MIKROBIOLÓGIA NA PRIF UK V BRATISLAVE
Libor Ebringer, Jela Mistríková
Prírodovedecká fakulta Univerzity Komenského bola založená rok po rozbití prvej ČSR (1940), avšak prvých 15 rokov sa výuka mikrobiológie uskutočňovala len sporadicky v rámci klasických biologických disciplín, botaniky a zoológie. Prvé výskumné práce mikrobiologického zamerania uskutočňoval profesor František Nábělek na Botanickom ústave SU (v roku 1940 Komenského univerzita bola premenovaná na Slovenskú univerzitu). Študoval najmä mechanizmus vzniku rastlinných nádorov po infikovaní druhom Agrobacterium tumefaciens. Keďže baktérie boli v tom období tradične považované za jednobunkové mikroskopické rastliny, základné informácie o nich poskytoval predmet „systematika nižších rastlín“. Prednášky tohto zamerania mimoriadne erudovane a pútavo podával najmä profesor Ján Martin Novacký od roku 1950 až do jeho náhlej smrti (1957). Prehľad poznatkov o prvokoch podával v rámci všeobecnej zoológie najmä prof. Michal Novikov (1940–1945) a prof. Jozef F. Babor (1940–1944). Rozšírenú bázu poznatkov o prvokoch v rámci predmetu „zoológia bezstavovcov“ odovzdával doc. RNDr. Pavol Koniar (1947–1957). Po skončení 2. svetovej vojny, v rokoch 1946–1952, vypomáhal diseminovať poznatky z mikrobiológie počas nepravidelných návštev Bratislavy (2–3 krát za semester) prof. Ján Kořínek.
Skutočná „éra mikrobiológie“ na Prírodovedeckej fakulte v Bratislave je spojená s menom prof. Pavla Nemca, ktorý v roku 1953 inicioval založenie mikrobiologického oddelenia pri Katedre fyziológie rastlín.
Pod vedením prof. Nemca postupne vznikli dve suboddelenia: všeobecná mikrobiológia a pôdna mikrobiológia. Od roku 1955 do roku 1972 oddelenie všeobecnej mikrobiológie bolo fyzicky lokalizované na Katedre technickej mikrobiológie a biochémie v budove Chemicko-technologickej fakulty STU. Toto aj podnietilo plodnú spoluprácu pracovníkov oddelenia s tamojšími učiteľmi, z ktorých viacerí patria medzi nezabudnuteľné mikrobiologické osobnosti (Anna Kocková-Kratochvílová, Fridrich Görner, Ľudovít Drobnica, Vladimír Betina, Ján Fuska, Dušan Haľama, Ján Hronček a mnohí ďalší). Na tomto oddelení pracovníci Prírodovedeckej fakulty riešili viaceré problémy súvisiace s fenoménom antibiózy. Kmene mikromycét, zozbierané prof. Nemcom v Číne, boli analyzované najmä z hľadiska produkcie antibiotík a to nielen antibakteriálnych a antifungálnych, ale aj antiprotozoálnych. Vďaka rozšíreniu spektra test-organizmov o prvoky (Euglena gracilis, Astasia longa, Paramecium caudatum, Tetrahymena pyriformis, Strigomonas oncopelti, Polytoma uvela, Trypanosoma cruzi) sa podarilo dokázať, že v prírode existujú aj špecifické antiprotozoálne antibiotiká (L. Ebringer). V spolupráci s pracovníkmi Biologického ústavu SAV (J. Balan), v tom čase lokalizovaných taktiež v priestoroch Chemickotechnologickej fakulty STU, podarilo sa izolovať antibiotikum trypacidín a to najmä na základe jeho aktivity voči juhoamerickému parazitovi Trypanosoma cruzi. Do spolupráce sa zapojil aj prof. Kjaer z Kodane. Stanovil štruktúru trypacidínu a zaradil ho do skupiny geodinového typu antibiotík. Trypacidín bol už jedenástym antibiotikom produkovaným druhom Aspergillus fumigatus. Výsledky tohto skríningu dokázali, že v prírode sa vyskytujú aj špecifické antiprotozoálne antibiotiká, ktoré aplikáciou klasických vyhľadávacích postupov by nebolo možné objaviť. Počas štúdia antiprotozoálnych antibiotík bol popísaný aj nový fenomén, ktorý súvisel s antiplastidovou aktivitou antibakteriálnych antibiotík (L. Ebringer). Antibiotiká, najmä inhibítory prokaryotickej proteosyntézy a DNA syntézy, poškodzujú chloroplasty Euglena gracilis do takej miery, že dochádza k ich ireverzibilnej strate a tým aj vybieleniu buniek. Dôsledkom je zmena autotrofného spôsobu výživy na heterotrofný. Publikované výsledky o tomto fenoméne, séria ktorých začala už v roku 1961, sa stali významným podkladom pre oživenie hypotézy o prokaryotickom pôvode semiautonómnych bunkových organel. V tom istom roku americký cytológ Hans Ris uverejnil informáciu, že chloroplasty vlastnia prokaryotický typ chromozómu (nukleoid). V prehlbovaní poznatkov o tomto fenoméne sa intenzívne pokračovalo aj na novozaloženej Katedre mikrobiológie o niečo neskôr na Ústave molekulárnej a subcelulárnej biológie Univerzity Komenského. Nové poznatky o citlivosti chloroplastov na antibakteriálne látky fascinovali výbor Československej biologickej spoločnosti (najmä prof. O. Nečasa) do takej miery, že sa stali hlavným námetom pre V. celoštátne biologické dni konané v Bratislave v roku 1975 s ústrednou témou „Vývoj a funkcia bunkových organel“.
Doc. Mária Zemanová, vedúca oddelenia všeobecnej mikrobiológie sa venovala o.i. aj vyhodnocovaniu antimikróbnych účinkov novosyntetizovaných derivátov izotiokyanátu, pripravených skupinou spolupracovníkov na Chemicko-technologickej fakulte STU vedenou doc. Drobnicom. Okrem toho zaviedla aj techniku štúdia biodeteriorácie niektorých technických výrobkov hubovými škodcami najmä v tropických podmienkach. V tomto smere doc. Zemanová nadviazala významnú spoluprácu s Výskumným ústavom káblov a izolantov v Bratislave.
Na oddelení pôdnej mikrobiológie (doc. J. Bernát, dr. L. Simon a dr. E. Bergerová) sa výskum orientoval na štúdium pôdnych mikromycét (najmä vo vysokohorských podmienkach), mikróbnych spoločenstiev a procesov v rôznych typoch pôd, k vzťahu mikróbov k vývoju pôdy, k mineralizácii humusových látok atď.
Všetky uvedené výskumné zamerania boli implantované a ďalej prehlbované aj v novovzniknutých, resp. transformovaných pracoviskách (Katedra mikrobiológie, Ústav molekulárnej a subcelulárnej biológie).
Samostatná Katedra mikrobiológie vznikla 1.1.1968. Prvým vedúcim bol doc. RNDr. J. Bernát, CSc. (1968–1970) a po ňom vykonávala túto funkciu doc. RNDr. M. Zemanová (1970–1981). Je vhodné spomenúť, že za zachovanie existencie a určitý rozvoj katedry v zložitom „normalizačnom“ období patrí vďaka doc. Zemanovej, najmä za jej trpezlivosť a často aj odvážne zástoje. V tomto období učiteľský zbor Katedry mikrobiológie okrem dvoch uvedených mien tvorili: doc. RNDr. L. Ebringer, RNDr. L. Simon, RNDr. E. Bergerová, RNDr. M. Ondrišová, doc. Ing. A. Dubovská a od roku 1981 aj doc. MVDr. V. Cigáneková. Po integrácii pracovísk boli k 1.9.1981 preradení na Katedru pedológie a botaniky doc. Bernát, doc. Dubovská a dr. Ondrišová, čo znamenalo aj presun výskumu a výuky pôdnej mikrobiológie na novovytvorené pracovisko.
Exponenciálny nárast poznatkov virologického charakteru zdôvodňoval aj nutnosť vytvorenia špecializovaného pedagogického pracoviska, ktoré by zabezpečovalo výchovu virológov. Dňa 1.5.1968 vznikla na pôde Virologického ústavu SAV prvá samostatná Katedra všeobecnej a aplikovanej virológie v bývalom Československu. Katedra vznikla najmä vďaka úsiliu vtedajšieho riaditeľa a zakladateľa Virologického ústavu SAV, akademika Dionýza Blaškoviča, ktorý ju úspešne viedol až do septembra 1980. Spočiatku okrem prof. Blaškoviča a dvoch interných zamestnancov (doc. J. Svobodová a dr. M. Lichard) výuku zabezpečovali aj viacerí externí pracovníci z Virologického ústavu SAV (Závada, Žemla, Ruttkay-Nedecký, Čiampor, Hána, Kováčová, Matisová, Marcinka, Mucha jr., Valenta a ďalší). Spolupráca katedry s Virologickým ústavom SAV bola neskôr aj zmluvne potvrdená (1974) a trvá dodnes. Pracovníci tejto katedry sa zameriavali najmä na výskum herpetických vírusov a ich rozšírenie v prírode. Výsledkami porovnávacích štúdií zaujali stanovisko k postaveniu izolovaných herpetických vírusov z divo žujúcich drobných hlodavcov. Našli systém vnímavých buniek pre priamu izoláciu vírusov z hostiteľských zvierat a vypracovali serologický prehľad biotopov, kde žijú hostiteľské živočíchy (ekologická serológia). Pomocou týchto a ďalších metód (identifikácia vírusových polypeptidov elektroforézou v polyakrylamidovom géli a autorádiografiou, zistenie spoločných antigénov uložených v obale vírusu atď.) získali výsledky, ktoré pomohli ozrejmiť vlastnosti a stupeň príbuznosti skúmaných herpetických vírusov.
Katedra všeobecnej a aplikovanej virológie bola s Katedrou mikrobiológie integrovaná k 1.9.1981 do Katedry mikrobiológie, virológie a imunológie (neskôr k 1.9.1990 „imunológia“ bola z názvu vypustená). Vedúcim tejto integrovanej katedry sa stal prof. MUDr. J. Leššo až do konca roka 1989. V rámci pohybov vyvolaných nežnou revolúciou bol za vedúceho tejto integrovanej katedry zvolený prof. L. Ebringer, ktorý však z dôvodov pracovnej zaneprázdnenosti a najmä neochoty kumulovať funkcie po roku abdikoval. Po ňom do funkcie vedúceho katedry bol zvolený prof. RNDr. J. Šubík (1991–1997) a neskôr prof. Ing. RNDr. M. Kettner (1997–2000).
V histórii katedry prelomové obdobie nastalo po roku 1990, kedy na základe konkurzného pokračovania nastúpilo na pracovisko 6 nových učiteľov mikrobiológie a virológie (virologické miesto po doc. Svobodovej obsadila J. Mistríková, mikrobiologické pozície obsadili J. Šubík, M. Kettner, H. Bujdáková, Y. Gbelská, M. Obernauerová). Katedra pod vedením prof. Šubíka, ako jediné pracovisko vychovávajúce profesionálnych mikrobiológov na Slovensku, sa v pomerne krátkom čase stala jednou z najúspešnejších katedier Biologickej sekcie Prírodovedeckej fakulty, s najvyšším počtom študentov magisterského štúdia v špecializáciách mikrobiológia a virológia.
Pedagogickú a vedecko-výskumnú činnosť katedry zabezpečovali tri laboratóriá: Laboratórium lekárskej mikrobiológie, Laboratórium rastlinnej a živočíšnej virológie a Laboratórium molekulárnej genetiky mikroorganizmov.
Pracovníci Laboratória lekárskej mikrobiológie pod vedením prof. Kettnera sa zaoberali rôznymi aspektami rezistencie patogénnych baktérií voči aminoglykozidovým a beta-laktámovým antibiotikám ako aj fluorochinolónovým chemoterapeutikám. Zameriavali sa najmä na epidemiológiu výskytu rôznych enzýmov inaktivujúcich aminoglykozidy u nemocničných izolátov gramnegatívnych paličiek (Enterobacteriaceae, Pseudomonas sp., Acinetobacter sp.) izolovaných v nemocniciach v Slovenskej republike, Nemecku (Mníchov) a Rakúsku (Innsbruck). Poznatky dopĺňali aj štúdiom trensferability génov zodpovedných za produkciu týchto enzýmov a následnej detekcie plazmidových génov. U izolátov čeľade Enteobacteriaceae rezistentných voči beta-laktámovým antibiotikám sa orientovali na štúdium bla génov vrátane určenia ich lokalizácie. Neskôr výskum rozšírili aj o štúdium mecA génu u stafylokokov rezistentných voči meticilínu ako aj o enterokoky. V spolupráci s Inštitútom hygiény Univerzity v Innsbrucku študovali faktory virulencie u patogénnych húb (doc. H. Bujdáková). Zameriavali sa najmä na štúdium povrchových proteínov u Candida albicans, ktoré zohrávajú významnú úlohu v prvom štádiu kontaktu s hostiteľom a do veľkej miery sa podieľajú na vzniku ochorenia.
Pracovníci Laboratória virológie (M. Stančeková, F. Golais, J. Mistríková) sa venovali identifikácii, stanoveniu biologických, patogenetických a fyzikálno-chemických vlastností myšacieho herpetického vírusu (MHV) nimi objaveného. Cenné je aj zistenie, že genóm tohto vírusu je podobný genómu ľudského onkogénneho gamaherpesvírusu Epsteina a Barrovej (EBV), ktorý je infekčným agensom pri vzniku infekčnej mononukleózy, Burkitovho lymfómu a nosohltanového karcinómu ako aj genómu ľudského herpesvírusu 8 izolovaného z Kaposhiho sarkómu pacientov chorých na AIDS. Výsledky potvrdzujú, že spoločným biologickým znakom všetkých herpetických vírusov je schopnosť perzistovať v hostiteľovi a za určitých okolností, sa môžu reaktivovať. Výsledkom reaktivácie je uvoľnenie infekčného vírusu. Hlavná stratégia herpetických vírusov pre ich perzistenciu v organizme hostiteľa je založenie latentnej infekcie. Gamaherpesvírusy sú charakteristické latentnou infekciou lymfocytov. EBV je ľudský onkogénny gamaherpesvírus, ktorý dokáže navodiť latentnú infekciu v populácii lymfocytov in vitro. Pokrok výskumu gamaherpetických infekcií bol donedávna obmedzený na experimenty v bunkových kultúrach. V súčasnosti, vďaka objavu myšacieho herpetického vírusu pracovníkmi Katedry mikrobiológie a virológie v roku 1976, je možné detailne študovať životný cyklus gamaherpesvírusov nielen in vitro, aj in vivo. Na základe molekulárnych analýz genómu MHV-68 sa podarilo potvrdiť význam jednotlivých génov v jeho patogenéze, imunológii a onkogenéze.
Laboratórium molekulárnej genetiky mikroorganizmov získalo viaceré medzinárodné uznania nielen formou zahraničnej spolupráce s poprednými pracoviskami Rakúska, Francúzska, Belgicka, Holandska, Nemecka a Česka, ale aj finančnú podporu výskumu od Rakúskej akadémie vied, Howard Hughes Medical Institute, USA ako aj dvoch grantových projektov Katedry A. Dubčeka sponzorovaných Univerzitou Complutense v Madride a patrí medzi vedúce pracoviská na Slovensku v oblasti výskumu fyziológie a genetiky kvasiniek. Výskum bol zameraný na objasnenie štruktúry, funkcie a biogenézy bioenergetických systémov eukaryotickej bunky s využitím petite-pozitívnych a petite-negatívnych druhov kvasiniek, pričom sa pozornosť sústreďovala na molekulárnu a funkčnú charakterizáciu génov kvasiniek zahrnutých v regulácii biogenézy mitochondrií, resp. v mitochondriami sprostredkovanej kontrole rastu buniek. Pracovníci sa venovali aj objasneniu molekulárnych mechanizmov mnohonásobnej rezistencie, ktorými sa bunky kvasiniek bránia účinku cytotoxických látok.