Oceněná studentka Hana Kopřivová by chtěla přijít s novým systémem diagnostiky tumorů

Přátelé se jí často ptají, jestli jí můžou ukázat svoje kožní znaménka. Odpovídá pobaveně, že není kožní doktorka, a s výstražným tónem dodává, že by si nepřáli, aby jejich vzorky tkáně někdy skončily u ní v laboratoři. Nic dobrého by to totiž neznamenalo. Hana Kopřivová z výzkumné skupiny profesora Kaisera (Pokročilé instrumentace a metody pro charakterizace materiálů) na CEITEC VUT pracuje se vzorky kůže lidí, jejichž zdraví sžírá rakovina. Ve svém projektu analyzuje pomocí čtyř technik různé typy tumorů a snaží se vytvořit algoritmus, který by byl schopen rozpoznat oblast tumoru na základě získaných dat. Projekt je velmi multioborový, využívají se poznatky z chemie, fyziky, informatiky a lékařství. Dlouhodobým cílem je snížit riziko při odstraňování nádorové tkáně. Ambiciózní plán uspěl v soutěži Brno Ph.D. Talent.

Co pro Vás ocenění znamená?

Pro mě představuje cena mnohem více než jen papír. Je to potvrzení toho, že moje práce a úsilí mají smysl. Znamená to, že někdo jiný vidí potenciál v tom, co dělám. V akademické sféře to není vždy samozřejmostí, a proto je pro mě toto ocenění velkým uznáním. Je to také motivace pokračovat v práci a rozvíjet své schopnosti. Díky ceně vím, že nedělám nic zbytečného, ale že můj příspěvek může skutečně něco přinést a že si toho ostatní všimli.

Četla jsem, že jste si ještě před dvěma lety neuměla představit, že budete vědkyní. Co se změnilo?

To je pravda. Hodně mých spolužáků z vysoké říkalo, že by je lákal doktorát, a já je nechápala. Nenapadlo mě, že bych pokračovala na akademické půdě. Mně se líbil naopak korporátní styl. Přijít v 8 a odejít v 16 hodin domů. A pak jsem se dostala na brigádu do laboratoře Laserové spektroskopie, kde jsem pracovala jako technička – měřila jsem vzorky ostatním výzkumníkům. A chytlo mě to.

Co jste studovala?

Studovala jsem Spotřební chemii na Fakultě chemické, VUT. A až během té brigády na CEITEC, když se podávali přihlášky na doktorát, se mě zeptali, jestli bych to nechtěla zkusit. Tehdy jsem si uvědomila, že mě to baví, a tak jsem se rozhodla pokračovat a rozvíjet svoji práci dál.

Na doktorátu – studiem biologických tkání – jste se trochu odklonila od chemie.

Když se mě někdo zeptá, co vlastně teď studuji, tak není úplně jednoduché odpovědět. V naší skupině pod vedením docenta Pořízky se věnuji sestavováním prostorových prvkových map biologických měkkých tkání, takže je tam chemie. Navíc jsme polovina z Fakulty strojního inženýrství a polovina z CEITEC, takže se musíme naučit něco i o optice a fyzice, a trochu o zpracování dat a informatice. Celkově je to velmi multioborové. Pracujeme na projektech s biology a lékaři, takže se snažíme získat co nejvíce znalostí z různých oborů. Tímto způsobem můžeme úspěšně spolupracovat s lidmi z různých oblastí. I když to není úplně jednoduché, zatím se nám to daří.

Jaký je cíl Vašeho projektu?

Získali jsme sadu vzorků různých tumorů kůže, ať už se jedná o maligní nádory – melanomy, bazocelulární karcinomy, spinocelulární karcinomy – nebo benigní (nezhoubné) nádory. Pomocí čtyř technik (LIBS, LA-ICP-MS, imunohistochemie, klasická histopatologie) je analyzujeme a snažíme se o korelativní zobrazování. Výsledkem projektu má být algoritmus, který by byl „natrénovaný“ z našich vzorků a byl by schopen říct – tohle je oblast tumoru, tohle už oblast tumoru není. Ale je to ještě hodně vzdálená budoucnost.

Co by to znamenalo?

Kolem nádorové tkáně se vždy odstraňuje i kus bezpečnostního lemu, vlastně ta zdravá kůže. Aby byla jistota, že se podaří odstranit všechno. A pokud tam přeci jen nádor zůstane, tak musíte znovu na operaci, ale už se třeba ten nádor mohl za tu dobu šířit dál. U starších lidí taky časté operace nemusí být bezpečné. Takže chceme přijít s technikou, díky které by lékaři věděli, že vyřízli opravdu vše.

Odkud získáváte lidskou tkáň?

Tuhle sadu máme z Fakultní nemocnice v Hradci Králové. Představte si parafínové bloky, ve kterých jsou vyříznuté kusy tkáně. My do nich střílíme laserem a analyzujeme je. Nádorové buňky mají mírně odlišné prvkové složení než zdravá tkáň. U techniky LIBS se nám nejčastěji ukazuje v nádorech hořčík ve vyšších koncentracích. Je to pořád jen hypotéza, ale snažíme se prokázat, že hořčík by mohl být rakovinový biomarker. A díky tomu prvkovému složení jsme pak schopni říct, kde ještě nádor je, a kde už nikoli. Není to ale tak jednoduché, vzorek od vzorku musíme konzultovat s patology, protože je X druhů nádorů a každý se chová trochu jinak.

Není to ale tak, že by se nadbytek hořčíku spolupodílel na vzniku rakoviny.

Ne, to určitě ne. Hraje roli i to, že rakovina je popsaná jako nekontrolované dělení buněk, takže i v těch nádorech je vlastně větší hustota buněk a vyšší koncentrace prvků než u zdravé tkáně. Dalším faktorem vyšší koncentrace právě hořčíku jsou další biologické procesy, které úplně dopodrobna vysvětlit nedokážu. To už je na lékařích. Ovšem těchto biomarkerů může být více, hořčík je jen jeden příklad.

Kolik vzorků musíte s patology prokonzultovat, aby pak strojové učení bylo co nejpřesnější?

Čím víc, tím líp. Teď začínáme se setem, který obsahuje asi 60-70 vzorků, což není dostatečné. Řešíme teď ještě jednu spolupráci, která když vyjde, dostaneme stovky vzorků, a to už by bylo pochopitelně slibnější.

Jak se Vám pracuje s pomyšlením, že pracujete prakticky s kusem člověka, který je navíc nemocný?

No… je to zajímavé. Já si to ale vlastně ani moc neuvědomuji. My máme jen obrázky nádorů, samozřejmě neznáme identitu nemocného. Nevíme, o koho se jedná. Člověk si to asi nesmí moc připouštět, není to nic příjemného. My vlastně do té kůže střílíme laserem, aby vzniklo mikro-plazma, ze kterého snímáme emitované záření.

Komu by výsledky Vašeho projektu usnadnily práci? Lékaři při vyšetření znamének?

Pokud by se to někdy v budoucnu podařilo, tak by to sloužilo patologům. Kožní lékař v klasické ordinaci se k tomu vůbec nedostane, protože se bavíme o výkonných laserech a není pochopitelně možné střílet do kůže člověka. Bavíme se vždycky o tkáni, která je odstraněná z lidského těla.

Já jsem si to představovala jako nějaký software, který se jen „podívá“ na znaménko a pomůže s diagnózou.

To ne. On se naučí vyhodnocovat nádory na základě naučených informací z našich vzorků. Klasicky by se nádor nejdřív vyoperoval a poslal na patologii. Patologovi by byla k ruce tato pre-screeningová technika, která by mu řekla: tady ten nádor je a je celý, ale ještě to zkontrolujte. Takže by se jednalo o dva stupně kontroly, čímž by se snížila šance na nějaké pochybení, že by třeba pacient za dva roky přišel s tím, že mu v těle kus nádoru zůstal a musí znovu na operaci a mezitím už metastázoval jinam.

Má výzkum vliv na to, že se neustále zaměřujete i na svá znaménka a sledujete jejich změny?

Když to někde zmíním, tak spíš ostatní mi chtějí ukazovat znaménka (smích).

Čeho byste chtěla ve Vašem zaměření dosáhnout?

To je dobrá otázka. Já bych byla hrozně ráda, kdyby se nám podařilo nashromáždit co nejvíc vzorků, abychom mohli metodu validovat a co nejvíce posunout k praktickému využití. Kdyby jich bylo třeba 300, 400, 500, což je teda extrém, pak by výsledky práce měly obrovský potenciál.

Je obtížné získat vzorky lidské tkáně?

Je to velmi náročné právě proto, že je to lidská tkáň. Jedná se tedy o cenné vzorky. Musíte si vše obhájit před etickou komisí. Hlavně si musíte uvědomit, že držíte jedinečný vzorek, další stejný už nebude. Což je někdy stresující, protože lidskou tkáň po kousíčkách laserem upalujeme, takže jeden vzorek můžeme změřit maximálně dvakrát a pak už není. Musíme pracovat precizně. Jakmile to pokazíme, všechna data ztratíme. Už to nejde opakovat.

Zdroj: CEITEC VUT

Vstoupit do fotogalerie

Témata