Patrik Španěl

Narodil se v roce 1967 v Praze. V roce 1984 vyhrál fyzikální olympiádu v Portorose, v roce 1990 získal doktorát na Karlově Univerzitě v Praze, v roce 1994 doktorát na Universitě v Innsbrucku a od roku 2002 je čestným profesorem na Keele University. Nyní působí na AV ČR v Ústavu fyzikální chemie J.Heyrovského, kde se podílí na výzkumu metod hmotnostní spektrometrie a publikuje v mezinárodních časopisech.

Úsilí vědců zbavuje člověka utrpení

„Během postgraduálního studia v Innsbrucku jsem pracoval na výzkumu reakcí, co probíhají v mezihvězdných oblacích. Tam jsem se seznámil s profesorem, který měl zkušenosti v iontové chemii a společně jsme dospěli k závěru, že bychom chtěli dělat něco užitečného.”

V září minulého roku pořádal Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR v Praze konferenci o využití analýzy dechu v medicíně. Vy jste byl jeden z hlavních organizátorů. Co bylo cílem této konference?

Na konferenci jsme pozvali lidi, kteří jsou specialisté ve svých oborech. Snažili jsme se pozvat lékaře,výzkumníky, inženýry a zástupce firem, které se zabývají produkcí analytických přístrojů. Společným tématem této konference byla vize, jak použít neinvazivní analýzu dechu pro diagnostiku v medicíně. Na konferenci se mluvilo o různých přístrojových metodách, které se mohou použít ke stanovení různých stopových látek v dechu. To souvisí s tím, čím se zabývám já. Vyvíjím jednu konkrétní metodu, která je založena na hmotnostní spektrometrii a která může měřit i velmi malé koncentrace organických látek v dechu.

Mohl byste představit metodu rozboru dechu a jaké je její aktuální využití v medicíně?

Už po století je známo, že některé choroby vedou k přítomnosti látek nebo zápachů v lidském dechu. Třeba cukrovka vede k vůni po ovoci, což je způsobeno acetonem, porucha funkce ledvin vede k pachu, který byl popisován jako vůně rybiny, což je způsobeno čpavkem a aminy. Zatím neexistovaly žádné vědecké nebo objektivní metody, jak tyto látky měřit. Je zřejmé, že analýza dechu by byla neinvazivni, čili příjemnější, než odběry krve a také příjemnější než odběry moči. Bylo třeba zkombinovat přístup několika různých specialistů tak, aby se dali dohromady a mohli spolu komunikovat i přes bariéry jejich úzké specializace. To bylo to, co dosud omezovalo použití. Zatím se běžně v medicíně analýza dechu nepoužívá, i když existují výjimky. Tou je měření izotopu uhlíku 13C pro diagnostiku Helicobacter pylori, bakterie, která způsobuje žaludeční vředy nebo rakovinu žaludku. Ve výzkumných laboratořích bylo toto objeveno před dvaceti lety, ale teprve až v nedávné době se měření začalo v některých zemích rutinně používat. V České republice se tato diagnostika už používá. Ještě novější je měření vodíku, které se používá pro diagnostiku poruchy malabsorpce fruktózy a malabsorpce laktózy, což se údajně týká 20-30% populace lidí. Fruktóza je přitom běžně přítomna v průmyslově vyráběných potravinách – v džusech, marmeládách – a může vést k různým nespecifickým poruchám, depresím nebo syndromu únavy. Byl o tom přesvědčen i můj kolega, dr.Ledochowski, který má soukromou lékařskou praxi v Rakousku. Velké množství problémů, které lidé mají, jsou podle něj způsobeny špatným trávením fruktózy. To vede k přemnožení bakterií. Navzdory velkým problémům dokázal prosadit, že diagnostika malabsorpce laktózy a fruktozy pomocí analýzy dechu byla v Německu uznána zdravotní pojišťovnou. Předtím diagnostiku nikdo nefinancoval, peníze na výzkum si sháněl ze soukromé praxe. Když léčil pacienty a byli ochotni platit v hotovosti, tak peníze věnoval na nákup technologie a přístrojů. V současné době se v Německu tato metoda používá a pomáhá ušetřit velké množství lidí od utrpení nebo větších zdravotních komplikací.

Co mohou lidé v tomto směru očekávat dále?

Co zatím neexistuje a co by bylo potřeba, je metoda pro screening cukrovky. Vyšetření jednoduchým způsobem v široké populaci, které by nevyžadovalo dokonce ani rozbor moči. Vize je taková, že by se vzal nějaký přístroj, který by objektivně změřil koncentraci acetonu v dechu a na základě toho by se mohlo člověku doporučit, aby si nechal udělat specifické detailní testy na cukrovku.

Kdy reálně by mohli mít lékaři takové přístroje k dispozici v ordinacích?

Už nyní mají k dispozici přístroje pro měření vodíku, nebo existují laboratorní metody, kdy lékař odebere vzorek, ten se pošle do laboratoře a pak přijde výsledek zpátky na stanovení již zmiňované bacterie Helicobacter pylori. Na cukrovku bych dostupnost takových přístrojů očekával tak v horizontu dvou až tří let. Nejdříve ovšem musí vše projít tím, co souvisí s metodou vědecké práce. Medicína je v současné době relativně konzervativní a přístupy, které jsou nové, mohou být odsouzené jako šarlatánství, pokud neprojdou správných klinickým výzkumem. Začíná to dobře navrženou klinickou studií, která je publikována v odborné literatuře. Než lze výsledky publikovat, musí studii přečíst dva až tři odborníci z oboru, kteří s námi nejsou v konfliktu zájmu. Teprve po této publikaci na oponentním základě lze postupovat dále. Proběhnou pilotní testy, metoda se otestuje na dobrovolnících nebo malé skupině pacientů. Myslím, že by nebylo eticky správné, pokud není známo jak vše statisticky funguje, dát nevyzkoušenou metodu analýzy dechu k dispozici běžnému užívání.

Existují alternativní či jiné organizace, které by chtěly tuto metodu využít bez ohledu na to, zda prošla korektním klinickým výzkumem?

V medicíně ne, ale zájem mají například pojišťovny. Zajímají se o objektivní test, zda je někdo kuřák nebo ne. Je to pro ně důležité z hlediska životního pojištění.

Je možné využívat metodu hmotnostní spektrometrie i mimo medicínu?

Ano, existuje množství aplikací. Tato metoda je schopna měřit neobyčejně malá množství látek přítomných ve vzduchu. Na jednu miliardu molekul vzduchu je přítomna jedna molekula stopové látky, kterou lze měřit. Metodu lze použit v potravinářství, například ve výzkumu chutí a vůní. Lidé z potravinářského průmyslu se zajímají o to, jakým způsobem lze zlepšit nebo zkvalitnit chuťové vlastnosti. Další využití je v oblasti bezpečnosti při detekci výbušnin nebo toxických látek, při předcházení teroristického útoku. Metoda, kterou jsme vyvinuli, se používá také při ochraně a bezpečnosti práce celníků v Austrálii. Celní správa se tam bojí toho, že pracovníci prověřující zásilky budou po otevření beden otráveni. Hrozí jim například otrávení jedovatými plyny, které chrání zrní před plísněmi. Celníci potřebovali metodu, kde by osondovali obsah zásilky ještě před tím, než ji otevřou.

Jaké jsou největší bariéry převodu výsledků výzkumu do běžné praxe a komerčního využití?

Největší bariérou uplatnění hmotnostní spektrometrie je cena. Podle současného návrhu stojí přístroje kolem 4 miliónů korun. Dalším směrem výzkumu je tedy miniaturizace. Ostatní kroky již nejsou otázkou vědeckého výzkumu. Musí být využit marketing, hledání aplikací a plánování sériové výroby tak, aby se cena postupně začala snižovat. Na příkladu použití hmotnostní spektrometrie pro analýzu dechu lze ukázat, že jde o užitečnou věc, pro kterou však není a priori nějaká poptávka. Navíc určitá skupina lidí musí mít také velký zájem o mezioborovou spolupráci. Ti, co pracují v oboru chemie se musí zajímat i o medicínu, aby spolu mohli komunikovat, a naopak. Velice důležité je, aby se lidé dokázali přeorientovat ze svojí specializace na jinou.

Řekl jste, že pohovoříte ještě více o mezinárodní spolupráci…

Mezinárodní spolupráce byla pro mne v této práci zásadní. Během postgraduálního studia v Innsbrucku jsem pracoval na výzkumu reakcí, co probíhají v mezihvězdných oblacích. Tam jsem se seznámil s profesorem Davidem Smithem, který měl zkušenosti v iontové chemii a společně jsme dospěli k závěru, že bychom chtěli dělat něco užitečného. Něco, co by nebyla jen abstraktní věda, ale abychom mohli vidět, že výsledky naší práce vedou k nějakému skutečnému výsledku. Tam nás napadlo využít metody, ve kterých jsme měli dostatek technických zkušeností k tomu, abychom navrhli přístroj, který bude měřit stopové koncentrace látek. Pak jsme společně začali působit v Anglii na univerzitě v Keelu, kde se nám podařilo najít lékařskou školu, fakultu medicíny, která projevila zájem o tento výzkum. Já i profesor Smith jsme do toho šli s tím rizikem, že se to nepovede. Měli jsme představu, že stojí za to obětovat této práci čas i kariéru. Začali jsme s aplikacemi v oblasti bezpečnosti práce. Britský úřad bezpečnosti práce se o náš výzkum začal zajímat a získali jsme první finanční prostředky. Pak přišly objednávky na první přístroj o hmotnosti 200 kg a my stáli před technickým problémem, jak ještě více zmenšit původní přístroj pro astrochemii s hmotností 2000 kg. To bylo v roce 1996. Před dvěma lety jsme vyvinuli přístroj, který váží 120 kg.

Jakou roli má podle Vás věda ve společnosti?

Začal bych u role vzdělání. Nelíbí se mi názory, že vzdělání je poukázka na úspěšnou kariéru. Vzdělání má hodnotu samo o sobě. Věda je něco, co souvisí se vzděláním. Pro společnost je vzdělání velice důležité, ale to vzdělání musí být založeno na seriózní vědě. Další role vědy je ta, že se nalézají nové metody a postupy. Život lidí je zajímavější a pohodlnějši. Přínosná je kombinace několika tvůrčích oborů: vědy, inženýrství a marketingu jako něčeho, co dokáže technologie prodávat.

Podílí se podle Vás česká věda na nejdůležitějších světových projektech?

Nemůžeme mluvit o české vědě, spíše o českých vědcích, kteří jsou napojeni na mezinárodní projekty. Také se nedá říci, které projekty jsou nejdůležitější. Kdyby jste se ptala na čínskou vědu, tak ta si vybírá nejdůležitější projekty podle toho, co se dělalo v USA před deseti lety. Lze se také podívat na seznam Nobelových cen, kde by měly být zpětně ohodnoceny ty nejlepší projekty. Typická prodleva mezi objevem a Nobelovou cenou je zhruba 20 let. Až zpětně se ukáže, že něco bylo důležité. Šance, že se česká věda v současnosti podílí na nejdůležitějších projektech zde je, ale ukáže se až za deset let, které z nich to vlastně jsou.

Růžena Krátká, 15.1.2007

Magazín ELiEN

Tomáš Hoffmann

O misi v Iráku a duchovním životě vojáka

Ivo Plšek

Stát podnikatele podřezává jako ovce, místo aby je jen stříhal

Milan Hubáček

O japonské disciplíně, působení CBP a možnostech podnikání v Japonsku

Růžena Krátká

Externí služba musí firmě odlehčit, ne ji zatížit dalšími náklady

Jiří Psota

O burze, brokerech a kocovině investorů

…Možnost vložit html ručně…