České biobanky – zdroj kvalitního biologického materiálu

V současné době rezonuje vědeckým světem situace spojená s obtížnou dostupností biologických vzorků odebraných z lidského těla potřebných pro aplikovaný výzkum v biomedicíně. Tyto vzorky významně přispívají k vývoji nových diagnostických metod a k léčbě. Právě banky biologického materiálu (biobanky), specializovaná oddělení na dlouhodobé uchovávání biologického materiálu v excelentní kvalitě, pomáhají tuto situaci řešit.

Úvod

Hlavní úlohou biobank je sběr, zpracování, archivace a inventarizace biologického materiálu a také přidružených dat o dárci, případně pacientovi a jeho zdravotním stavu. Díky systematickému, strukturovanému a komplexnímu přístupu k biologickému materiálu a jeho poskytování hrají biobanky důležitou úlohu pro současné i budoucí výzkumné projekty z akademického, ale i komerčního sektoru.

O tom, že se biobanky dostávají do povědomí veřejnosti, svědčí i skutečnost, že se v roce 2009 v americkém časopise Time umístily na osmém místě žebříčku nápadů, které přispívají ke změně v dnešním světě (Park, 2009).

Biobanky uchovávají velmi široké spektrum vzorků – od mikroorganizmů přes rostliny a živočichy až k humánním biologickým vzorkům. V tomto článku se zaměříme výhradně na ty, které se specializují na lidský materiál jako např. krevní sérum, plazmu, kmenové buňky, tkáně zalité v parafínu nebo tkáně čerstvě zmražené v kapalném dusíku při teplotě až –196 °C. Unikátní lidské vzorky, vč. přidružených klinických dat, jsou následně poskytovány pro vědeckovýzkumné účely. Využití najdou např. ve výzkumu nových biomarkerů onemocnění, resp. ve vývoji nových diagnostických metod nebo při testování potenciálních léčiv, které zefektivní stávající možnosti terapie.

V posledních letech dochází k ohromnému rozvoji technologií a výpočetních nástrojů využívajících umělou inteligenci, a tím také ke zvýšenému zájmu výzkumníků o poskytování dat, jako jsou např. snímky histologických řezů, radiologické snímky nebo výsledky sekvenačních analýz. Cílem těchto aktivit je vyvinout nástroje, které se významně uplatní v klinické praxi, neboť urychlí a zjednoduší výpočetní a obrazové analýzy při diagnostice řady civilizačních onemocnění.

Proces biobankování

Celý proces biobankování začíná podpisem informovaného souhlasu dárcem, ve většině případů se jedná o pacienty, kteří souhlasí s uchováváním a využitím vzorků z jejich těla pro výzkumné účely. Předložený formulář souhlasu musí být pacientovi srozumitelně vysvětlen zdravotnickým pracovníkem. Bez jejich ochoty vysvětlovat a odpovídat na otázky pacientů by mnoho z nich z neznalosti a strachu informovaný souhlas nepodepsalo. Tento souhlas může dárce kdykoli odvolat a také je nezbytné zdůraznit, že v případě odmítnutí nesmí dojít k ovlivnění kvality zdravotní péče.

Biobanky uchovávají převážně materiál, který není spotřebován v rámci diagnostiky. Tento zbytkový materiál je za přesně definovaných podmínek dále zpracováván a archivován dle certifikovaných postupů tak, aby byla zajištěna jeho maximální kvalita pro budoucí využití. Od provedení odběru, ať už krve, tkáně, nebo jiného materiálu, přes jeho zpracování a analýzu až po uložení v bance biologického materiálu projde materiál rukama řady odborně vyškolených nelékařských zdravotnických pracovníků. Na jejich práci závisí nejen přesnost prováděných vyšetření pacienta a správné stanovení jeho diagnózy, ale také správnost výsledků vědeckých projektů, které využívají klinický materiál z biobanky.

Síť českých biobank BBMRI.cz

Dlouhodobý nedostatek lidského biologického materiálu s deklarovanou kvalitou vedl v roce 2010 ke vzniku Sítě českých biobank BBMRI.cz (Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure of the Czech Republic – bbmri.cz), velké výzkumné infrastruktury (VVI) České republiky zaměřené na biobankování. BBMRI.cz je podporována Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy, od roku 2010 je součástí ESFRI Road mapy (European Strategy Forum on Research Infrastructures) a zároveň patří mezi spoluzakládající členy panevropského konsorcia BBMRI-ERIC (Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure – European Research Infrastructure Consortium).

Tuto VVI BBMRI.cz – Síť českých biobank, které dlouhodobě uchovávají biologický materiál jedinců zdravých i s různými onemocněními, spravuje a koordinuje Masarykův onkologický ústav (MOÚ). Celá infrastruktura klade důraz na bezpečnost, standardizaci a vysokou kvalitu vzorků. Veškerý materiál a služby jsou snadno dohledatelné, přístupné a poskytované standardizovaným způsobem tak, aby byla zajištěna reprodukovatelnost poskytovaných služeb napříč celou sítí evropských biobank.

BBMRI-ERIC

BBMRI-ERIC je evropská výzkumná infrastruktura, která zastřešuje odborníky nejen z oblasti biobankování, ale také výzkumníky, průmysl a pacienty, s cílem podpořit biomedicínský výzkum. BBMRI-ERIC byl založen v roce 2013, v současnosti má 25 členských států a jeho sídlo se nachází v Grazu v Rakousku. Tato evropská infrastruktura vyvíjí mimo jiné výpočetní nástroje na optimalizaci využití dat a biologického materiálu pro globální biomedicínský výzkum tak, aby vše bylo začleněno do evropského vědeckého, etického, právního a sociálního rámce.

České biobanky v BBMRI.cz

V současné době tvoří Síť českých biobank osm členů rozptýlených po celé ČR. Bližší informace k jednotlivým členům jsou uvedeny níže.

Masarykův onkologický ústav

MOÚ je největším onkologickým centrem v ČR, které poskytuje nejen zdravotní služby, ale také provádí výzkum a vzdělává v oblasti prevence, diagnostiky a léčby solidních nádorů. MOÚ skrze Banku biologického materiálu (BBM) plní roli koordinátora celé BBMRI.cz. Aktuálně probíhá výstavba nového pavilonu pro Centrum onkologické prevence, kde je plánováno rozšíření prostor a kapacit BBM pomocí plně automatizovaných skladovacích zařízení. V současné době je v BBM uloženo > 230 000 alikvotů tkání a sér.

1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy

V rámci národní spolupráce je 1. LF UK (nejstarší lékařská fakulta v ČR) napojena na kliniky pěti pražských nemocnic, přičemž nejužší spolupráce probíhá se Všeobecnou fakultní nemocnicí v Praze. V rámci dlouhodobého plánu 1. LF UK bude vybudováno Biocentrum Albertov (1. LF UK BCA), v němž jsou mj. plánovány i nové prostory pro umístění biobanky. Vybavení tohoto pracoviště umožní vytvoření moderního automatizovaného pracoviště BBM 1. LF UK, ve kterém bude možné připravovat tekuté a tuhé vzorky pod jednou střechou. V současnosti BBM 1. LF UK archivuje cca 210 000 alikvotů.

Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové

LF HK UK je největším výzkumným a výukovým centrem v oblasti biomedicíny v královéhradeckém regionu. Fakulta úzce spolupracuje s dalšími výzkumnými institucemi, především s FN Hradec Králové, Farmaceutickou fakultou UK v Hradci Králové a Fakultou vojenského zdravotnictví Univerzity obrany v Hradci Králové. BBM LF HK UK funguje od roku 2011 a má k dispozici cca 30 000 alikvotů. Pevné vzorky jsou deponovány na Fingerlandově ústavu patologie, zatímco na Ústavu klinické biochemie a diagnostiky jsou archivovány tekuté vzorky.

Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Plzni

Největším výzkumným a výukovým centrem v oblasti biomedicíny v plzeňském regionu je LFP UK. Na národní úrovni spolupracuje především s FN Plzeň a Biomedicínským centrem LF Plzeň. BBM LFP UK v Plzni plně funguje od roku 2014 a patří k Centrální laboratoři pro imunoanalýzu LFP. Je umístěna v prostorách Oddělení imunochemické diagnostiky FN Plzeň. Zde se zpracovávají a dlouhodobě uchovávají tekuté vzorky. V současné době BBM disponuje 75 000 alikvoty.

Biobanky LF Univerzity Karlovy (1. LF UK, LF HK UK, LFP UK) jsou součástí BBMRI.cz od roku 2011. Všechny biobanky LF UK jsou soustředěny zejména na sběr vzorků a doprovodných dat od onkologických pacientů, dále sbírají i vzorky od pacientů s kardiovaskulárními a neurologickými chorobami. Nejvíce biologického materiálu je generováno od pacientů a pacientek s karcinomem prsu, kolorekta, vaječníku a vejcovodu, prostaty, s nádory z oblasti hlavy a krku a s nádory mozku a plic.

Univerzita Palackého v Olomouci

Mezi přední pracoviště biomedicínského výzkumu v ČR patří LF UPOL, která dlouhodobě úzce spolupracuje s FN Olomouc (FNOL). Biobanka LF UPOL je sdíleným pracovištěm dvou ústavů. Jedním z nich je Ústav klinické a molekulární patologie (ÚKMP) FNOL, který je zapojen do biobankování tkání a specializuje se na histologické analýzy. Druhým je Ústav molekulární a translační medicíny UPOL, který je zapojen do biobankování tekutých materiálů a je zaměřen na molekulárně biologické metody. Zároveň je i národním centrem evropské infrastruktury pro translační medicínu (EATRIS – European Infrastructure for Translational Medicine), jejímž cílem je zlepšit a optimalizovat preklinický a raný klinický vývoj léků, vakcín a diagnostiky. BBM LF UPOL je součástí BBMRI.cz od roku 2012. V současnosti BBM LF UPOL disponuje cca 75 000 alikvoty vzorků.

V BBM LF UPOL jsou podobně jako BBM LF HK UK a BBM MOÚ k dispozici paralelně ke vzorkům tkání i vzorky uchované v parafínu a řezy na podložních sklech připravené pro imunohistochemická a histologická vyšetření.

Revmatologický ústav

Revmatologický ústav (RÚ) je specializovaná zdravotnická a zároveň vědecko-výzkumná organizace, která poskytuje vysoce specializované služby v oboru revmatologie a rehabilitace na ambulantní i hospitalizační bázi, provádí základní i klinický výzkum a realizuje výuku v oborech revmatologie, rehabilitace, biochemie, imunologie, fyziologie apod. BBM RÚ byla založena v roce 2000, členem VVI BBMRI.cz je od roku 2021. V současné době disponuje dvěma desítkami unikátních kolekcí biologických vzorků, což představuje cca 230 000 alikvotů.

Masarykova univerzita

V této VVI participuje MU prostřednictvím centra RECETOX, které je samostatným ústavem Přírodovědecké fakulty MU v Brně. Vyvíjejí se zde nové přístupy ke studiu distribuce, transportu, bioakumulace a účinků kontaminantů v životním prostředí, které zahrnují hodnocení expozice člověka a analýzu rizik, mechanickou toxikologii, modelování farmakokinetiky, epidemiologii, biostatistiku, informatiku a identifikaci dalších cest, jakými kontaminanty mohou působit na různých úrovních na organizmus a populaci neboli „adverse outcome pathways“. Právě biologický materiál pocházející z těchto populačních, environmentálních, biomonitorovacích studií je dlouhodobě skladován v Biobance studie CELSPAC a je poskytován pro výzkumné účely. Biobanka studie CELSPAC je členem BBMRI.cz od roku 2023. V současnosti skladují kolem 500 000 alikvotů.

Ústav hematologie a krevní transfuze

Centrem medicíny a špičkového výzkumu v oblasti hematologie a hematoonkologie je ÚHKT. Zabývá se diagnostikou a léčbou pacientů s nádorovými a nenádorovými onemocněními krvetvorby, nejčastěji s akutními a chronickými leukemiemi, myelodysplastickým syndromem, myeloproliferativními onemocněními, vrozenými nebo získanými poruchami krevní srážlivosti a související klinickou genetikou. V roce 2022 byla vybudována biobanka nové generace (Biobanka ÚHKT Praha) pro biobanking vzorků tisíců pacientů připravených pro další výzkum. BBM v současnosti archivuje kolem 35 000 alikvotů. Od roku 2023 je Biobanka ÚHKT Praha členem BBMRI.cz.

Závěr

Pro zachování dostupnosti a kvality uchovávaného biologického materiálu je zásadní dodržet všechny nastavené standardizované postupy a mít k dispozici proškolený, zodpovědný a pečlivý personál. Jen díky tomu může každá biobanka fungovat spolu s mnoha spolupracujícími úseky nejen napříč celým zdravotnickým zařízením jako součást dobře promazaného hodinového stroje. Stejné principy platí také v rámci BBMRI.cz, kde je cílem poskytovat vysoce kvalitní biologický materiál pro výzkumné účely a díky panevropské síti akcelerovat nadnárodní využití biologického materiálu.

 

Podpořeno projekty BBMRI.cz č. LM2023033 a projektem BBMRInv (OP JAK; reg. č. CZ.02.01.01/00/23_015/ 0008196) – spolufinancováno Evropskou unií a státním rozpočtem České republiky.

Literatura

1. BBMRI.cz. Národní výzkumná infrastruktura biobank a biomolekulárních zdrojů. [online]. Dostupné z: https://www.bbmri.cz/cs.
2. PARK A. Biobanks – 10 ideas changing the world right now. Time 2009. [online]. Available from: https://content.time.com/time/specials/packages/article/0,28804,1884779_1884782_1884766,00.html.

Bc. Ema Jochmanová
RNDr. Kateřina Nováková, Ph.D.
Mgr. Eva Růčková, Ph.D.
doc. Mgr. Roman Hrstka, Ph.D.
Banka biologického materiálu, Masarykův onkologický ústav, Brno

 

• tisk
• předplatit si