Víťazka striebra z USA Izabela Mária Hašková: Vede som ochotná venovať dni aj noci

Aj keď takmer všetci poznáme Parkinsonovu chorobu, nie každému je jasné, ako vzniká?

Parkinsonova choroba je druhé najčastejšie neurodegeneratívne ochorenie. Je spôsobená nedostatkom neurotransmitera dopamínu (molekula, ktorá prenáša informácie medzi bunkami, pozn. red.). Dochádza aj k odumieraniu neurónov, ktoré dopamín produkujú, čo sa prejavuje typickými príznakmi, ako sú stuhnutosť, problémy s pohybom či poruchy pamäte. Parkinsonova choroba sa častejšie vyskytuje u mužov a môže byť spôsobená geneticky, ale aj vonkajšími vplyvmi. Geneticky podmienená forma je o to horšia, že sa prejavuje už okolo 40. roku života, takmer o 20 rokov skôr než tá spôsobená vonkajšími faktormi. Tými môžu byť fajčenie alebo rôzne chemikálie, ako sú pesticídy.

Svoj experiment si realizovala so vzorkami pacientov s Parkinsonovou chorobou. Ako takýto výskum prebiehal?

Priamo s pacientmi som nepracovala, ale mala som možnosť narábať s ich vzorkami, teda s extracelulárnymi vezikulami, ktoré boli izolované z ich krvnej plazmy. Vo výskume som sa venovala biofyzikálnej charakterizácii, teda meraniu veľkosti extracelulárnych vezikúl a ich koncentrácie v krvi. Merania prebiehali pred cvičením, tesne po ňom a po hodine. Pacienti cvičili formou 40-minútového bicyklovania.

Čo sú extracelulárne vezikuly a prečo sú dôležité v súvislosti s potenciálom liečiť Parkinsonovu chorobu?

Extracelulárne vezikuly sú dvojvrstvovo ohraničené častice, ktoré telom roznášajú rôzne chemické látky a môžu prenikať takmer všetkými bunkami. Majú veľmi dôležitú úlohu v medzibunkovej komunikácii pri fyziologických aj patologických procesoch. Snažili sme sa zistiť, či sa cvičením vylučuje z buniek viac extracelulárnych vezikúl a či pohyb mení ich veľkosť a koncentráciu. Cvičenie pôsobilo ako stresor (príčina stresu, pozn. red.) pre organizmus, ale pozitívne, pretože pod jeho vplyvom dochádzalo k uvoľňovaniu vezikúl, ktoré môžu zmierňovať príznaky Parkinsonovej choroby. Všetci vieme, že cvičenie má blahodarné účinky, ale zatiaľ nepoznáme mechanizmy, ako tieto častice na telo pôsobia.

Čo extracelulárne vezikuly obsahujú, keď môžu predstavovať potenciálnu liečbu Parkinsonovej choroby? Je to práve chýbajúci dopamín?

Teoreticky áno, ale konkrétne toto som v projekte neskúmala. Všetko však zároveň závisí od bariéry medzi krvou a mozgom, či látky cez ňu prejdú. Suplementácia dopamínu sa síce využíva ako liečba, ale nie je až tak účinná, pokiaľ nepoznáme presnú patogenézu (popis vzniku a vývoja ochorenia, pozn. red.) Parkinsonovej choroby, na základe ktorej by sme ju mohli liečiť. Keby sme k ochoreniu pristupovali prostredníctvom cvičenia, ľudia by si boli schopní proti nemu vytvárať prevenciu.

Ako sa prejavilo zmiernenie príznakov Parkinsonovej choroby u pacientov po pohybe?

Už tesne po cvičení dochádzalo k zlepšeniu ich kognitívnych schopností. Ukázalo sa to v pamäťových testoch, kde si museli zapamätať slovíčka, ktoré mali potom opakovať. Bolo to veľmi zaujímavé. Naši pacienti v začiatočnom štádiu ochorenia dokázali pohybom spomaliť a zmierniť príznaky, ktoré ich trápili.

Vo svojom výskume spomínaš, že okrem extracelulárnych vezikúl má na Parkinsonovu chorobu vplyv aj spánok. Ako konkrétne?

U pacientov bola meraná dĺžka spánku počas siedmych dní. Zistili sme, že keď spali menej ako osem hodín, mali väčšie vezikuly. Malé extracelulárne vezikuly mali v našom experimente pozitívnejší vplyv na organizmus ako tie s väčším priemerom. Dôležitý je aj ich chemický obsah, či už vo vnútri alebo na povrchu vezikúl, ktorý sme však nezisťovali. Extracelulárne vezikuly môžu mať rôznu dráhu v metabolických procesoch počas spánku alebo bdenia. 

Čo z tvojho výskumu teda vyplýva?

Cvičenie, ktoré uvoľňuje vezikuly, môže prostredníctvom nich šíriť prospešné signály a zlepšovať tak príznaky ochorení. Pohyb môže slúžiť ako prevencia proti rôznym civilizačným ochoreniam, či proti Parkinsonovej alebo Alzheimerovej chorobe. Ak si ľudia chcú zlepšiť svoje kognitívne schopnosti alebo pohybové funkcie, mohli by cvičenie zaradiť ako prevenciu do bežného života, aj keď nemajú rodinnú históriu týchto ochorení.

Vďaka tomuto výskumu si sa zúčastnila GENIUS Olympiad, medzinárodnej projektovej súťaže v Amerike. Čo ti dalo toto podujatie?

Určite ma posunulo po prezentačnej stránke, keďže prezentovanie posteru a diskusia s porotcami prebehli v angličtine. Pýtali sa ma veľmi dobré otázky, tak ako aj na Slovensku, a vďaka dobrej príprave to bolo omnoho menej stresujúce. Padli aj otázky, ktoré ma prekvapili, ale zároveň poskytli iný pohľad na projekt, výskumnú otázku a poster. Nevidím nič zlé na otázkach, na ktoré nepoznáme odpoveď – práve tam vzniká možnosť zistiť, na čo sa môžem v budúcnosti zamerať a akú novú oblasť preskúmať. Vybudovalo mi to tiež určitú sebavedomosť, keďže som získala druhé miesto. Vďaka tomu viem, že výskum bol na vysokej úrovni, a to ma povzbudilo ísť vpred.

Čo znamená vyhrať druhé miesto, teda striebro, na tejto súťaži?

Získala som štipendium 20 000 dolárov na Rochester Institute of Technology, teda na univerzite, kde sa súťaž konala, ale neplánujem sa tam hlásiť.

V čom by sa súťaže na Slovensku mohli inšpirovať od tých v zahraničí, prípadne naopak?

V Amerike sa mi na súťaži páčila multikultúrnosť, ale nevidím nič, čím by sa súťaže mohli navzájom inšpirovať, pretože obe boli veľmi obohacujúce a zaujímavé. Kľudne by som si ich zopakovala aj teraz. Súťaž v Amerike trvala takmer celý pracovný týždeň, Festival vedy a techniky tri dni. Aj na Festivale vedy a techniky boli rôzne prednášky, či už z fyziky, alebo naše vlastné o predávaní skúseností – predošlí víťazi prezentovali o medzinárodných súťažiach z minulého roku. Taktiež tam bol bohatý sprievodný program, podobný tomu, aký bol v Amerike. Na oboch súťažiach je dosť priestoru na mentoring aj networking.

Okrem toho, že si na Festivale vedy a techniky, ktorý organizuje AMAVET, postúpila na medzinárodnú súťaž, ďalšou odmenou ti bola konferencia pod záštitou Slovenskej akadémie vied (SAV) na Smolenickom zámku. Čo to bolo za podujatie?

Bola to trojdňová konferencia, kde sme mali možnosť prezentovať a diskutovať naše výskumy s vedcami zo SAV. To bolo veľmi obohacujúce a posúvalo to vpred nás aj naše projekty. Okrem nás, študentov z Festivalu vedy a techniky, ktorí sme účasť na konferencii vyhrali, tam boli aj študenti zo Stredoškolskej odbornej činnosti, takže sme sa mohli zoznámiť aj s nimi. Boli sme rozdelení do tematických skupín podľa humanitných a prírodných vied. Neskôr bola prehliadka zámku a taktiež výlet po Smoleniciach.

Na SAV si realizovala svoj víťazný projekt, no spoluprácu s ňou si nadviazala pár rokov pred jeho samotnou realizáciou. Zúčastnila si sa totiž Letnej školy mladých vedcov, ktorú táto inštitúcia organizuje. Aké pocity v tebe táto akcia zanechala?

Letná škola mladých vedcov bola veľmi úžasné podujatie. Zúčastnila som sa jej medzi deviatym ročníkom základnej školy a prvým ročníkom strednej, čiže som mala asi 15 rokov. Bola to moja úplne prvá a neuveriteľná skúsenosť s vedou. Počas týždňa sme si vyskúšali rôzne aktivity, a už samotná práca v laboratóriu ma tak nadchla, že som sa rozhodla pokračovať vo výskume. Pracovala som konkrétne u doktorky Dominiky Fričovej, kde som sa venovala Parkinsonovej chorobe. Potom som pokračovala na Lekárskej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave a následne v Biomedicínskom centre SAV v skupine doktora Ukropca, kde som opäť skúmala Parkinsonovu chorobu, konkrétne vplyv cvičenia na toto ochorenie. Letná škola mladých vedcov ma naštartovala do vedy a ďalšie stáže ma veľmi motivovali pokračovať.

Dostala si sa s projektmi z predošlých stáží na nejaké ďalšie vedecké podujatia?

Výskum z Letnej školy mladých vedcov som mala možnosť ukázať na medzinárodnej prehliadke EXPO v Dubaji v slovenskom pavilóne. Bola to veľmi dobrá skúsenosť a pre mňa zároveň prvá, kde som prezentovala na medzinárodnej úrovni, čo ma motivovalo a posunulo vpred. Bola som súčasťou delegácie z Ministerstva školstva a prezentovala som našu týždennú prácu s výsledkami, na ktorej sme pracovali spoločne s mentorkou a ďalšími účastníkmi letnej školy. Konkrétne sme detegovali karbonickú anhydrázu pri nízkej a vysokej hladine kyslíka. Tento enzým sa objavuje v nádorových bunkách, ktoré majú nedostatok kyslíka a pomáha im prežiť.

S projektom, v ktorom som skúmala potenciálnu úlohu nadmernej expresie alfa-synukleínu (proteín súvisiaci so vznikom Parkinsonovej choroby, pozn. red.) som sa dostala do Mexika na MILSET Expo-Sciences International, medzinárodnú prehliadku, ktorá trvala týždeň. A až neskôr, s projektom, v ktorom sme skúmali vplyv cvičenia na extracelulárne vezikuly, som sa dostala na GENIUS Olympiad, na moju prvú medzinárodnú súťaž. Bola som veľmi vďačná za predošlé skúsenosti, ktoré mi pomohli pri prezentácii.  

Máš za sebou niekoľko projektov s rôznymi témami. Prečo si sa rozhodla takmer vždy venovať práve Parkinsonovej chorobe?

Neurobiológia je veľmi nepreskúmaná oblasť, ktorá však človeka ovplyvňuje vo vysokej miere. Je to predsa mozog, ktorý determinuje, kým sme a kým sa staneme. A to ma na ňom neskutočne fascinuje a baví.

Svoje štúdium nezanedbávaš, aj keď si zaneprázdnená výskumom. Naopak – si z Bratislavy, no rozhodla si sa navštevovať International Baccalaureate Diploma Programme na Gymnáziu Šrobárova 1 v Košiciach. Prečo si sa tak rozhodla, keď teraz z dôvodu dochádzania nie je pre teba časovo možné pokračovať vo výskume?

Veľmi ma toto štúdium lákalo vďaka jeho princípu vyučovania. IB program je založený na vedeckom bádaní a to ma veľmi napĺňa, jednak vedeckým smerom, ale aj tým, že učivo sa tu nememoruje, ale učíme sa chápať podstatu predmetov.

V čom je tento program odlišný od bežného stredoškolského vyučovania?

Je to medzinárodný študijný program, ktorý sa realizuje v posledných dvoch ročníkoch strednej školy. Okrem slovenčiny prebieha celá výuka v angličtine. Študujete šesť predmetov, ktoré si vyberáte, a v nich sa môžete do hĺbky špecializovať – tri predmety sú na nižšej a tri na vyššej úrovni. Z každej skupiny si študent môže vybrať predmety, ktoré ho zaujímajú.

Čo máš konkrétne namysli tým, že výuka na IB programe prebieha vedeckým bádaním?

Vo väčšine predmetov máme skúšku so zadanou výskumnou otázkou, na ktorú neskôr píšeme aj záverečnú prácu. Je tam väčšie prepojenie medzi predmetmi; v niektorých kombinujeme napríklad matematiku s biológiou. Minulý rok sme mali tiež kolaboratívny projekt, na ktorom spolupracovali študenti z fyziky, chémie a biológie, a pozerali sme sa naň z viacerých uhlov pohľadu. Študujem aj umenie a v rámci neho analyzujem umelcov, robím výskumy alebo tvorím vlastné diela.

Takže vo svojom štúdiu kombinuješ prírodné vedy s umením?

Áno, je to jedno z mojich ďalších hobby popri vede a navzájom sa to nevylučuje. Pre mňa sú veda a umenie veľmi prepojené, keďže v oboch rozvíjame svoju kreativitu a nemáme obmedzenia v tom, čo môžeme preskúmať. V tomto je sloboda v umení aj vo vede.

Ako ti tvoje výskumy pomohli lepšie chápať vedecký prístup v škole?

Pomohli mi sústrediť sa na detaily, ktoré by mohli byť odpoveďou – či už pri prácach, ktoré píšeme, alebo pri bežných úlohách, ktoré sú súčasťou vyučovania. Venujeme sa rôznym analýzam a prezentácii výsledkov. Projekty rozvinuli moje kritické a analytické myslenie.

Znie to tak, že do vedy aj do umenia investuješ veľa záujmu. Niet divu, že pre Zlaté talenty so Zlaticou si povedala, že chceš jedného dňa získať Nobelovu cenu. Čím ťa to láka?

Bádanie a posúvanie vedomostí ma veľmi baví. Chcela by som do vedy prispieť niečím signifikantným, čo by ovplyvnilo ďalšie výskumy a výsledky v budúcnosti. Veda je oblasť, ktorá ma veľmi napĺňa, a som jej ochotná sa venovať dni aj noci, čo už aj robím (smiech). Práve Nobelova cena je jednou z najprestížnejších cien, ktoré sa vo vede udeľujú, a má presah do mnohých výskumov.

Pozn.: titulná fotografia je z archívu Ely Rybárovej