Laureát

Josef Prchal

Laureát Ceny Neuron 2021 za celoživotní přínos vědě v oboru biologie a medicína

 Josef Prchal

Za přínos světové hematologii a popsání průlomových jevů využitelných v biomedicíně.

Světově proslulý hematolog, který svému oboru pomáhá jako vědec i lékař, popsal několik průlomových jevů využitelných v biomedicíně. Josef Prchal vystudoval Univerzitu Karlovu a po vojenské invazi v roce 1968 odešel do USA, ale se svojí vlastí udržoval intenzivní vztahy a dál spolupracoval s českými kolegy a studenty. Dnes působí v Utahu. Ve své akademické kariéře vytvořil komplexní laboratoř na výzkum poruch červených krvinek. K oboru přispěl popisem společného původu kmenových buněk, objevem molekulární podstaty Čuvašské erytrocytózy (první nemoci porušené fyziologické odpovědi na nedostatek kyslíku) nebo na příkladu Tibeťanů identifikoval geny odpovědné za adaptaci člověka na vysoké nadmořské výšky. Josef Prchal je nositelem Strattonovy ceny, jeho výzkumy publikoval Science i Nature a za svého „vědeckého otce“ ho považují i dva současní laureáti Nobelovy ceny.

Tajemství krve

Odhalit molekulární základ krevních chorob a zpochybnit zavedená dogmata – takový je základní smysl vědeckého snažení Josefa Prchala, celosvětově uznávaného hematologa s českými kořeny, který provozuje ne zcela obvyklý dvojboj: kombinuje vědu a medicínskou praxi.

Na amerických univerzitách v Birminghamu v Alabamě, v Baylor College Medicíny v Texaském Houstonu a nyní v Utahu v Salt Lake City, kde momentálně působí, vybudoval jednu z nejkomplexnějších světových laboratoří zaměřenou na výzkum mnoha poruch červených krvinek. Kromě toho je externím profesorem na 1. interní klinice a Ústavu patologické fyziologie 1. LF UK a VFN v Praze. Je nositelem řady ocenění, zejména prestižní Ceny Henryho Strattona, kterou v roce 2017 obdržel od Americké hematologické společnosti za celoživotní přínos oboru – tu také považuje za svůj největší úspěch.

Po svém velkém učiteli, Ernestu Beutlerovi, převzal editorství významné „Hematologické bible“‎ Williams Hematology a jeho vědecké publikace (je jich více než 400) mají přes 26 tisíc citací. Do světové vědy se zapsal zejména podílem na odhalení původu krevních elementů ze společné krvetvorné kmenové buňky, charakteristikou a klasifikací vrozených polycytemických stavů a také objevem vrozených mutací, které postihují hypoxickou signální dráhu.

Zatímco většina vědců je zaměřená na jednu věc, Josef Prchal má díky svým pacientům širší záběr a věnuje se tomu, co mu takzvaně přijde do ordinace. „Baví mě hledat molekulární podstatu lidských nemocí a krvinky jsou lehce dostupné,“ říká.

„Když vás budu chtít zkoumat, možná mi krev dáte, možná ne, ale určitě mi ji dáte spíš než kus oka nebo srdce. Proto víme o krvi a červených krvinkách nejvíc.“

Experimenty s proteiny

Už během studia na lékařské fakultě Karlovy univerzity pomáhal na biochemii jako takzvaný pomvěd neboli pomocný vědecký pracovník. V té době se zjistilo, že mutace konkrétních proteinů způsobují lidské nemoci a že například u černochů či Italů je častý deficit takzvané glukózo-6-fosfát dehydrogenázy, způsobující různé choroby od novorozenecké žloutenky po chudokrevnost. Psal se rok 1965 a Josefa Prchala to zaujalo natolik, že se rozhodl tento jev prozkoumat u černošských studentů, kteří studovali na pražských univerzitách. Spolu s ním se na tom podílel i pozdější známý onkolog docent Bohuslav Konopásek.

„Krev jsme od černošských studentů získali snadno, horší to bylo s chemikáliemi,“ vzpomíná profesor Prchal. Něco se jim podařilo sehnat, u zbytku improvizovali. Ze zabitého králíka získali isomerasu, z brambor kinasu, z glukosy připravili glukosa-6-fosfát. Vše smíchali s odebranou krví – a fungovalo to. Za tyto experimenty pak získali Purkyňovu cenu, která se ukázala jako zásadní pro další kariéru Josefa Prchala.

Cesta do nejlepší laboratoře

V roce 1968, po sovětské okupaci, se rozhodl emigrovat. Se svou tehdejší snoubenkou utekl přes Hamburg do Kanady. Jeli nákladní lodí, protože to bylo levnější, cíle měl však Josef Prchal o dost méně skromné: vysnil si, že se dostane k Ernestu Beutlerovi, který glukózo-6-fosfát dehydrogenázu objevil. „Byl jsem mladý kluk z Čech, žádný student z Harvardu, moje angličtina byla velmi lámaná. Ale Purkyňova cena z Československa zapůsobila a otevřela mi cestu do té nejlepší laboratoře.“

V době okupace byl zrovna v Dánsku. Původně měl v plánu vrátit se domů, odsloužit si vojnu a posléze nastoupit do akademické sféry. „Když jsem se dozvěděl o vstupu vojsk, přemýšlel jsem, zda zůstat venku, nebo se vrátit. Myslel jsem, že doma přijde odboj, ale to se nestalo.“ A tak se rozhodl zůstat v cizině. Neplánovanou emigraci a nutnost komunikovat v jiném jazyce zpětně považuje za největší překážku, kterou v životě zdolal. „Moje angličtina není nejlepší, ale snad jsem toho hodně věděl o molekulární biologii,“ řekl si. „Bylo mi jasné, že se musím uživit a vzít práci vážně. A tak jsem se snažil být dobrý a pod tímhle stresem jsem si toho dost pamatoval.“

Na Torontské univerzitě absolvoval základní akademický trénink v hematologii a po roční stáži u profesora Beutlera v Kalifornii se vrátil do Kanady, kde měl nastoupit na své první fakultní místo na McGill univerzitě v Montrealu. Této kariéře ale zabránil nový zákon v kanadské provincii Quebeck, který zavedl povinnou znalost francouzštiny. Jak říká Josef Prchal: „Nacionalisti to trochu přehnali a já jsem bez francouzštiny skončil bez místa.“ Ernest Beutler ale pomohl a doporučil ho na univerzitu v Alabamě. „Nabídli mi tam skvělé podmínky a já mohl kombinovat kliniku a vědu.“

Od dalajlámy k časopisu Science

Takový dvojboj je sice na jedné straně radost, na straně druhé je ve vědě stále těžší uspět ve snaze o získání grantů.

„Vždycky bojujete s těmi nejlepšími v daném oboru. A protože většina vědců dělá celý život jen jeden úzký obor, logicky ho znají do nejmenších detailů. Já toho dělám mnohem více, ale ne tak dopodrobna. Proto je občas těžké soutěžit o grantové peníze
profesor Prchal

Světové vědě nicméně Josef Prchal významně přispěl řadou unikátních poznatků. Například studoval enzymy z červených krvinek – již dříve zmiňovaný enzym G6PD, který je lokalizován na X chromozomu. Tuto studii, v níž se Josefu Prchalovi a jeho kolegům podařilo popsat, že všechny krevní buňky vznikají ze společné krvetvorné kmenové buňky, v roce 1978 publikovali v Nature a sklidili uznání. „Objasnili jsme molekulární podstatu i některých dalších krevních vrozených nemocí,“ vysvětluje profesor základní přínos této práce.

Velkou část svého výzkumu pak zasvětil takzvané polycytémii, nemoci, kdy lidé mají hodně červených krvinek. Tento jev často vzniká nedostatkem kyslíku. V rámci výzkumu byl Josef Prchal pozván do Ruska na konferenci, kde se dozvěděl o čuvašské polycytémii, o které neexistovala žádná publikace v angličtině.

Právě tady začala jedna z nejzajímavějších etap jeho profesní kariéry, výzkum zmíněného jevu v Tibetu. „Většina Tibeťanů překvapivě nemá více červených krvinek, i když žijí pět až šest tisíc metrů nad mořem, kde je už opravdu málo kyslíku. Někteří Tibeťané ale ano. To mě zaujalo a chtěl jsem zjistit, čím to je.“ Odjet do Tibetu nebylo snadné, Číňané nechtěli vědecký tým k Tibeťanům pustit. „Nakonec se vše podařilo i díky přímluvě dalajlámy, který dosvědčil, že nám jde čistě o vědu, kterou on podpořil. Tibeťané potom více spolupracovali a nechali si vzít krev, což je pro budhisty zvlášť nepříjemné. A našli jsme evoluční mutace, které mění reakce na nedostatek kyslíku. Vše jsme posléze publikovali v Science a Nature Genetics,“ líčí Josef Prchal.

Dlouho trvající nadšení

Za nejdůležitější pro úspěch považuje připravenost využít naskytnutou příležitost, ignorovat konvenční myšlení a sledovat nové přístupy ve vědě. „Měl jsem štěstí, že jsem mohl spolupracovat s těmi nejlepšími. Kdykoli jsem něco potřeboval, i o víkendu nebo večer, tak mi profesor Beutler a můj další učitel Y.W. Kan, který objevil mapování lidského genomu genetickým polymorfismem, vždy rádi pomohli. Snažím se jim odvděčit a tenhle přístup předávat dál,“‎ říká světově uznávaný hematolog „Cítil jsem, že bych se měl zase já revanšovat mladým lidem a studentům. Mnoho jich tu za mnou bylo a pak si založili vlastní laboratoře.“

Mimochodem, stejně jako Ernest Beutler fascinoval Josefa Prchala, byl to právě Josef Prchal, kdo pro vědu nadchl syna Ernesta Beutlera, budoucího nositele Nobelovy ceny. Bruce ještě jako student střední školy strávil měsíc v Prchalově laboratoři. Plamínek zájmu se rozhořel a v roce 2011 Bruce Beutler spolu s Julesem A. Hoffmannem získal Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za objev týkající se aktivace vrozené imunity.

Co by Josef Prchal ze své zkušenosti poradil studentům? Za prvé mít vlastní zájmy a názory. Nebát se nesouhlasit s profesory a za své jiné názory se bít. A pak také – být si vědom jedné věci: že věda je těžká a často se v ní nedaří. Že věda je pro lidi, kteří jsou zvídaví a kterým každý dílčí úspěch přinese natolik veliké potěšení, že překonají všechny neúspěchy, které zákonitě také přijdou.

„Je spousta velice chytrých lidí, kteří se snažili dělat vědu, ale nechali toho. Mnoho z nás neuspěje a neúspěch je skličující. Ale když se občas něco podaří, překonáte předchozí neúspěchy a můžete pokračovat dál. A já měl to štěstí, že mi každé nadšení vydrželo vždycky hodně dlouho, obvykle až do dalšího úspěchu, a takhle jsem ty dílčí neúspěchy překonal. V takové konstelaci pak člověk obětuje i chvíle, kdy mohl být s rodinou, cestovat a žít, jak se říká normální život,“ podotýká profesor Josef Prchal, který má kromě své práce rád poznávání dříve neznámých míst, kanoistiku na divoké vodě, zahradničení, lyžování a horskou turistiku.

Když už je řeč o rodině, byla to možná jedna tragická okolnost, která Josefa Prchala navedla na jeho životní cestu.

„Moje první dítě zemřelo na genetickou nemoc, svalovou spinální atrofii. Rozpadlo se mi kvůli tomu po letech mé první manželství, ale možná to byla právě tato tragédie, která mě nasměrovala na vědu a genetický výzkum.“