Tento průlomový objev by mohl dopomoci k nalezení nových a účinnějších léků pro pacienty s akutní cévní mozkovou příhodou. 

Pro léčbu mozkové mrtvice se v současnosti používají dva přístupy. První je mechanický, kdy se krevní sraženina odstraní pomocí katetru, zatímco druhý je biochemický, kdy se tromb rozpustí za pomocí léku. První způsob je náročnější na technické vybavení a také na důkladné proškolení personálu, druhý je jednoduše aplikovatelný, nicméně i on má své limity, zejména co se týče účinnosti a ceny podávané látky.
V současné době se nejvíce používají léky, které obsahují jako účinnou látku protein zvaný altepláza. Ten sice působí relativně selektivně přímo na krevní sraženinu, ale má omezenou účinnost a existuje u něj vyšší riziko opětovného vzniku trombu nebo nežádoucího krvácení. I z tohoto důvodu se neustále hledají látky, které by rozpustily trombus  rychleji a bez rizika vedlejších účinků.

Jako jeden z vhodných kandidátů byl uvažován protein produkovaný bakteriemi stafylokoka – stafylokináza. Stafylokok se vyskytuje na kůži či sliznicích každého člověka. V případě, že je však oslabený organismus či poškozený imunitní systém, dokáže způsobit obtížně léčitelnou infekci. I když se imunitní systém snaží tyto bakterie izolovat pomocí ochranné bariéry obdobného složení jako má krevní sraženina, stafylokok ji dokáže rozbít pomocí stafylokinázy.

Stafylokináza se však kvůli nízké účinnosti nezdála být vhodným kandidátem pro léčbu mozkové mrtvice. To by ale nyní mohla změnit práce Martina Toula, který dokázal, že doposud udávaná účinnost je ve skutečnosti mnohonásobně – až 10 000krát – vyšší. „Na výzkumu a vývoji látek účinných při mozkové mrtvici pracujeme v rámci projektu Stroke Brno a náš výzkum podpořilo Ministerstvo školství čtyřletým grantem INBIO ve výši 100 milionů Kč,“ uvedl Toul.

K souvislostem, které by mohly změnit vnímání stafylokinázy při léčbě, se přitom přišlo neplánovaně. „Testovali jsme proteiny podobné stafylokináze, a potřebovali jsme získat výchozí data, která bychom měli jako základ pro srovnání. Nechtěli jsme vycházet jen z dat uvedených v odborné literatuře, chtěli jsme si předchozí pozorování ověřit v laboratoři. Při ověřování jsme šli více do hloubky a zjistili jsme, že je to s aktivitou stafylokinázy vlastně úplně jinak,“ popsal Toul.

Celková efektivita stafylokinázy, tedy účinnost rozpouštění krevní sraženiny, je skutečně nízká. Nicméně její mechanismus je složitější a skládá se ze dvou kroků. První z nich je vazba stafylokinázy na svého partnera, která je opravdu velice slabá. Oproti tomu druhý krok, tedy samotné rozpuštění krevní sraženiny, je desettisíckrát vyšší než celková efektivita. Důvodem je minimální vazba stafylokinázy, kvůli které vytvoří aktivní navázanou formu jen zanedbatelná část molekul stafylokinázy. Pokud by se tedy podařilo vazbu zefektivnit, násobně by se zvýšila i celková účinnost rozpouštění krevních sraženin.

„Všichni se dívali na aktivitu jako celek. My jsme se však zaměřili na jednotlivé kroky mechanismu a našli ten limitující. Díky tomu jsme zjistili, že vůbec nepotřebujeme stafylokinázu vylepšovat co se týče aktivity rozpouštění, ale stačí se zaměřit na efektivitu jejího navazování, což je snadněji proveditelné,“ zdůraznil Toul. Další výzkum tak bude cílit na nalezení proteinů s vylepšenými vazebnými vlastnostmi tak, aby celková efektivita byla co největší. „Za pomocí metod proteinového inženýrství máme v plánu navrhnout tisíce variant, protestovat je u nás v Loschmidtových laboratořích a nejvhodnější kandidáty poslat kolegům z Biofyzikálního ústavu AV ČR, se kterými spolupracujeme také v rámci platformy Stroke Brno,“ nastínil další plány Martin Toul.

První autor práce Mgr. Martin Toul je studentem Masarykovy univerzity a výzkumník týmu Proteinové inženýrství (FNUSA-ICRC) v Loschmidtových laboratořích pod vedením prof. Zbyňka Prokopa a prof. Jiřího Damborského. V roce 2020 získal Fulbrightovo postgraduální stipendium pro doktorské studenty, díky kterému absolvoval semestr na Texaské univerzitě v Austinu ve skupině prof. Kennetha A. Johnsona.