Když před třemi lety klesla v Číně produkce křemíku, mělo to celosvětové dopady. Křemík, který se v různých formách používá takřka všude od elektroniky přes medicínu po autoprůmysl, tak výrazně zdražil. Křemík nebo také germanium se používají jako polovodiče, jinak známé jako mikročipy. V budoucnu by tyto materiály mohl nahradit objev, na kterém se podíleli i vědci z ČVUT.
Fakulta elektrotechnická Českého vysokého učení technického se podílela spolu s Technickou univerzitou v Berlíně, výzkumným centrem Hemholtz-Zentrum Berlin a společností Element Six GmbH na objevu nové modifikace uhlíku. V současné době má tři – diamant a grafit jsou patrně nejznámější. Zatímco první je nejtvrdším nerostem, ten druhý patří k těm nejměkčím. Třetím je pak karbyn.
Nyní se k tomu přidává také čtvrtá základní modifikace, kterou vědci nazvali Fcc-uhlík. Název vychází z označení Face-Centered Cubic Crystal Lattice, což znamená plošně centrovanou krychlovou krysytalickou mřížku. Nový materiál je přitom unikátní v tom, že má mimořádně vysokou elektrickou vodivost, zároveň má ale vlastnosti izolantu.
To znamená, že by mělo být možné s ním pracovat při vysokých teplotách, frekvencích nebo napětích. A to je věc, která standardním polovodičům, jež jsou na bázi křemíku, dělá potíže. Zároveň si ale nová forma uhlíku udržuje stejnou vodivost, jakou mají i současně využívané polovodiče.
„Na tomto materiálu je pozoruhodné také to, že se pro své vlastnosti nemusí dopovat. Do některých materiálů se totiž běžně přidávají další složky, aby došlo ke zlepšení jejich polovodivých vlastností,“ komentovala svůj objev elektrotechnická fakulta Českého vysokého učení technického.
V budoucnu by mohl mít nový objev významný dopad na různá odvětví. Používat by se mohl například v elektronice s vysokým výkonem, tedy od nabíječek přes rychlovarné konvice a světla až po elektroauta, vlaky a letadla. Využití by měl mít nový materiál také v elektronice vysokofrekvenční a vysokoteplotní. Podle fakulty by mohl mít potenciál rovněž v radiofrekvenční elektronice, optoelektronice, průhledné elektronice nebo kvantových přístrojích. Budoucí využití fcc-uhlíku by tak mohlo být opravdu široké.
Vědce ale teprve čeká další výzkum. Chtějí, aby se objevu věnovalo konsorcium na evropské úrovni. Zapojit by se mohly univerzity, zájem už je nyní také z průmyslových firem, což podle vědců dokazuje opravdu velký potenciál nového materiálu. „Jsem přesvědčený, že současný objev je aperitiv před opravdu skvělou hostinou,“ komentuje nová zjištění Antonio Cammarata z katedry řídící techniky, který se na výzkumu významně podílel.
O existenci čtvrté základní modifikace uhlíku, která by se od těch ostatních lišila strukturou, se spekulovalo už dlouho. Vědci tento materiál pozorovali, nebylo ho ale možné zařadit po bok dalších tří forem prvku. Tedy až doteď. Výsledky výzkumu čtyř pracovišť, mezi kterými je právě i Fakulta elektrotechnická, publikovali vědci v červenci v časopise Communications Materials, jenž spadá do prestižního vědeckého vydavatelství Nature.
Letos v červenci zastihla vědecký a lékařský svět velmi dobrá zpráva. Podle studie provedené v Africe to vypadá, že výzkumníci mají v rukou lék, který zcela zabraňuje nákaze virem HIV. Lenacapavir, jak se medikament jmenuje, vyvinul se svým týmem Čech, virolog Tomáš Cihlář, jenž má za sebou i práci na léku proti covidu. „Pokud bychom zvládli dvakrát ročně podat lidem Lenacapavir, stejně jako například očkování proti chřipce, mohli bychom chránit veřejnost před šířením HIV,“ říká v rozhovoru pro CzechCrunch Cihlář. V něm popisuje i to, co přesně objev v léčbě a prevenci HIV znamená a jak jsou v jeho domovském kalifornském farmaceutickém gigantu Gilead Sciences daleko s dalšími zásadními objevy.
Cihlář, který dnes patří k nejcitovanějším a nejúspěšnějším českým vědcům ve světě, na konci osmdesátých let nastoupil jako biochemik a virolog na postgraduální studium do Ústavu organické chemie a biochemie k legendárnímu českému chemikovi Antonínu Holému. Odtud zamířil v polovině devadesátých let na stáž do USA, kde už zůstal. V americké farmaceutické společnosti Gilead Sciences, z níž dnes plynou do Prahy miliardové poplatky za užívání Holého patentů, působí jako viceprezident a vede zhruba stovku vědců, kteří se zabývají vývojem antivirotik. „Autorita a důraz na výsledek v jeho práci vždy převažovaly,“ vzpomíná Tomáš Cihlář na své začátky u profesora Holého, objevitele prvních léků proti HIV.
Byl to právě Cihlářův tým, který přišel s remdesvirem – prvním lékem proti covidu-19, který zachránil velké množství životů. Přitom jeho uvedení do klinických zkoušek nebylo v začínající pandemii vůbec jednoduché. „V polovině března 2020 začala celá Kalifornie pracovat z domu a vše se zavřelo. Nikdo nechodil do práce a my se museli rozhodnout, jak budeme se zaměstnanci fungovat z jejich domovů,“ vypráví Cihlář. Na remdesviru tak chvíli pracovali i ze svých obýváků.
Přestože letos Cihlář oslaví třicet let v kalifornském San Francisku, na Česko nezanevřel. Aktivně rozvíjí spojení Gilead Sciences s pražským Ústavem organické chemie a biochemie a často sem létá. „Vědecká výměna mezi ÚOCHB a Gilead Sciences je poměrně široká. Ale jsem přesvědčen, že Gilead určitě není jediná významná farmaceutická firma, která spolupracuje s výzkumem v Česku. Myslím, že investoři pochopili, že je tam mezi vědci spousta talentů,“ je přesvědčený Cihlář.
Co se týče aktuální výzkumu v Africe, kdy podávání vašeho lenacapaviru dvakrát ročně zcela zamezilo nakažení virem HIV – myslíte si, že je to cesta, jak HIV definitivně vyhubit?
Ano. Myslím, že efektivní léková prevence je zásadní věc, která musí fungovat, aby k tomu došlo. Prevence přenosu infekce HIV až donedávna nebyla moc jednoduchá. Lidé dosud museli brát léky každý den. Přimět ty, kteří nemoc nemají, aby léky denně užívali, je někdy těžké. Řada lidí to po nějaké době vzdá nebo berou léky nepravidelně. Lenacapavir je unikátní v tom, že aktuálně je to jediná látka, která se dá podávat jen dvakrát za rok a funguje jak na prevenci, tak na léčbu HIV.
Pokud bychom zvládli dvakrát ročně podat lenacapavir, stejně jako například očkování proti chřipce, mohli bychom chránit veřejnost před šířením HIV. To je podle mne zásadní věc, která může změnit směr epidemie. Není to ale to jediné. Pořád potřebujete účinnou léčbu. Dnes na Zemi žije téměř čtyřicet milionů lidí s HIV, ti všichni by měli být ideálně léčeni. Protože když jsou dobře léčeni, tak je viru v jejich krvi tak málo, že nedochází k jeho přenosu na ostatní. Pokud dosáhneme vysokého procenta účinnosti léčby u velké většiny pacientů s HIV, pak by množství nových infekcí mělo klesnout do takové míry, že se virus nebude šířit a množství infikovaných lidí neporoste. Bude naopak klesat.
Lenacapavir není očkování, můžete mi prosím laicky popsat, jak funguje?
V první řadě je třeba říci, že žádné účinné očkování proti HIV zatím neexistuje. Zásadní rozdíl mezi vakcínou a lenacapavirem je v tom, že při očkování dodáváte specifickou neinfekční část viru do organismu a ten si proti viru vytvoří protilátky. Chemoprofylaxe, jak se říká užití například lenacapaviru, to je úplně jiný princip. Ta látka musí zůstat v organismu na konstantní hladině, která zabrání infekci virem. Virus se dostane do organismu a je okamžitě zablokovaný tímhle inhibitorem. Obcházíme tím i vlastní imunitní systém a ochrana člověka pak nezávisí na jeho imunitě, která může být mezi lidmi rozdílná.
Vidíte výsledek, který může pozitivně ovlivnit životy milionů lidí. To je ohromně důležité a motivující.
Jaká byla cesta k objevení lenacapaviru?
Byla dlouhá a složitá. Objevení i optimalizace látky nám trvaly zhruba deset let. Poprvé jsme mechanismus, kterým lenacapavir zabraňuje virové infekci, navrhli v roce 2006. Tyhle objevy nepřichází během dnů, ale během let a dekád. V roce 2016, po deseti letech výzkumné fáze, jsme přešli do klinického vývoje a ten zatím trvá osm let. Pro léčbu HIV ve specifické populaci HIV pacientů byl lenacapavir povolen americkou FDA (Úřad pro kontrolu potravin a léčiv – pozn. red.) v roce 2022 a celý proces od začátku projektu k prvnímu povolení léku tedy trval 16 let.V případě prevence HIV, když všechny zkoušky skončí úspěšně v příštím roce, to bude znamenat celé dvě dekády práce…
A to i přes to, že je to váš primární zájem a nebyl problém najít pro něj zdroje…
Nebyl. Tenhle projekt měl vždy prioritu a podporu vedení společnosti. U lenacapaviru to bylo o tom najít řešení a pak zorganizovat klinické zkoušky. První dokončená zkouška na prevenci HIV, která proběhla u dívek a mladých žen v Africe, je sama o sobě velmi unikátní, neboť zkoušky v takovéto populaci nejsou zdaleka tak časté, jak by měly být. I přesto, že dívky a ženy v Africe musí často čelit vysokému procentu rizika nákazy HIV. Naše zkouška byla provedena na pěti tisíci lidech, čímž je svým rozsahem také unikátní.
U objevu významných léků na HIV stál váš učitel Antonín Holý. Jak často si na něj vzpomenete? Byli jste prý přátelé…
To byl takový zajímavý vztah, který se dlouhá léta vyvíjel. Když jsem nastoupil jako vědecký aspirant na kandidátskou práci v roce 1989 do Ústavu organické chemie a biochemie, byl jsem nejmladší vědec ve velké skupině. Byli tam chemici, virologové a biochemici dohromady. Já jsem tedy nepracoval přímo pod doktorem Holým, byl jsem v biologické skupině doktora Votruby, která byla součástí velkého týmu profesora Holého. Autorita a důraz na výsledek byly v jeho práci vždy patrné. Velmi dobře uměl kloubit vědu a byznys. To byla první lekce, kterou jsem od něj dostal. Vždycky říkal, že dělá vědu pro lidi. Vědu, která je užitečná a jejímž výsledkem jsou léky, které někomu pomohou. To si říkám dodnes a zároveň je to věc, která se mi nejvíc líbí na práci tady v Gilead Sciences: že děláme vědu, která pomáhá lidem. Vidíte výsledek, který může pozitivně ovlivnit životy milionů lidí. To je ohromně důležité a motivující.
Náš vztah s doktorem Holým se postupně vyvíjel. Mnoho let jsme byli profesor a žák. Pak, když už jsem byl v Gilead Sciences a on sem jezdil, začal mne také víc akceptovat… Postupně jsme se spřátelili a občas zašel i k nám domů. Až tehdy jsem se o něm dozvěděl víc. Když pak přišla v roce 2012 zpráva, že zemřel, bylo to hodně smutné.
Vy, stejně jako on kdysi, vedete velký tým. To znamená hlavně řízení lidí. Nechybí vám věda?
Skloubení vědy a práce v týmu se mi na tom právě líbí. Člověk musí v téhle pozici pracovat a přemýšlet v mnoha rovinách. Mám tu stočlenný tým, který pracuje na celé řadě virů. V předklinickém výzkumu máme nějakých dvacet projektů, které cílí na různé viry a různá onemocnění. Člověk musí v mé pozici svoje myšlení spíše rozšířit. Věda tam pořád musí být, protože dělám manažerskou práci tak, aby fungovala věda. Manažerská práce je jen takový prostředek, aby byl výzkum a vývoj efektivní, aby se někam ubíral. Abychom dosáhli určitých cílů, musím pořád vědě rozumět.
Velká část mého času pořád ještě připadá na to, že se s kolegy bavíme o vědě a o její technické stránce. Jak se budou projekty dělat, jaké experimenty designovat. A pak přemýšlíte nad tím, kdo to bude dělat, jak dát lidi dohromady, aby spolupracovali efektivně a smysluplně. Takže musíte rozumět vědě a i lidem, znát jejich motivace. No a pak si tu konkrétní vědu musíte prosadit u vedení firmy. Vždy byste mohla udělat víc, než kolik máte peněz. Je potřeba určit priority. Někdy nevím, jak se můj příští den bude vyvíjet, co kde bude potřeba vyřešit. To je na mojí práci asi to nejlepší.
Ohledně té prioritizace prostředků, Gilead Sciences asi poměrně dost posunula epidemie covidu, že? Priorita byla na začátku pandemie jasná, peníze šly do výzkumu léků na covid.
Je to tak. Zároveň jsme se museli velmi rychle přeorientovat, jak vůbec fungovat. V polovině března 2020 začala celá Kalifornie pracovat z domu a vše se zavřelo. Nikdo nechodil do práce a my se museli rozhodnout, jak budeme se zaměstnanci fungovat z jejich domovů.
K vyvíjení léků je ale potřeba laboratoř. To přece nejde dělat z domova.
Prvního půl roku jsme ho z domu opravdu vyvíjeli, neboť práce se soustředila hlavně na klinické zkoušky na pacientech hospitalizovaných s covidem. Pak začalo být zřejmé, jaká udělat opatření, aby se minimalizoval risk přenosu viru mezi zaměstnanci a v laboratořích jsme začali pracovat na směny.
Jinak právě remdesvir, antivirotikum, které pomáhá v léčbě covidu, je dobrým příkladem toho, jak jsme se museli na začátku roku 2020 rychle rozhodnout, co s ním budeme dělat. My už jsme tehdy věděli, že má dobrou aktivitu na různé koronaviry. Bylo pak poměrně jednoduché rychle začít klinické zkoušky, ale obtížné bylo vymyslet, jak to udělat v prostředí, kdy se nemohou lidé přímo stýkat. Všechny procesy jsme museli měnit. Jen laboratoř, která je pro vývoj léku zásadní, pracovala během pandemie nepřetržitě. Teď už jsme ale zase zpátky ve zcela normálním režimu a fungování laboratoře jako před pandemií.
Pokud jsem to správně pochopila, pak základy chemie léčiv, které položil pan profesor Holý, nakonec nepřímo pomohly ve vývoji remdesviru. Nastartoval pak vývoj remdesviru při pandemii další objevy?
Ve velké míře hlavně dál v rámci léčiv na covid. Remdesvir je infuze, musí se kvůli jeho aplikaci do nemocnice. To je do jisté míry limitující. My jsme už na začátku pandemie začali přemýšlet nad tím, jak jeho podávání zjednodušit. Nakonec jsme přišli na to, jak látku předělat, aby se dala podávat v tabletách.
Gilead Sciences dodnes aktivně spolupracuje s českým Ústavem organické chemie a biochemie (ÚOChB). To je vaše práce?
Profesor Holý byl blízký přítel a spolupracovník Johna Martina, dlouholetého ředitele Gilead Sciences, který byl přímo zodpovědný za vývoj všech látek, které jsme od pana profesora převzali. A oni dva někdy po roce 2000 přišli s myšlenkou rozšířit spolupráci s ústavem a zřídit v Praze to, čemu teď říkáme výzkumné centrum. Gilead pomáhá vybírat výzkumné projekty a pomáhá je též ÚOChBu financovat. Vědecká výměna je tak v rámci výzkumného centra mezi ústavem a Gilead Sciences poměrně široká. Ale jsem přesvědčen, že Gilead není jediná farmaceutická firma, která spolupracuje s výzkumem v Česku. Raný výzkum je v Česku teď podporovaný mnohem víc než dřív. Myslím, že investoři pochopili, že je tam mezi vědci spousta talentů.
Na co aktuálně Gilead Sciences zaměřuje největší úsilí a kam směřuje finance? Je to vývoj látek proti HIV?
Ano. Tedy firma má celkově mnohem širší záběr, a to na tři základní oblasti výzkumu. Jedna je onkologie, druhá jsou autoimunitní onemocnění a pak je to virologie, za kterou jsem zodpovědný já. Ve virologii je posledních dvacet let pořád prioritou HIV. Kromě toho pracujeme i na dalších virech a pokračujeme i ve výzkumu dalších léčiv na covid a koronaviry pro případ, že by se tyto viry znovu rozšířily v populaci ve formě nové epidemie či pandemie.
Zároveň pořád pracujeme i na virech chronické hepatitidy. Specificky na chronické hepatitidě typu B, která se zatím nedá u většiny pacientů vyléčit, jen se dá nemoc léky potlačit, stejně jako u HIV. My se teď právě snažíme najít léky, stejně jako u HIV, které by virus dostaly z organismu. Jinak příběh remdesviru začal s ebolou, původně byl vyvíjen na její léčbu. Tam stále pracujeme na lécích pro tropické horečky, kde se orientujeme spíše na orální léčbu.
Jste blízko ještě k nějakému jinému průlomu, než je lenacapavir?
Pracujeme teď hlavně na tom, abychom našli látky, které budeme moci využívat pro léčbu HIV a podávat je, stejně jako lenacapavir, jen dvakrát ročně.
Jste letos v Americe třicet let. Přitom když jste do ní v roce 1994 odjížděl, tak to mělo být na dva roky…
Ano, letos na konci září to bude třicet let. Já jsem v tom roce devadesát čtyři na jaře skončil kandidátskou disertační práci v Ústavu organické chemie a biochemie v Praze a na podzim jsem odjel do Ameriky. Měli jsme v té době roční dceru, tak jsem jel napřed to tu trochu připravit a pak za mnou žena s dcerou přijely na Vánoce. Původní plán byl být tu dva roky na studijní stáži, na jejím konci se ale naskytla příležitost získat stálou pozici ve vědeckém týmu. Teď je z toho třicet let a vychovali jsme tu tři děti, dnes už dospělé.
Manželka se nakonec své kariéry kvůli našemu pobytu ve Státech vzdala a věnovala se tu našim dětem, za což jsem jí velmi vděčný.
A říkali jste si: tak tu ještě chvíli zůstaneme. Postupně posouvali termín návratu, ale plánovali jste se vrátit?
Ty první roky ano. Nám se tu pak v roce devadesát osm narodila ještě dvojčata. To jsme si říkali, jestli se nevrátit a nedat děti do české školy. Ale tady bylo pořád co dělat. Musím přiznat, že to nebylo vůbec lehké rozhodnutí. Zároveň moji manželku to ovlivnilo mnohem víc než mě. Ona je právnička, vystudovala Karlovu Univerzitu, měla v Praze hodně atraktivní zaměstnání. Manželka se nakonec své kariéry kvůli našemu pobytu ve Státech vzdala a věnovala se tu našim dětem, za což jsem jí velmi vděčný. A to je vždy velmi těžké rozhodování, kterým nejsou všichni členové rodiny ovlivněni stejně…
A teď ještě přemýšlíte, jestli se vrátit? Kvůli dětem už asi ne, že?
Děti tu vyrostly, jsou tu zakořeněné a usazené. Měli jsme o tom společně spoustu rozhovorů. Mají tu svoje kontakty, práci, přátele. I když, oni všichni bydlí na východním pobřeží. Dvě jsou v New Yorku, mladší dcera ve Washingtonu DC, což je další problém, protože je mezi námi celý americký kontinent.
To byste za nimi měl možná z Prahy stejně daleko…
To je pravda. Zatím ale nevím, spíš budeme asi pendlovat. Dnes je to jednodušší, spousta věcí se dá dělat na dálku. Tak jako spolu vedeme tenhle rozhovor. Lidem to dává větší flexibilitu. My máme ale pořád velmi úzké kontakty v Čechách. Já jsem v Česku tak dvakrát, třikrát za rok. Máme tam celou širší rodinu, žije tam můj bratr. Pokud se to podaří, budeme se snažit trávit v Čechách v budoucnu snad i trochu více času.
Pomocí cookies ukládáme vaše nastavení a preferencí, analýze návštěvnosti našich stránek, zprostředkování funkcí sociálních médií a k personalizaci obsahu … Číst dále
Pomocí cookies ukládáme vaše nastavení a preferencí, analýze návštěvnosti našich stránek, zprostředkování funkcí sociálních médií a k personalizaci obsahu. Informace o užívání našich stránek také dále sdílíme s našimi obchodními partnery z oblasti sociálních médií, reklamy a analytiky. Za tyto webové stránky a soubory cookies odpovídá CzechCrunch s.r.o. Více informací naleznete na následujícím odkazu.
Nastavit preferované cookies
Vždy, když navštěvujete jakoukoliv webovou stránku, stránka může ukládat nebo získávat informace z vašeho prohlížeče, zejména formou souborů cookies. Tyto informace se mohou týkat vás, vašich preferencí nebo vašeho zařízení a jsou užívány převážně k zajištění vámi očekávaného chodu stránek. Takto získané informace vás obvykle přímo neidentifikují, ale mohou vám zprostředkovat personalizovanější zkušenost při užívání našich stránek. Protože respektujeme vaše právo na soukromí, můžete zakázat některé druhy cookies, které nejsou k využívání našich stránek nezbytné. Pokud se však rozhodnete některé cookies zakázat, může mít tento krok vliv na vaši uživatelskou zkušenost stránek a námi nabízené služby. Aktivací níže uvedených souborů cookies vyjadřujete souhlas s tím, že vaše osobní údaje mohou být převedeny do třetích zemí. Více informací naleznete na následujícím odkazu.
Možnosti předvolby jednotlivých cookies
Naprosto nezbytné cookies
Nezbytné cookies zajišťují klíčové funkce webových stránek jako jsou zabezpečení, správa sítě, přístupnost a základní statistiky o návštěvnících, takže není možné je vypnout. Prohlížeč můžete nastavit tak, aby blokoval soubory cookie nebo o nich posílal upozornění (tato skutečnost však může mít vliv na fungování stránek).
Pokročilé analytické funkce
Nástroje třetích stran, které nám umožňují zlepšovat fungování webových stránek pomocí zasílání zpráv o tom, jaký způsobem stránky užíváte. Tyto cookies však shromažďují údaje způsobem, který nikoho přímo neidentifikuje. Pokud tyto cookies nepovolíte, nebudeme vědět, kdy jste navštívili naši stránku.
Funkce a preference
Funkční a preferenční cookies umožňují použití pokročilého webového obsahu a pokročilých funkcí a zároveň nám také umožňují ukládat vaše nastavení a preference.
Cílené soubory cookies
Díky těmto cookies vám můžeme zobrazovat personalizované nabídky, obsah, jakož i reklamní obsah, na základě vašich zájmů na našich webových stránkách, na stránkách třetích stran a na sociálních médiích. Neukládají ale vaše osobní informace přímo, nýbrž přes jedinečné identifikátory prohlížeče a internetového zařízení. Pokud je nepovolíte, bude se vám zobrazovat na stránkách méně cílená reklama.