Zpočátku může toto místo působit nevýrazně. Za vstupní branou se tyčí pár paneláků, kromě stromů nic dalšího vidět není. Stačí ale vejít dovnitř – do areálu Ústavů Akademie věd ČR – a ujít asi 500 metrů. Staré paneláky rychle ustupují moderním budovám, které zdůrazňují význam molekulární genetiky v české vědě. Nacházíme se sice v Praze, centrem mikroskopie je u nás nicméně Brno.

Proč? Podle ředitele technologické společnosti Telight Petra Jaroše, se kterým se v areálu scházíme, se pro odpověď musíme vrátit až do 50. let minulého století. Tehdy v Brně vznikl první československý elektronový mikroskop – a vlastně jeden z prvních ve východním bloku vůbec. „Ale proč si tenkrát soudruzi vybrali zrovna Brno, to nevím,“ přiznává Jaroš. 

Výrobu mikroskopů dostal v té době na starosti legendární československý podnik Tesla. V 70. a 80. letech ale československá elektronika silně upadala, což se v plné nahotě ukázalo po roce 1989, kdy už si lidé z východního bloku mohli vyzkoušet i západní techniku. Tesla se proto víceméně rozpadla – a dnes už v Brně působí celkem čtyři výrobci elektronových mikroskopů. 

„Jedním z nich je Tescan, který založilo pět statečných kolem vizionáře Jaroslava Klímy. A od Tescanu se později odloučil náš Telight,“ vzpomíná Jaroš. Tescan má podle něj totiž plné ruce práce s elektronovou mikroskopií – podle Jaroše se jí zabývá na 120 procent – a nemůže se tak věnovat ještě dalším oblastem. „Navíc tehdy všichni makali na takzvaném ‚prozařováku', což je takový Rolls-Royce mezi elektronovými mikroskopy.“

Rozdíl mezi světelným a elektronovým mikroskopem • světelný mikroskop – využívá k zobrazení objektů viditelné světlo. Na rozdíl od jiných typů mikroskopů umožňuje sledovat živé organismy. • elektronový mikroskop – obdoba světelného mikroskopu, ve kterém jsou fotony nahrazeny elektrony a skleněné čočky čočkami elektromagnetickými. Má tak mnohem vyšší rozlišovací schopnost. Vzhledem k nutnosti vakua v něm ale nelze pozorovat živé vzorky.

Elektronová mikroskopie má ovšem jednu velkou nevýhodu: umožňuje sice pozorovat předmět zkoumání s extrémním rozlišením, nicméně vzorek musí být ve vakuu. A živá buňka, která se umístí do vakua, exploduje – a zahyne. „Jednou si proto Jarda řekl: ‚Safra, tady na VUT jsou šikovní kluci, kteří dělají i světelnou optiku. My bychom se tím měli taky zabývat.' A bylo rozhodnuto.“ 

Brněnský Telight tak od konce roku 2019 poskytuje přístroje pro zkoumání i živých organismů. A vidí v tom obří potenciál – nejen v přínosu v dalším zkoumání léčby rakoviny.

Aby rakovinné buňky nemohly běhat

Obyčejně se musí buňky, které chce vědec pozorovat, obarví, aby byly vůbec vidět. „Ty mršky jsou totiž téměř průhledné. Jenomže kvůli tomu barvivu může docházet k různým chemickým reakcím, které jsou při farmaceutickém nebo onkologickém výzkumu spíše ke škodě,“ vysvětluje Jaroš. Vědci totiž kvůli barvivům hůř zjišťují třeba to, jaký vliv mají různé látky na zkoumané rakovinné buňky.

Telight proto vyvinul speciální mikroskop Q-Phase, které žádné barvivo využívat nepotřebuje. Tento přístroj používá k pozorování organismů jako zdroj světla LED a měří nikoliv světelnou intenzitu, ale jeho zpoždění při průchodu vzorkem – tedy fázový posun. Díky tomu je zkoumaný organismus dobře viditelný. Q-Phase tak dokáže pořizovat vysoce kontrastní snímky živých buněk. 

Matyáš Krijt z Katedry biochemie UK u světelného mikroskopu u. Foto: Tomáš Novák, Hrot24

Q-Phase teď podle Jaroše, který získal doktorát z fyziky povrchů na matfyzu a následně působil přes dvacet let na různých pozicích ve skupině ČSOB, pomáhá především ve farmacii a onkologii. „Díky němu totiž vědci dokáží zjišťovat, jakým způsobem ty buňky reagují na různé látky v lécích, aniž by se dostaly do kontaktu s nějakým barvivem, který by ty výsledky pokřivil,“ říká. Speciální mikroskop ovšem slouží i v neurologii nebo právě onkologii.

Jak? Díky Q-Phase mohou vědci podrobně pozorovat, jak se nádorové buňky pohybují v krevním řečišti – a jak pak dochází k jejich metastázám, tedy rozšiřování do dalších částí těla. „Můžeme tak dobře studovat, jaký mají tyto rakovinné organismy vliv na ostatní buňky, jakým přesným způsobem se pohybují nebo jak svou hmotu při pohybu přelévají. A všechno to vidíme ve 3D prostředí,“ líčí Jaroš. 

Ostatně týmy vědců z Prahy a Brna studují takzvaná migrostatika, tedy látky, které mají znemožnit přenos zkázonosných buněk do dalších částí lidského těla a tak vytvářet metastázy. „Zkouší tak na rakovinných buňkách různá léčiva. Ta mají, když to řeknu velmi zjednodušeně, omezit jejich pohyb běhat a dál se dělit,“ pokračuje Jaroš. Telight teď ve spolupráci s Technologickou agenturou ČR a Vysokým učením technickým v Brně pracuje na třetí generaci Q-Phase, která bude menší a lehčí. „Dnešní verze váží asi 600 kilogramů.“

Bližší pohled na světelný mikroskop u. Foto: Tomáš Novák, Hrot24

Dalším mikroskopem, který Telight nabízí, je LiveCodim. Ten vyvinul díky akvizici francouzského startupu BioAxial. „Tento přístroj je zajímavý tím, že umožňuje superrozlišení, tedy 100 nanometrů. Umí tak zobrazit všechny organely v buňce. Teď se chceme dostat na rozlišení pod 10 nanometrů, ale uvidíme, kam až to zvládneme,“ popisuje Jaroš jeden z plánů Telightu.

Další problém se už ale jeho týmu vyřešit podařilo, a to sice dobu, po jakou lze buňky ozařovat. Dlouhá měření totiž obvykle rozbijí jejich DNA, čímž je zabijí. „My používáme optimalizovanou dávku světla, navíc ve velmi nízké intenzitě, takže umíme provádět poměrně dlouhé experimenty se super-rozlišením“ dodává Jaroš.

Ve výzkumu pomůže i umělá inteligence

Přístroje Telightu, které v závislosti na konfiguraci vyjdou na 200 až 350 tisíc eur (5 až 8,8 milionu korun), už používají například na VUT, v Ústavu molekulární genetiky Akademie věd, Lékařská fakultě Masarykovy univerzity v Brně, Společnosti Maxe Plancka v Drážďanech, univerzitě v britském Warwicku, Krétské univerzitě nebo Institutu Francise Cricka v Londýně. V současné době pak probíhá roadshow těchto mikroskopů po Evropě – Telight je představuje ve význačných institucích ve Velké Británii, Francii, Rakousku nebo Irsku. „Jeden LiveCodim se pak ale přesune i do Čech, Moravy a Slezska, aby se s ním mohli seznámit také zdejší vědci.“ 

Telight využívá jeden z grantů v rámci Technologické agentury ČR. Jeho investoři pak pocházejí především z Česka, několik jich ovšem je i ze zahraničí. Ostatně jeho vlastníkem je česko-lucemburský fond CLCF Scientific & Measurement Technologies. Bližší kontakty s cizinou pak navázala brněnská společnost i díky pomoci ze strany českého ministerstva zahraničí. „Nově se tam totiž probudil útvar vědecké diplomacie,“ připomíná Jaroš.

Petr Jaroš, ředitel u. Foto: Tomáš Novák, Hrot24

Podle něj Telight pokukuje převážně po Evropě, zejména po Spojeném království, Irsku a německojazyčném regionu, kde už vznikla dceřiná společnost Telight Germany. „Lákají nás sice i Spojené státy, ale vstup na tamní trh je drahý a celkově náročný z pohledu customer experience a podpory klientů včetně servisu, takže o tom začneme přemýšlet až tehdy, až na to budeme stoprocentně připravení.“

A jaké jsou další plány Telightu? Na nejvýkonnějším českém superpočítači Karolina teď například připravuje algoritmus, který vědcům ulehčí práci, a to za pomoci umělé inteligence. „Vědce zajímá hlavně to, když se stane něco nenormálního. Experiment ale může trvat i několik dní – a oni nemají čas se na všechno zpětně dívat. Musí tak najít nějakého ‚otroka', tedy studenta nebo pomvěda, který to extrémně dlouhé video zhlédne. A ten akorát nesmí u té zajímavé části usnout, to je pak hloupé,“ usmívá se Jaroš. 

Na scénu by ale brzy nastoupit umělá inteligence, u které se člověk nemusí bát, že by při práci usnula. „AI zvládne to video schroupnout mnohem rychleji – a okamžitě v něm označit všechny důležité momenty, aby se pak vědec podíval pouze na ně a nějakým způsobem je vyhodnotil. V tomto výzkumu jsme ale zatím v zárodečné fázi,“ uzavírá ředitel Telightu.

Petr Jaroš (56) • Na matfyzu vystudoval fyziku povrchů • Titul MBA získal na britské Hallam Sheffield University • Pracoval v ČSOB přes dvacet let, a to na různých pozicích od finančních trhů přes strategii, řízení inovací a řízení retailu • Působil také na Fyzikálním ústavu AV ČR • Ředitelem Telightu je od roku 2020