Jakub Harnoš

Inspirativní cesta vědce, který hledá odpovědi na vznik vývojových vad

Vědecké kariéry často působí při pohledu zvenčí jako pečlivě naplánovaná cesta. Realita bývá ale mnohem méně přímočará. Jakub Harnoš dnes působí na Přírodovědecké fakultě a vede vlastní laboratoř Harnoš lab. Když se však po necelých dvou letech vracel z postdoktorandského pobytu v New Yorku zpět do Brna, žádný jasný plán neexistoval. Pandemie covidu ukončila jeho zahraniční působení dříve, než původně předpokládal, a navíc bez dokončené publikace, která bývá pro další akademický růst klíčová.

Fascinující životní i pracovní příběh popisuje Mgr. Jakub Harnoš, Ph.D. v audio verzi podcastu P-LAB CAST na YouTube, Spotify i platformách Podcasty.cz a České podcasty. Textovou verzi toho nejzajímavějšího naleznete v článku níže.

„Výhodou Xenopusu je, že přesně víme, do které části embrya zasahujeme a jaké struktury se z ní budou vyvíjet. Můžeme cílit budoucí oko, mozek, páteř nebo konkrétní části nervové soustavy. To nám umožňuje velmi přesně sledovat důsledky jednotlivých zásahů,“ vysvětluje Harnoš.  

Zajímavé je, že tato žába nebyla vždy výzkumným nástrojem. Ve 30. letech minulého století sloužila dokonce jako těhotenský test. Lékaři zjistili, že po aplikaci moči těhotné ženy začne samice Xenopusu klást vajíčka. V době před moderními laboratorními testy tak představovala překvapivě spolehlivou diagnostickou metodu.

Jak spolu mluví buňky?

Hlavním tématem Harnoš labu je mezibuněčná komunikace. Jinými slovy otázka, jak si buňky předávají informace a jak koordinují své chování v průběhu vývoje organismu.

Jedním z hlavních směrů laboratoře je studium uzavírání nervové trubice. Právě z této struktury vzniká mozek a mícha. Proces trvá jen několik hodin, ale během této doby musí stovky buněk perfektně sladit svůj pohyb, tvar i vzájemnou komunikaci.

„Je to fascinující proces. Buňky se musí přesně domluvit, kde budou, kam se přesunou a jak změní svůj tvar. Pokud se v této komunikaci objeví chyba, může vzniknout závažná vývojová vada,“ popisuje Harnoš.  

Právě vývojové vady nervové trubice jsou jedním z hlavních důvodů, proč je tento výzkum důležitý. Postihují přibližně jedno dítě ze dvou tisíc narozených a často mají fatální následky. Historicky se podařilo výrazně snížit jejich výskyt například doplňováním kyseliny listové během těhotenství. Vědci však stále neznají všechny molekulární mechanismy, které za těmito procesy stojí.

Když se buněčné signály setkají s energií

Vedle výzkumu nervové trubice rozvíjí Harnošova skupina ještě druhý směr, který vznikl přímo v Brně. Týká se známé signální dráhy Wnt, jednoho z nejdůležitějších komunikačních systémů mezi buňkami.

Při svých experimentech si vědci všimli něčeho neobvyklého. Molekuly, které měly podle dosavadních znalostí působit především na buněčných membránách, se objevovaly uvnitř mitochondrií.

„To nám vůbec nedávalo smysl. Wnt signalizace je známá tím, že řídí komunikaci mezi buňkami. Najednou jsme ale viděli, že některé její součásti vstupují do mitochondrií. Začali jsme uvažovat, jestli tím nemohou ovlivňovat produkci energie potřebné pro pohyb a přestavbu buněk během vývoje embrya,“ vysvětluje vědec.  

Pokud se tato hypotéza potvrdí, mohlo by jít o důležitý most mezi buněčnou komunikací a energetickým metabolismem. Jinými slovy mezi tím, co buňka „ví“, že má udělat, a energií, kterou na to potřebuje.

Od vývoje embryí až k rakovině

Ačkoliv jde o základní výzkum, možných budoucích aplikací je celá řada. Mechanismy, které řídí pohyb buněk během vývoje embrya, totiž často využívají i nádorové buňky. „Metastázy využívají velmi podobné principy jako vyvíjející se tkáně. Pokud porozumíme tomu, jak buňky koordinují svůj pohyb během embryonálního vývoje, můžeme lépe pochopit i procesy, které stojí za šířením rakoviny. To je jeden z dlouhodobých důvodů, proč je tento typ výzkumu důležitý,“ říká pan doktor Harnoš.

Právě zde se ukazuje význam základního výzkumu. Cesta od laboratorního objevu k praktickému využití bývá dlouhá, ale bez porozumění základním principům není možné vyvíjet nové léčebné přístupy.

V populární představě bývá vedoucí laboratoře často člověk, který tráví většinu času experimentováním. Ve skutečnosti je realita mnohem složitější. „Najednou zjistíte, že nejste jen vědec. Jste psycholog, ekonom, vedoucí týmu, člověk, který shání finance a zároveň motivuje ostatní. Přechod z role experimentátora do role vedoucího skupiny je obrovský šok,“ přiznává.

Za pět let prošlo jeho laboratoří přes dvacet studentů. Většina z nich po dokončení studia odchází do soukromého sektoru nebo na jiná pracoviště. To je podle něj jeden z charakteristických rysů českého akademického prostředí.

Přesto dnes považuje budování vlastního týmu za jedno z největších profesních dobrodružství svého života.

Život za hranicemi laboratoře

Možná překvapivě však věda nepohlcuje veškerý jeho čas. Společně s partnerkou založil projekt Brno Essentials, který pomáhá zahraničním pracovníkům a studentům žijícím v Brně.

Pomáhají s překlady, komunikací s úřady, drobnými domácími opravami, hlídáním psů nebo výukou češtiny. Na první pohled jde o činnost, která nemá s výzkumem nic společného. Právě to je ale podle Harnoše důležité: „Mám rád, když mohu kombinovat úplně nesouvisející věci. Přijde mi, že právě díky tomu člověk získává širší perspektivu. Když dělám jen jednu věc, začnu se pohybovat v příliš úzkém prostoru. A to nechci.“  

Z jeho slov je patrné, že ať už jde o vědu, rodinu nebo pomoc ostatním, společným jmenovatelem zůstává zvědavost a ochota hledat nové cesty.