímom pracuje na spresnení diagnostiky rakoviny prsníka. V decembri roku 2019 jeho firma MultiplexDX ako prvá firma v histórii Slovenska získala prestížny 2,5-miliónový grant zo schémy EIC Accelerator.
V rozhovore sa dočítate, čo Pavla Čekana priviedlo po dvadsiatich rokoch naspäť na Slovensko, prečo je veda psychicky a fyzicky náročné povolanie, ale i to, že lieky, ktoré dnes používame pri liečbe úplne iných ochorení, budú o pár rokov možno pomáhať onkologickým pacientom.
Čo vás nasmerovalo k tomu, aby ste sa venovali biotechnológiám?
Bolo to vyústenie môjho vedeckého rastu. Od bakalárskeho cez doktorandské až po postdoktorandské štúdium som niekoľkokrát zmenil odbor. Venoval som sa proteínovej biochémii, chémii nukleových kyselín, RNA biológii, molekulárnej patológii aj onkológii. A postupnými krokmi sa zo mňa stával viac technológ, než biológ alebo chemik.
Ale to nie je úplne bežná vec, zmeniť výrazne svoje zameranie viackrát počas kariéry.
Nie je to celkom bežné. Odbor som menil prakticky každých päť rokov. Bol to prirodzený proces, nebál som sa ísť do nových vedeckých smerov napriek tomu, že to bolo ťažké. Najmä prvý rok bol vždy veľmi náročný. Ale popasoval som sa s tým, a teraz som vďačný, že to tak bolo. Zrazu som sa zaoberal novými biologickými mechanizmami a technológiami. Získal som vďaka tomu oveľa väčší rozhľad, a to je pri vývoji nových diagnostických technológií dôležité. Musel som sa totiž zorientovať v bioinformatike, molekulárnej biológii, chémii nukleových kyselín, ale aj biofyzike či mikroskopickej technike.
Počas vašej kariéry ste strávili desať rokov na Islande a desať rokov v USA.
Po prvom ročníku na Univerzite sv. Cyrila a Metoda v Trnave, som sa rozhodol odísť do zahraničia. V roku 1998 som odišiel do Londýna. Chcel som sa zlepšiť v angličtine, a spoznať svet. Lenže Slovensko ešte nebolo v Európskej únii a ročné štúdium v Oxforde vychádzalo približne na 18-tisíc libier. Pochopil som, že na to finančne nemám.
Môj dobrý známy, Peter Vošický, mi v tom čase odporučil Island, ako krajinu, kde je možné absolvovať lacné, a zároveň kvalitné štúdium. A tak som sa zbalil a šiel. Najprv som začal študovať medicínu, potom som to zmenil na biochémiu a po troch rokoch, ktoré som strávil vo Vedeckom inštitúte islandskej univerzity (z angl. Science Institute of the University of Iceland), sa mi otvorili obzory. Mohol som si vyberať, kam pôjdem na doktorandské štúdium. V hre boli krajiny ako Dánsko alebo Švédsko.
V čase, keď som sa rozhodoval, som spoznal Snorriho Sigurdssona, ktorý pôsobil ako docent na Washingtonskej univerzite v Seattli, a rozhodol sa vrátiť na Island. Ponúkol mi doktorandskú pozíciu na Islande s tým, že prvý rok som mohol stráviť v Seattli. To ma presvedčilo, chcel som vyskúšať, aké to je v Amerike.
A aké to bolo ?
V Seattli sa mi nesmierne páčilo, strávil som tam takmer celý rok 2004. Bolo to pre mňa natoľko stimulujúce prostredie, že som počas svojho doktorandského štúdia so Snorrim publikoval približne osemnásť vedeckých článkov. Publikačná činnosť mi otvorila dvere do celého sveta, po ukončení štúdia som mal neobmedzené možnosti. Mohol som pokračovať kdekoľvek. V Rakúsku, Dánsku, Austrálii, USA alebo Kanade.
Prečo ste si nakoniec vybrali Ameriku?
Napísal som trom významným vedcom, ktorí sa zaoberajú RNA (ribonukleovou kyselinou), a ktorých som citoval v mojej doktorandskej práci ako pionierov v RNA biológii. Vedel som, že nech sa ozve ktorýkoľvek z nich, bude to pre mňa ponuka snov. Taká, ktorá sa neodmieta. A jeden z nich sa naozaj ozval. Bol to profesor Thomas Tuschl z Rockeffelerovej univerzity v New Yorku. Takže sme s mojou manželkou Marínou odcestovali do Ameriky.
Čo bolo pre vás najťažšie počas života v USA? Vnímali ste nejaké výrazné kultúrne rozdiely?
Na Islande to bolo oveľa ťažšie: islandčina je veľmi odlišná od slovenčiny aj angličtiny a je veľmi ťažká. Okrem toho tam neexistovala žiadna slovenská komunita, tú sme vytvárali s ostatnými, ktorí prišli v rovnakom čase ako ja. Desať rokov som bol pre nich cudzinec a pociťoval som to na každom kroku.
V Amerike sú cudzinci všetci, takže tam som tento problém nemal. Netrpel som ani pre zdravotnú starostlivosť, pretože som mal vždy dobrú poistku platenú inštitúciami, v ktorých som pracoval. Jediné, nad čím som krútil hlavou, bolo to, že ženy nemajú materskú dovolenku.
Vedeli ste, čo vás tam čaká?
Vedel som, že ma čaká extrémne kompetitívne prostredie. Prišiel som z Islandu a nebol som na to pripravený. Keď prídete do veľkej vedeckej skupiny, kde je dvadsaťpäť excelentných vedcov, je to masaker. Človek musí byť veľmi samostatný. Okrem toho niektorí postdoktorandi sú veľmi súťaživí. Boli to preteky o to, kto bude mať prvý článok v časopisoch ako Cell, Nature alebo Science. Neexistoval tam štyridsať hodinový pracovný týždeň. Existoval tam iba výsledok na konci. Šlo o to, kto sa k nemu dostal najrýchlejšie. Postupne som prichádzal na to, že by som takto nedokázal žiť ďalších dvadsať rokov, ani fyzicky, ani mentálne.
Je fyzicky a psychicky náročné, robiť špičkovú vedu?
Veľmi. Ja som tomu dal štyri roky. Potom som sa presunul z Rockeffelerovej univerzity do Národného onkologického ústavu ( z angl. National Cancer Institute), kde som strávil ďalšie tri roky. Myslel som, že to bude menej kompetitívne prostredie ako na univerzite, ale mýlil som sa.
Po siedmich rokoch v Amerike, v roku 2015, som veľmi ťažko ochorel. Dostal som neurologickú chorobu, ktorá sa volá ADEM (z angl. Acute Disseminated Encephalomyeltis, pozn. red.). Úplne som ochrnul. Na dvoch miestach v mieche sa mi vytvorili diery. A vtedy som naozaj začal premýšľať nad tým, že toto nie je tá správna cesta.
Bol to podľa vás dôsledok stresu?
Určite áno. Je to totiž autoimunitné ochorenie, ktoré spôsobuje neurodegeneráciu. A stres prispieva k tomu, že váš imunitný systém je oslabený. Pracoval som 60 až 70 hodín týždenne, a okrem toho som sa chcel venovať rodine. Mal som pocit, že som zaseknutý medzi dvoma mlynskými kolesami. Narazil som na svoje limity, svoju vlastnú stenu.
Keď som už ležal nevládny v nemocnici, začal som premýšľať, čo ďalej. Uvedomoval som si, že v tomto akademickom priestore, na špičkovej úrovni, to moje telo nedáva. Zvažoval som, či bude stačiť, ak si iba chvíľu oddýchnem, alebo či je nutné, aby som kariéru nasmeroval inam.
Prvou možnosťou bolo, že budem šéfom nejakého hlavného zariadenia (z angl. Core facility pozn.red.) v rámci Národného onkologického ústavu. Druhou bolo, že pôjdem do priemyslu, a treťou, že založím vlastnú firmu. Mal som na to aj patenty, aj komerčné výstupy. Ešte v roku 2015 som dostal ponuky zo všetkých troch oblastí. Posledná ponuka bola zo všetkých tá finančne najhoršia, ale obsahovala možnosť vrátiť sa na Slovensko. A tak vznikol startup MultiplexDX. Dva roky sme ho budovali v USA, v roku 2017 sme sa vrátili domov a v 2018 sme preniesli laboratóriá do vedeckého parku Univerzity Komenského.
Keby ste vedeli, aký vplyv bude mať vedecká kariéra na vaše zdravie, vybrali by ste si ju?
Veda si vybrala mňa. Nedalo sa inak. Stať sa vedcom bolo v mojom prípade úplne logické. Všetko, čo mi bolo dané dedične a prejavilo sa, všetko, čo som sa v živote naučil, smerovalo k tomu, aby som sa stal vedcom a toto rozhodnutie vôbec neľutujem.
Vždy som sa snažil pozerať sa na to aj z druhej strany. Možno keby som si vedel lepšie usporiadať čas, nepracoval by som 70 hodín týždenne. Možno som si mal prácu viac užívať, pretože veľakrát som si stres vytváral aj sám.
Byť vedcom znamená zvládať obrovskú frustráciu, pretože 90 percent pokusov vám nevyjde. A to musíte prijať a ísť ďalej. Aj vedci sú rôzni. Mne bolo dané do vienka silné kritické myslenie. Všetko až priveľmi analyzujem, každý detail. A to možno nie je vždy až také potrebné.
Ste perfekcionista?
Myslím si, že som bol a ešte stále aj som. Aj keď radšej to nazývam precíznosť. Lebo si o sebe nemyslím, že som perfektný ale myslím si, že som precízny. A nie je to ani tak o tom, že by som chcel, aby bolo všetko perfektné, ako skôr o tom, že si prajem, aby boli veci dotiahnuté do detailov.
Aj keď píšem grant, som detailista. Chcem, aby ilustrácie boli skvele zalomené, aby text mal logiku, absolútnu štruktúru, aby boli jasne stanovené pravidlá hry, aby hypotéza vychádzala z kvalitných vstupných dát. Občas, keď sa s nejakým grafickým zalomením trápim v InDesigne tri alebo štyri dni, sám sebe pripomínam, že výpovednú hodnotu to nezmení. Bol som aj horší. Už si dávam pozor, aby som nevyhorel. Snažím sa vyberať si, v čom budem precízny. A uvažovať ľudskejšie.
V ktorej sfére ste poľavili? Zvládnete mať neporiadok na stole?
Nie, to nezvládnem. Ale už nerobím napríklad takú veľkú vedu zo zle zalomeného textu. Viem už prežiť nejaké machule.
Biotechnológ Pavol Čekan pracoval v laboratóriách na Islande a v USA. V roku 2018 presunul svoje laboratórium na Slovensko
Prečo ste sa vrátili na Slovensko? Bolo to iba pre zdravotný stav?
Jednoducho som chcel ísť domov. Desať rokov som strávil na Islande, kde sú ľudia obrovskí patrioti.
Keď Island na konci roku 2008 zbankrotoval, neprichádzali medzinárodné meny, nebolo možné nakupovať zahraničný tovar. Ich premiér vtedy vyhlásil, že je nutné, aby ľudia nakupovali domáce výrobky, pretože iba tak sa bude dať vyhnúť problémom so zahraničnými nákupmi a tiež zabezpečiť prežitie domácich podnikateľov. A všetci Islanďania naozaj začali nakupovať domáce výrobky. A nie-len oni, ale aj ja.
Alebo keď islandskí hádzanári hrali na majstrovstvách sveta, všetci sa nahrnuli do obrovskej kinosály a oblečení vo farbách islandskej vlajky spolu sledovali zápas. Je to krajina, v ktorej je obrovské národné cítenie.
Na Island som prišiel v devätnástich. Dospel som tam. Nikdy som sa nestal Islanďanom alebo Američanom, naopak, začal som si uvedomovať svoj vlastný patriotizmus. Toto je moja krajina. Áno, má svoje prednosti aj negatíva, ale je moja. Ak mám niekde uspieť alebo spolutvoriť nejaký úspešný príbeh, tak v tejto krajine. Objavil som v sebe silnú národnú a osobnostnú integritu.
Vo vašom výskume sa venujete diagnostike rakoviny prsníka, a vaším cieľom je jej spresnenie. Ako to chcete docieliť?
V jednom diagnostickom teste kombinujeme dve nezávislé metódy založené na RNA biomarkeroch. Prvá metóda je založená na vizualizácii a kvantifikácii RNA v tkanive. Vďaka druhej metóde dokážeme to isté tkanivo rozomlieť, RNA osekvenovať a opäť kvantifikovať. Následne výsledky z oboch metód porovnáme.
V prípade, že tieto dva typy kvantifikácie (z vizualizácie a sekvenácie) súhlasia, dostaneme výsledok +/+ a vieme, že výsledok je na 100 percent správny. Ak je výsledok -/- tiež je správny, no ak nám vyjde -/+, tak vieme, že máme problém. Buď budeme experiment opakovať znovu alebo ho musíme overiť ďalšou technológiou. Zdá sa to byť veľmi jednoduché, no v skutočnosti z pokusov získavame veľké množstvo informácií, vďaka čomu dokážeme eliminovať chybnú diagnostiku. Napríklad v diagnostike rakoviny prsníka sme schopní zvýšiť presnosť diagnostiky zo 70 na 98 percent. A to je obrovský posun.
Ján Tkáč z Chemického ústavu Slovenskej akadémie vied, pracuje tiež na vývoji presnejšej diagnostiky rakoviny, konkrétne rakoviny prostaty. Využíva na to cukry, ktoré sa nachádzajú na povrchu bunky. Jeho aj vaša technika sľubujú spresnenie diagnostiky. Aký je medzi technológiami rozdiel v klinickej praxi? Je možné, že sa niekde oba typy diagnostiky stretnú?
Technológiu Jána Tkáča je možné uplatniť pri včasnej diagnostike rakoviny prostaty. Je to neinvazívna diagnostika, ktorá sa robí zo vzoriek získaných z krvi a funguje na princípe eliminácie falošných pozitívnych či negatívnych výsledkov. Laicky povedané, z výsledkov je jasné, či ide o rakovinu, alebo nie. Prostredníctvom glykánov však už nie je možné určiť, o aký podtyp rakoviny prostaty ide, ani navrhnúť najefektívnejší spôsob liečby pre pacienta.
Naša technológia spadá pod druhý typ diagnostiky. Ide o precíznu a personalizovanú diagnostiku. Vieme, kde sa rakovina nachádza, ale potrebujeme sa o nej dozvedieť čo najviac, aby lekári vedeli, akú liečbu majú nasadiť.
Na konci dňa sú obe technológie veľmi komplementárne. Je dôležité vylepšiť oba typy diagnostík, včasnú aj precíznu/ personalizovanú. Eliminovať falošne pozitívne i negatívne výsledky a zároveň s vysokou pravdepodobnosťou vedieť, ktorý typ liečby je pre pacienta najvhodnejší.
Aké sú najväčšie limity vašej metódy?
Najväčším limitom je cena. Nie je to lacná vec. Len čo používate pri diagnostike viac ako jednu technológiu, tak je to drahé. A druhým limitom je, že sme ešte neprešli klinickou retrospektívnou validáciou, ktorú začneme až tento rok.
Čo to znamená?
Znamená to, že naša technológia sa bude testovať (validovať) na 4000 tkanivách pacientov s rakovinou prsníka (klinická), ktoré sú archivované približne päť rokov (retrospektívna).
Keď používate archivované vzorky, čo všetko viete o pacientovi, ktorému sa tkanivo odobralo?
Vieme takmer všetko. Aký je jeho vek, pohlavie, etnická príslušnosť, ako mu bola rakovina diagnostikovaná, aj to, akým spôsobom a ako dlho bol pacient liečený, či sa podarilo ho za päť rokov vyliečiť, či došlo k recidíve, alebo zomrel.
Práve preto, že máme takýto balík informácií, predpokladáme, že pri 98 percentnej presnosti nášho testu objavíme aj tých pacientov, ktorí neboli správne diagnostikovaní, čo malo za následok, že im nebola nasadená správna liečba. Určite takých nájdeme, pretože dnes vieme, že pri prvom štádiu rakoviny prsníka dochádza k recidíve až u 31 percent pacientok, čo je tiež dôsledok nepresnej diagnostiky a neefektívnej liečby. Rovnako tak objavíme pacientov, ktorí boli správne diagnostikovaní a správne liečení.
Ako by ste opísali, čo vlastne vo všetkých týchto vzorkách budete hľadať?
Na základe RNA biomarkerov sa budeme snažiť nájsť niečo ako „čiarový kód“ ku každému podtypu rakoviny. Ďalším krokom bude, že na základe „čiarového kódu“ priradíme k pacientovi najefektívnejší typ liečby.
Aká je zatiaľ vaša úspešnosť v týchto testoch?
Zatiaľ sme urobili iba preklinickú validáciu približne na 84 vzorkách, pričom problém s určením sme mali v dvoch prípadoch.
V čom nastal problém v týchto dvoch prípadoch?
Keďže tkanivá, ktoré používame, sú archivované niekoľko rokov, môže sa stať, že RNA je v niektorých z nich degradovaná. Druhou možnosťou je, že ide o limit technológie. Spomínaná retrospektívna klinická validácia je jediná cesta ako potvrdiť, že náš diagnostický test funguje.
Ak bude retrospektívna klinická validácia úspešná, teda budete vedieť eliminovať chyby v diagnostike, čo bude ďalší krok?
Vyhľadávať nové „čiarové kódy“ a nové biomarkery rakoviny.
Radi by sme spolupracovali s maďarskou firmou Oncopass medicine, ktorá sídli v Budapešti. Podarilo sa jej vyvinúť neurónovú sieť, ktorá vie na základe genetických informácií vyhľadať správnu liečbu pre pacienta.
Ich neurónová sieť dokáže z genetických testov dokonca vyčítať, čo je ten „driver gene“, teda gén, ktorý spúšťa u pacienta ochorenie. Okrem toho môžete do takejto neurónovej siete nasypať aj dáta z rozličných farmakologických klinických testov liekov. A ak sa tieto dve informácie spoja, bude možné vyliečiť onkologického pacienta liekom, ktorý primárne vôbec nie je na rakovinu určený. Je teda možné, že lieky, ktoré dnes indukujeme na úplne iné ochorenia, budú o pár rokov pomáhať práve onkologickým pacientom.
Začiatkom roka získala vaša firma MultiplexDX ako prvá firma v histórii Slovenska prestížny 2,5 miliónový grant zo schémy EIC Accelerator. Je veľmi ťažké dostať tento grant z pozície slovenského vedca?
Veľmi ťažké. Je to najkompetitívnejší grant pre stredné a malé podniky v Európe. A je to jeden z najväčších grantov, ktorý môžete získať ako malý a stredný podnik. O tento grant žiada viac ako 2000 firiem a nakoniec ho dostane približne 70. Úspešnosť sa teda hýbe približne okolo 3 až 3,5 percent. Okrem toho sme prvá firma, ktorá ako hlavný žiadateľ dostala najvyššiu možnú sumu 2,5 miliónov eur. Žiadali sme oň desaťkrát, než sme ho dostali. Časovo to trvalo dva a pol roka. Museli sme ich vyslovene presvedčiť, že napriek tomu, že sme na Slovensku, tak sme celoeurópsky hráč. A to vyžadovalo naozaj veľa energie aj času.
Keby ste tento grant nedostali ani na desiatykrát, žiadali by ste oň aj jedenásty?
Určite. Aj dvanásty-, aj trinásty-, aj štrnásty-krát.
