Jak chemické roboty vyrábíte?

Je to podobné, jako když ze součástek sestavujete auto. Jednotlivé části jsou ale miniaturní a pohromadě drží díky chemickým vazbám nebo vzájemnému působení iontů. Vznikají kapsle podobné velikosti jako buňky, které mají uvnitř „přihrádky“, v nichž se mohou transportovat určité látky. Výrobu miniaturních robotů už jsme celkem zvládli, nyní hlavně sledujeme jejich chování v živém organismu. Zkoumáme, jak se pohybují v krevním řečišti, do jakých orgánů míří, kde se zachycují.

Jaké léky mohou roboti po těle rozvážet?

Obecně ty, které se obtížně dostanou na místo běžnou cestou, tedy třeba ve formě tablety. Za prvé jde o molekuly špatně rozpustné ve vodě, jako je třeba kurkumin potlačující nádorové bujení. Za druhé jde o silně reaktivní molekuly. Robůtek v takovém případě dopraví na místo určení jednotlivé složky a reakce proběhne až po jejich uvolnění.

František Štěpánek (41)

Vystudoval chemické inženýrství na VŠCHT v Praze.

Působil ve výzkumném centru firmy Unilever ve Velké Británii.

Od roku 2002 vedl výzkumný tým na Imperial College v Londýně.

Jako první Čech získal v roce 2007 grant Evropské výzkumné rady (ERC) ve výši v pře­počtu 48 milionů korun.

Díky evropské podpoře se přesunul na VŠCHT a založil tam Laboratoř chemické robotiky.

Je historicky prvním dvojnásobným nositelem Moultonovy medaile udělované Institutem chemických inženýrů.

Získal grant Neuron Impuls od Nadačního fondu Neuron.

Ve spolupráci s kolegy z Akademie věd ČR vymýšlíme, jak chemické roboty s lékem nasměrovat k nádorovým buňkám. Výsledky laboratorních testů vypadají nadějně. Vyzkoušeli jsme i chování robotů v tkáňové kultuře. Nyní provádíme testy na myších s nádorovým onemocněním. Jde o to, dostat hejno miniaturních robotů na požadované místo a na dálku dát signál k vypuštění účinné látky.

Dostane se nápad do praxe?

Uvidíme. Nyní probíhají předklinické testy. Případnou další fázi si samy platí jen velké univerzity jako MIT nebo Harvard. Proto jsme si našli komerčního partnera. Financování na dobu pěti let výzkumu nám poskytla biotechnologická společnost Sotio. Nyní za sebou máme přes dva roky práce s jejich podporou. Dohoda vypadá tak, že pokud se dostaneme ke slibným výsledkům, partner bude mít možnost výzkum převzít a technologii si licencovat. Pak bychom nápad mohli dotlačit až do fáze klinických testů.

Pracujete na dalších medicínských aplikacích. Co považujete za nejnadějnější?

Využíváme koncept dálkového ovládání robotů i k tomu, abychom dokázali ovlivňovat různé biochemické pochody v živých buňkách. Konkrétně mám na mysli třeba přepis nebo opravu dědičné informace. Na projektu jsme začali pracovat loni společně s kolegy z Ústavu biochemie a mikrobiologie VŠCHT. Má velký potenciál, protože se stále častěji mluví o genové terapii, tedy o léčbě vrozených chorob tím, že opravíme poškozené geny.

Takže by se pacientovi vpíchlo do žíly hejno mikrorobotů a ti by například v játrech opravili genetickou informaci, a choroba jater by vymizela?

To ne. Nyní se experimentálně vnášejí do těla například modifikované virové částice, které dědičnou informaci upraví. Ale tyto virové vektory nelze zvnějšku řídit. My bychom se je chtěli naučit ovládat, a tím řídit i proměnu dědičné informace. 

Kromě nápadů uplatnitelných v medicíně vyvíjíte také miniaturní kapsle využitelné při hubení plísní a hub. Jak fungují?

Fungicidy, které dnes farmáři využívají k potlačení plísní a hub, vydrží v půdě krátkou dobu. Je tedy potřeba několikrát ročně vyjet na pole a aplikovat postřik. Pokud se farmář netrefí do doby, kdy je optimální teplota a vlhkost pro bujení plísní, jsou fungicidy neúčinné. Proto jsme vyvinuli miniaturní kapsle, které fungují trochu jako spory. Reagují na optimální teplotu a vlhkost. Fungicid se tak uvolní, až když nastanou podmínky vhodné pro tvorbu plísní.

Námi vyvinutá technologie v laboratoři funguje. Výzkum podpořila firma BASF a nyní zvažuje, zda se nápad začne využívat v praxi, při výrobě moderních fungicidů. Projekt prochází ekonomickým posouzením – jde o to, jestli úspora z ušetřených postřiků převáží náklady na výrobu sofistikovaných kapslí.