Nositelé cen za rok 2025

Jan Hrabovský o své práci:

Výzkum pevných látek, zejména optických materiálů, hraje klíčovou roli v rozvoji moderních technologií. Optické materiály umožňují přenos, detekci a manipulaci se světlem, což je zásadní pro širokou škálu aplikací od telekomunikací přes lékařskou diagnostiku až po kvantové technologie. Mezi tyto materiály patří krystalické a amorfní pevné látky využívané v optických vláknech, laserech, senzorech či zobrazovacích technikách, stejně jako v běžných zařízeních, například mobilních telefonech, LED diodách nebo čtečkách čárových kódů.

Materiály dopované vzácnými zeminami, jako jsou erbium, cer nebo gadolinium, hrají v moderních technologiích klíčovou roli díky své specifické elektronové struktuře, která jim umožňuje vykazovat unikátní spektrální vlastnosti. Jejich účinnost a vlastnosti však závisí na přesné distribuci v materiálu a na interakci s okolním prostředím hostitelské matrice, ať už v podobě krystalu nebo amorfního skla. Výzkum materiálů s obsahem vzácných zemin je proto zásadní nejen pro vývoj nových technologií, studium transportních procesů mezi ionty vzácných zemin v látce, ale i pro optimalizaci stávajících aplikací v průmyslu a medicíně. Nové metody analýzy dopovaných materiálů tak přispívají k lepší kontrole jejich distribuce a spektrálních vlastností, což je zásadní pro optimalizaci výkonu optických zařízení.

V mé práci jsme se nejdříve zabývali širokou škálou vhodných materiálů pro implementaci iontů vzácných zemin jakožto vzorových systémů, charakterizovali jejich optické a strukturní parametry a představili několik nových modelů pro popis jejich optických a magneto-optických vlastností. Zejména u amorfních materiálů s nejednoznačně definovanou vnitřní strukturou představuje taková analýza důležitý krok k dosažení vyšší reprodukovatelnosti a porovnatelnosti výsledků. Následně jsme představili a ověřili inovativní metodu rychlého mapování homogenity distribuce iontů vzácných zemin, která umožňuje jednoduchou a přesnou kontrolu kvality materiálů v porovnání s běžně používanými laboratorními metodami. V úzké návaznosti na distribuci vzácných zemin následovala jejich spektroskopická analýza. V našem výzkumu jsme se proto zaměřili na důkladnou revizi tzv. Judd-Ofeltovy analýzy a představili její nové rozšíření, které označujeme jako kombinatorickou JO analýzu.

Tento nový přístup tak umožňuje efektivněji studovat, jak ionty vzácných zemin interagují se světlem a jaké parametry jsou pro studium dopovaných materiálů kritické. Pro lepší zpřístupnění této metody jsme následně vytvořili interaktivní webový nástroj LOMS.cz, který umožňuje rychlou analýzu spektrálních vlastností dopovaných materiálů a poskytuje přesné predikce jejich chování.

Z hlediska praktického využití tak mají výsledky této práce potenciál výrazně urychlit a zefektivnit proces vývoje opticky aktivních materiálů. Lepší porozumění luminiscenčním procesům a optimalizace spektrálních parametrů pak umožňuje návrh nových generací fotonických zařízení s lepšími spektrálními charakteristikami a studium fotoluminiscenční vlastností materiálů dopovaných ionty vzácných zemin.

Laura Ondrišová o své práci:

Nejčastějším typem leukemie u dospělých je tzv. chronická lymfocytární leukemie (CLL), kterou v České republice ročně onemocní přibližně 600 pacientů. Vzniká chorobným množením B-lymfocytů – bílých krvinek, které jsou součástí našeho imunitního systému. Za normálních okolností se tvoří v kostní dřeni, pak kolují tělem v krvi a v lymfatických uzlinách a podílejí se na obraně proti infekcím. Při chronické lymfocytární leukemii se však tyto bílé krvinky nekontrolovaně množí, nefungují správně, a navíc včas neodumírají, čímž vážně narušují normální fungování imunitního systému. Z velké části za to v leukemických buňkách může nadměrná aktivita signální dráhy B buněčného receptoru, jejímž prostřednictvím za normálních okolností bílé krvinky rozpoznávají cizorodé látky, jako jsou bakterie a viry, a následně spouštějí produkci protilátek, jež organismus chrání.

Zásadní průlom v léčbě tohoto nádorového onemocnění přineslo před deseti lety zavedení cílené terapie pomocí ibrutinibu – molekuly, která nadměrně aktivní signální dráhu B buněčného receptoru zablokuje, a výrazně tím zpomalí růst leukemických buněk. Nemoc ale úplně nevyléčí, proto musí být podávána dlouhodobě, což bohužel dává rakovinným buňkám, které přežijí, čas na to, aby si ve své DNA vytvořily mutace. V důsledku toho se ale stanou vůči léčbě odolnými.

V naší práci publikované v mezinárodním časopise Journal of Clinical Investigation jsme odhalili, že se buňky chronické lymfocytární leukémie dokážou léčbě ibrutinibem a jemu podobným lékům (známým jako BCR inhibitory) přizpůsobit ještě dříve, než si vyvinou příslušné genetické mutace. Jako první na světě jsme popsali negenetický mechanismus, kterým leukemické buňky při zablokování dráhy B buněčného receptoru nastartují alternativní signální dráhu a pokračují v nekontrolovaném růstu a dělení. Zjistili jsme, že CLL buňky u pacientů léčených BCR inhibitory aktivují alternativní signalizační dráhu vedoucí ke zvýšené aktivitě proteinu Akt, který pomáhá buňkám CLL přežít během léčby a případně hromadit další mutace a získat plnou rezistenci na léčbu. Aktivaci proteinu Akt má na svědomí protein FoxO1. Výzkum tak ukazuje, že FoxO1 je mimořádně důležitou součástí raného mechanismu adaptace na léčbu BCR inhibitory, a to bez ohledu na genetické změny. Naše výsledky preklinického testování inhibitoru FoxO1 samostatně nebo v kombinaci s BCR inhibitory vedly ke zpomalení růstu a odumírání leukemických buněk, čímž jsme odhalili potenciál inhibice FoxO1 pro možné budoucí využití v terapii CLL.