„Tři univerzity startují revoluci v léčbě rakoviny. Pomohou s ní zabijácké buňky,“ oznamoval letos v únoru titulek zprávy, která si získala pozornost médií, odborného i laického světa. Kromě české vědy zviditelnila i Plzeňský kraj, neboť dvě z univerzit jsou nejen tuzemské, ale sídlí právě v západočeské metropoli. Konsorcium vysokých škol s názvem CiRT totiž tvoří University of Pennsylvania, Univerzita Karlova a Západočeská univerzita v Plzni.
Je to ukázkový příklad, že Biomedicína a technika ve zdravotnictví je jednou z pěti domén Regionální inovační strategie Plzeňského kraje právem. Tento konkrétní projekt navíc dokládá, že doména stojí na správném podloží. Strategie, jež našemu regionu “pomáhá posílit význam výzkumu, vývoje a inovací pro ekonomickou konkurenceschopnost a zajistit lepší využívání veřejných zdrojů”, o doméně totiž říká, že se „zakládá zejména na dlouhodobých výzkumných prioritách Biomedicínského centra LF v Plzni UK a Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni a jejího výzkumného centra NTIS“.
Biomedicína a technika ve zdravotnictví, to je v Plzeňském kraji ale mnohem více než univerzity a jejich výzkumná centra. Fakultní nemocnicí Plzeň coby klíčovým partnerem počínaje a slibnými startupy i odvážnými nápady konče.
Nejnověji se o tom přesvědčil prezident Petr Pavel na návštěvě Plzeňského kraje, již zahájil v Bioptické laboratoři Plzeň. Laboratoř je největší svého druhu v ČR, jako jediná používá k diagnostice umělou inteligenci a disponuje největším genetickým oddělením, které se specializuje na diagnostickou onkologickou problematiku. Ročně vyhodnotí 800 000 gynekologických vyšetření, díky čemuž se řadí k největším cytologickým laboratořím na světě.
Máme ideální podmínky
Podle Jany Klementové, developerky strategických projektů Regionální inovační strategie, jsou v Plzeňském kraji v případě biomedicíny ideální podmínky pro spolupráci různých oborů. Shrnula je v rozhovoru pro sedmé číslo magazínu GetSmart.
“V samotném Biomedicínském centru Lékařské fakulty pracují výzkumníci z řady oborů. Výzkumné aktivity s vazbou na biomedicínu se realizují ale i na Západočeské univerzitě. Například ve výzkumném centru NTIS je laboratoř syntetické biologie, která se zaměřuje na inženýrské metody pro rychlé prototypování a validaci biotechnologií s aplikací v medicíně. Biomechanická skupina se zase zaměřuje na vytváření komplexních počítačových modelů a simulací perfuzí tkání a orgánů. Skupina biomedicínských informatiků se zabývá například vývojem metod pro zpracování a organizaci rozsáhlých heterogenních biologických dat. Výzkumné činnosti ZČU v oblasti hematologie a onkologie se řeší právě ve spolupráci s Hematologicko-onkologickým oddělením FN Plzeň či s Biomedicínským centrem. Máme tedy v kraji velmi úspěšné příklady spolupráce týmů z různých institucí. Navíc tyto týmy spolupracují s dalšími výzkumníky nejen z ČR, ale i ze zahraničí,” řekla Jana Klementová.
Univerzity už dříve spolupracovaly například na projektu Aplikace moderních technologií v medicíně a průmyslu. “Pro projekt je registrováno 177 výsledků, jedním z nich je například aplikace LISA, která umožňuje předoperační odhad velikosti jater po odstranění nádoru na základě tzv. Cévního stromu jater z CT snímků pořízených tomografy,” popsal vědecký ředitel Biomedicínského centra a garant domény prof. Milan Štengl popsal.
Revoluce iNKT
V úvodu zmíněné vysokoškolské konsorcium CiRT slibuje revoluci. Není to nadsazený slib. Vědecké a lékařské kapacity se spolu s partnery spojily kvůli nové terapii založené na takzvaných iNKT buňkách, které mohou nejen zacílit a likvidovat odolné nádorové buňky, ale také být živými léky a tělo nadále chránit. To je podle Moniky Holubové z Biomedicínského centra hlavní rozdíl oproti běžné chemoterapii. Lucie Houdová z výzkumného centra NTIS dodala, že přední odborníci budou v rámci konsorcia poprvé spolupracovat v celosvětovém měřítku. “Chceme dát lidem novou naději a zajistit, aby se nejmodernější léčba dostala k pacientům rychleji,“ vysvětlila.
Jsou-li vám jména obou odbornic povědomá, není to náhoda. Lucie Houdová a Monika Holubová, a díky nim také obě instituce, totiž tvoří tým už dlouhodobě. Věnují se například metodě single cell analýzy buněk, kterou v Plzni vyučují kolegyně a kolegy z celého světa, a zároveň spolupracují s Českým národním registrem dárců dřeně a s Nadací pro transplantace kostní dřeně. I díky jejich práci vznikly metody a nástroje usnadňující a urychlující vyhledávání vhodných dárců.
Co se týče buněk iNKT, jimž se věnují, ty nemusí být pomocníky jen při léčbě rakoviny, ale i při boji proti závažným infekčním nemocem. Řeč je například o autoimunitních poruchách nebo o těžkém průběhu covidu-19.
Covid-19 v centru dění
V souvislosti s koronavirovou pandemií je třeba připomenout, že výzkumná, vývojová a inovační sféra Plzeňského kraje během ní rozhodně nezahálela.
Například Fakultní nemocnice Plzeň. Status výzkumné organizace získala v září 2010, od roku 2012 je její výzkum institucionální, tedy dotovaný ministerstvem zdravotnictví. Spolupracuje se sousedící Lékařskou fakultou i se zahraničními partnery, přičemž základním cílem je “zdokonalení diagnostiky, terapie a prevence onemocnění a pomůže zavádět své výsledky co nejrychleji do rutinní praxe”. Institucionálnímu výzkumu se věnují kliniky, oddělení i ústavy napříč nemocnicí od Gynekologicko-porodnické po Kliniku zobrazovacích metod.
Když v roce 2022 prof. Ondřej Topolčan, náměstek ředitele pro vědu a výzkum, bilancoval uplynulých deset výzkumných let, sotva mohl covid-19 opomenout. “Ve FN Plzeň proběhla jedna z největších studií protilátek v Evropě, která v určité míře pokračuje stále a ukazuje, jak různé varianty SARS-CoV-2 vytváří různé hladiny protilátek,” řekl například. Výzkum věnovaný covidu se ve FN navíc protnul s dlouhodobým výzkumem věnovaným vitaminu D, když se ukázalo, že pacienti s těžkým či smrtelným průběhem tohoto onemocnění měli vitaminu nedostatek.
Pandemie ovšem také ukázala, že v Plzeňském kraji dovedou spolupracovat nejen akademici s akademiky, ale i se soukromým sektorem, někdy až v nečekaných souvislostech. Například malé lahvičky s vakcínou proti covidu se začaly uchovávat ve speciálních držácích, které navrhli v IoT laboratoři Západočeské univerzity tak, aby je bylo možné skladovat za teploty -72 °C i po rozmražení a aby byly co nejstabilnější. Jako první je ocenili v Rokycanské nemocnici, poté projevila zájem FN Plzeň. S 3D tiskem držáků nejprve univerzitě pomohla ZŠ a MŠ Stod, kapacitu svého plzeňského prototypového pak poskytla společnost AKKA Czech Republic.
Nápady pro zdraví
Na lidském zdraví a co nejlepší kvalitě života často záleží také startupům, které hledají podporu pro rozvoj svých nápadů. V Plzni jim pomáhá například inkubační program Podnikatelského a inovačního centra BIC Plzeň. Není třeba dlouhého hledání a na řadu takových projektů narazíme.
Název AntiCovid nenechá nikoho na pochybách, že startup TechInn se rozhodl na zareagovat na koronavirus, nicméně to, s čím přišel, najde využití i v nepandemických časech. Právě díky inkubačnímu programu získal TechInn vloni na podzim od města Plzně 500 tisíc korun na rozvoj svých podnikatelských plánů, což je i zmíněné zařízení na ochranu cestujících MHD před respiračními onemocněními. AntiCovid může být součástí nových tramvají či vozů metra, ale také může zmodernizovat ty stávající. Dezinfikuje po celou dobu jízdy, přičemž dezinfekce může být i aromatizovaná.
V podzimním inkubačním programu město podpořilo také společnost PROMOTON s.r.o., jež představila pomůcku TUGI pro aplikaci injekčních léků v domácím prostředí. Přesně a bezbolestně si mohou léky na ředění krve aplikovat těhotné ženy i senioři, nemusejí se přitom bát bolesti nebo třesu rukou.
„Mám radost z toho, že město prostřednictvím mé gesce pomáhá startupům, které jednou pomohou tisícům nemocných lidí nejen v Česku, ale i po celém světě. Tuto malou pomůcku TUGI, která vypadá jako malý růžový slon, vymysleli dva ‚ajťáci‘ z Plzně, kteří chtěli pomoci své nemocné kamarádce. Díky za takové nápady a jejich realizaci,“ uvedl Daniel Kůs, radní města Plzně pro oblast Smart Cities a podporu podnikání.
Jako odrazový můstek využil plzeňský inkubační program také startup MarbleMat, jehož potenciál teď rozvíjí program Technologická inovace agentury Czechinvest. “MarbleMat vyvíjí malé lipidické částice Oil Marbles, které jsou ideální pro doručování účinných látek v potravinářství a farmacii. Díky své malé velikosti se snadněji polykají, umožňují přesné dávkování a jejich složení zvyšuje rozpustnost ve vodě, což vede k lepší vstřebatelnosti účinných látek do těla,” popisuje agentura slibný projekt.
A jak to vypadá, když se slibný projekt stane opravdu známým a úspěšným? Dobře to vědí lidé, kteří stojí za VR Medical – původně stejnojmenným startupem, který o sobě může bez přehánění tvrdit, že “posouvá hranice rehabilitace”. Jednoduché brýle pro virtuální realitu opatřené speciálně vyvinutým softwarem vznikly ve spolupráci s lékaři, terapeuty a především pacienty. Vše se vejde do jednoho kufříku.
“Virtuální prostředí vtáhne pacienty natolik, že zapomenou na překážky, které vnímají v realitě. Přitom neztrácí lidský kontakt s lékařem. Kromě zvýšení motivace posunuje virtuální realita také práh bolesti pacientů a díky tomu urychluje jejich návrat do běžného života. Virtuální prostředí je bezpečné a nenáročné a lze jej v průběhu rehabilitace snadno přizpůsobit vyšším nárokům na pacienta,” prezentuje se VR Medical.
Když společnost v roce 2022 zabodovala v prestižní soutěži VR Awards a postoupila v nizozemském Rotterdamu mezi devítku celosvětově nejlepších produktů ve virtuální realitě v oblasti zdravotnictví, nebyl to zdaleka její poslední úspěch.
Nové mozky, nové nápady
Technologie nejen v oblasti biomedicíny se neustále vyvíjí, doba přináší stále nové výzvy a nové generace výzkumníků a výzkumnic, vývojářů a vývojářek, inovátorů a inovátorek přicházejí s novými nápady. Kdo se od 14. do 16. března třeba jen jako divák zúčastnil už devátého ročníku plzeňského #AimtecHackathonu, ví, o čem je řeč. Podtitul akce Když kód pomáhá se podařilo naplnit beze zbytku.
Na 11 soutěžních týmů čekaly výzvy jako oživení plyšáka, který může dělat společnost seniorům, nebo VR aplikace pro dlouhodobě nemocné, kteří jsou nuceni pobývat v nemocnici bez možnosti ji opustit. S pomocí mentorů měli za 40 hodin vytvořit prototyp řešení připravený na uvedení do praxe.
Zvítězil tým Plajta s komunikátorem Sisyphus, který vznikl přímo podle zadání sester, jež pracují s dětmi s poruchou autistického spektra a potřebují snadno ovladatelné, a hlavně levné zařízení. Druhé místo a cenu veřejnosti si odnesl univerzitní tým FAVoriti s nápadem, jak zjednodušit studium dlouhodobě nemocným studentům a zároveň učitelům. Díky AI vytvořili jednoduchý prostor, kde lze na jednom místě najít záznamy přednášek, jejich shrnutí, vědomostní kvízy a všechny materiály k probírané látce. Pomyslný bronz patřil týmu Undefined a jejich chytrému diktafonu pro lékaře. Převádí hlasové nahrávky do textu a současně do formátu lékařských zpráv, které ukládá pod profil konkrétního pacienta.
Jiný příklad využití nápadů nové generace a jejich spolupráce s praxí má Západočeská univerzita. Tamní mezifakultní projekt DESING+, což je zkratka ze slov Design a Mechanical Engineering, už od roku 2004 nechává studující řešit výzvy zadávané průmyslovými partnery. Jedním z nich je společnost OttoBock s pomůckami pro hendikepované, jejíž česká pobočka sídlí ve Zruč-Senci, a ta do letošního ročníku přispěla zadáním interaktivní terapeutické hry pro děti od 3 do 5 let, na které by si mohly nacvičit úchop předmětů s myoprotézou. Studentky a studenti z Fakulty strojní, Fakulty designu a umění, Fakulty zdravotnických studií a Fakulty ekonomické si se zadáním poradili a v dubnu je čeká finálové kolo.
Poslání DESING+ je univerzální a nemělo by se vytratit ani poté, co se ze studentek a studentů stanou absolventky a absolventi a svými úspěchy možná začnou inspirovat své nástupce. Nejen že získávají nové zkušenosti, ale především se učí spolupracovat napříč obory s lidmi, které do té doby často ani neznali.
A co je nejlepší, studentské nápady nemusí skončit jen na papíře, u modelů nebo vizualizací. Kromě DESING+ totiž letos na Západočeské univerzitě odstartoval i druhý interdisciplinární projekt DESING². „Zatímco u projektu DESIGN+ se studující zaměřují na doing right things – tedy dělání správných věcí, v tomto případě jejich návrhů, protože na více není čas, u DESING² půjde o to dotáhnout dříve řešené projekty tak, aby byly správně propracovány, a tedy doing things right. Budeme vycházet z předchozích ročníků DESING+ a vybrané inovace rozpracujeme a přiblížíme k zavedení do praxe,“ vysvětlil zakladatel projektu prof. Stanislav Hosnedl z Fakulty strojní.
