Georges Jean Franz Köhler (1946–1995)

V roce 1984 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství tři imunologové – Dán Niels Kaj Jerne, Němec Georges Jean Franz Köhler a Brit César Milstein (1). Prvního z nich jsme představili v ČLČ 2/2018, druhého jmenovaného připomene následující text.

V bavorském Mnichově 17. dubna 1946 narozený (2) syn Němce Karla Köhlera a Francouzky Raymonde, rozené Laporteové (3), přišel v deseti letech s rodiči do Kehlu, bádenského města odděleného jen Rýnem od alsaského Štrasburku. Kehlské progymnázium si chlapec odbyl bez zájmu o cokoli kromě tělocviku, s jedinou starostí o postup z ročníku do ročníku, což nakonec dokázal pokaždé, ač v některých předmětech mnohdy o vlásek. V předposledním ročníku měl z němčiny a francouzštiny „dostatečnou“ a za spolupráci byl zhodnocen „sotva dostatečnou“ – při podobných výsledcích v předešlých letech nemohlo asi vypadat lépe ani (ztracené) poslední vysvědčení (3).

Freiburg im Breisgau (1965–1971): Student, taxikář, trojnásobný otec

Po maturitě roku 1965 studoval Georges v dalším bádenském městě Freiburg im Breisgau na proslulé Alberto-Ludvíkově univerzitě biologii (2) – kdovíproč, když v Kehlu z ní sbíral trojky i čtyřky – a k tomu z vlastní volby vyšší matematiku, přírodní filosofii a teorii přírodovědného poznání. Roku 1968 se oženil s asistentkou praktického lékaře Claudií Reintjesovou, o rok mladší rodačkou z Krefeldu, která vyrostla v bádenském městečku Wehr blízko Basileje; roku 1969 se jim narodila dcera Katharina a student Köhler živil rodinu jako noční taxikář (3).

Uvažoval o dráze středoškolského učitele a navštěvoval k tomu cílené semináře, nakonec se však rozhodl pro výzkum. V Ústavu mikrobiologie vykonal experimentální práci o mutantních kmenech bakterie Escherichia coli neschopných opravy DNA, přičemž mutace vyvolával ultrafialovým zářením a mutanty izoloval klonováním jednotlivých buněk; také se přitom sblížil s počítačem a přispěl do počátečních sporů o jeho využití při výuce. Za tuto práci, jež mutace a experimenty s jednotlivými buňkami učinila natrvalo středem jeho zájmu (3), získal v roce 1971 diplom v oboru biologie (2), dříve než roku 1972 přišly na svět jeho další dvě děti – Lucia a Fabian (4).

Basilej (1971–1974): Magna cum laude za myší protilátky

V nedaleké Basileji krátce předtím akciová farmaceutická společnost F. Hoffmann-La Roche vybudovala a roku 1971 otevřela Basilejský ústav pro imunologii řízený Dánem Nielsem Kajem Jernem a freiburský molekulární biolog prof. Rainer Hertel, jehož tichý introvert Köhler zaujal chytrými otázkami, ho doporučil do Basileje jako doktoranda čerstvě habilitovanému externímu členu freiburské univerzity Georgu Friedrichu (Fritzi) Melchersovi (3).

Ten Köhlera přijal, ale pak mu u něho vadil nedostatek ctižádosti, píle i času věnovaného zjišťování množství živočišných protilátek proti β-galaktosidáze z Escherichia coli v doktorské práci, při níž Georges injikoval enzym laboratorním zvířatům několika druhů včetně králíků, myší a krys, v jejich séru pak protilátky analyzoval a mimo jiné tak prokázal, že vůči jednotlivým epitopům na antigenu může myš vytvořit až tisíc různých protilátek (5). O zisk nejvyššího hodnocení summa cum laude ho připravila volba otázky ne právě nejnáročnější; provedením této basilejské práce si ale i tak v dubnu 1974 na freiburské univerzitě vysloužil magna cum laude (4) a doktorát (2).

Uchvácen nesmírnou rozmanitostí protilátek tvořených živočišným jedincem (6) poznával Köhler zároveň, jak svízelné je studium imunitní soustavy při dosavadních obtížích přípravy potřebného množství jakékoli protilátky (5). K výzkumu produkce normálními buňkami si v Basileji osvojil experimentální techniky včetně té, kterou ředitel basilejského ústavu Niels Kaj Jerne vypracoval pro počítání buněk tvořících konkrétní protilátku mezi miliony buněk tvořících různé protilátky (6).

Cambridge (1974–1976): Vynález tvorby monoklonálních protilátek

Tato znalostní výbava mu přišla vhod, když poté, co v Basileji roku 1973 (4) vyslechl přednášku britského molekulárního biologa Césara Milsteina (5) a seznámil se s ním. V dubnu 1974 (4) získal dvouleté postgraduální stipendium Evropské organizace molekulární biologie (EMBO) (2) a v červnu 1974 (4) nastoupil v Laboratoři molekulární biologie Rady pro lékařský výzkum v anglické Cambridgi právě u zmíněného Brita (2), dodejme Brita volbou. César Milstein (1927–2002) byl totiž rodilý Argentinec židovské víry, politický exulant z doby Perónovy diktatury.

Až dosud byly protilátky pro výzkum a lékařství připravovány purifikací látky ze zvířete jednoho druhu, injekcí této látky jakožto cizorodé zvířeti jiného druhu, několikatýdenním čekáním na rozvoj jeho způsobilosti odpovědět na tuto imunologickou výzvu, odběrem krve a separací antiséra; průmyslová výroba antisér pro lékařské účely vyžadovala užití větších hospodářských zvířat nebo lidských dobrovolníků (6).

Köhler však přišel k Milsteinovi s vlastní myšlenkou tvorby buněčné linie produkující jedinou čistou protilátku: chtěl injikovat antigen myši, z její sleziny extrahovat protilátkotvorné lymfocyty s několikadenní životností a fúzovat je s nekonečně se dělícími myelomovými buňkami vypěstovanými v Cambridgi pro ten účel in vitro; trvalé pokračování tvorby téže čisté protilátky proti injikovanému antigenu ve zkumavce by pak nádorová polovina hybridní buňky – hybridního myelomu – zajistila v dceřiných buňkách. Ačkoli on ani Milstein nebyli o zdaru tohoto experimentu zdaleka přesvědčeni, shodli se v názoru, že by se Georges o to měl pokusit (5).

Kolem Vánoc roku 1974 byla první várka lymfocytů imunizovaných myší fúzovaných s myšími myelomovými buňkami (hybridních myelomů) hotova čelit antigenu. Ve sklepní laboratoři bez oken připravil Köhler tříhodinový test, odešel domů na oběd a vrátil se raději s Claudií jako soucitnou svědkyní možného nezdaru. Věděl, že buňky tvořící protilátky se prozradí příznačným prstencem („halo“) v kultivační půdě, a tuze si přál spatřit je; se zatajeným dechem sáhl po prvních Petriho miskách a k jeho bezmezné radosti tam prstence byly (5)!

Köhler tak v Milsteinově laboratoři s Milsteinovou podporou vynalezl metodu tvorby čistých „monoklonálních“ protilátek (5) v neomezeném množství po neomezenou dobu, vůči antigenu specifických (7), a díky tomu využitelných v lékařské diagnostice nebo k cílení léčebných prostředků na konkrétní tkáně těla (5).

Köhlerův a Milsteinův článek představující metodu neomezené tvorby monoklonálních protilátek obdržela 14. května 1975 redakce londýnského odborného časopisu Nature; z nevalného pochopení mimořádného obsahu však publikaci podmínila zkrácením textu na formát dopisu (6). V takto omezeném rozsahu byl příspěvek 26. června přijat a 7. srpna 1975 uveřejněn. Autoři zde vysvětlili problém nedostatečnosti dosavadních zdrojů monoklonálních protilátek předurčené specificity, popsali metodu vývoje nepřetržitých buněčných linií tkáňové kultury pocházejících z fúze myšího myelomu s buňkami myší sleziny imunizovaného dárce a tvořících protilátky proti ovčím erytrocytům, zmínili také pokusy s fúzí mezi dvěma známými liniemi myších myelomů za účelem pochopení exprese a interakcí imunoglobulinových řetězců z rodičovských linií. Závěrem poznamenali, že „takové kultury by mohly být cenné pro lékařské i průmyslové využití“ (Köhler G, Milstein, C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 1975; 256: 495–497).

Oba autoři si tedy zřetelně uvědomovali hodnotu vynálezu, v následujících letech pak ostatně neustále potvrzovanou rozvojem výroby toxinů i léků užívaných v diagnostice a léčbě nádorů, leukémie i syndromu získaného selhání imunity (8). Komerční význam vynálezu jim však na srdci neležel, a tak si tuto první praktickou metodu masové výroby monoklonálních protilátek nedali patentovat. Příležitosti těžit z tohoto štědrého daru biotechnologii nevyužila ani britská vláda, podporovatelka laboratoře (5), což pozdější ministerská předsedkyně Margaret Thatcherová často kritizovala (6).

Basilej (1976–1984): V Milsteinově stínu 

V dubnu roku 1976 se Köhler z Cambridge vrátil do Basilejského ústavu pro imunologii (2). Pokračoval tam ve studiu syntézy protilátek (6), přičemž svého cambridgeského vynálezu techniky fúzování buněk užíval jako nástroje k pochopení molekulárních mechanismů a diferenciace buněk tvořících protilátky; komerční využití tvorby monoklonálních protilátek nadále přenechával jiným (6).

V těch letech bydleli Köhlerovi v krajině Claudiina dětství na bádenském břehu Rýna u Basileje při úpatí Černého lesa, nejprve v Lörrachu, později v blízké vsi Efringen Kirchen (9), kde se Georges s dětmi projížděl uličkami na kolečkových bruslích a na polních cestách proháněl svůj malotraktor (4).

Nedlouho po první úspěšné fúzi se v odborném slangu zrodilo krácení názvu „hybridní myelom“ na pohodlnější „hybridom“ a Köhler je ve svých publikacích začal užívat jako jeden z prvních (Köhler G, Hengartner H, Shulman M J. Immunoglobulin production by lymphocyte hybridomas. Eur J Immunol 1978; 8 (2): 82–88). Tento novotvar se k malé radosti klasicky vzdělaného Milsteina všeobecně ujal.

Do roku 1980 se technika tvorby monoklonálních protilátek zabydlila v laboratořích celého světa (6). S poznáváním důležitosti vynálezu sílil i dojem, že přinejmenším hlavním autorem téhle práce se dvěma podpisy, ale bezešvým textem musí přece být ten známý imunolog Milstein (5); však také roku 1980 udělila Kolumbijská univerzita Cenu Louisy Gross Horwitzové (20 000 dolarů) jen Milsteinovi samotnému za to, že metodu vynalezl „s jedním spolupracovníkem Georgem Köhlerem“ a o rok později Nadace výzkumu rakoviny General Motors odměnila Cenou Alfreda P. Sloana jr. (100 000 dolarů) opět jen Milsteina za techniku, „kterou Dr. Cesar Milstein vyvinul“ (5). Mírný a plachý Köhler na toto přehlížení reagoval roku 1981 zdrženlivě: „Myslím, že jsem v tom byl hnací silou, je ale třeba také popravdě říci, že nikde jinde než v laboratoři Césara Milsteina bych na tento problém nepomyslel a že nikdo jiný než César Milstein by mě ke konání experimentu nepřesvědčil“ (5).

Mladému odborníkovi, jenž podle českého imunologa Františka Fraňka „byl typem vědce spíše uzavřeného, vědomého si svých schopností“ (7), se vyhýbaly prestižní pocty i počátkem 80. let. U nejzasvěcenějších se však už tehdy těšil velké vážnosti, což je patrno z toho, že na pracovním semináři evropských expertů o monoklonálních protilátkách a lymfokinech, pořádaném roku 1983 v Praze Evropským úřadem pro vědeckou spolupráci UNESCO a ČSAV, měl hlavní přednášku (7).

New York a Stockholm (1984): Plné uznání

Léta přehlížení a opomíjení jeho přínosu pro pokrok oboru ukončil rok 1984, tehdy totiž cenu Alberta Laskera za základní lékařský výzkum, druhou nejvýznamnější vědeckou poctu vůbec přezdívanou „americká Nobelovka“ (jejíž laureáti mnohdy dříve či později berou i tu švédskou), obdržel v New Yorku americký průkopník výzkumu plazmocytů, plazmocytomů a imunoglobulinů, předchůdce autorů hybridomové techniky Michael Potter (1924–2013) a s ním jeho evropští následovníci Milstein a Köhler (5).

A k dovršení všeho téhož roku, dva týdny po odevzdání článku pro Nature popisujícího vývoj transgenních myší schopných tvorby autoreaktivních protilátek, aby takto geneticky modifikované myši mohly sloužit jako modely autotolerance (Köhler G, Rusconi S. Transmission and expression of a specific pair of rearranged immunoglobulin μ and κ genes in a transgenic mouse line. Nature 1985; 314 (6009): 330–334), byli Georges a jeho cambridgeský mentor César Milstein spolu s bývalým ředitelem Basilejského ústavu pro imunologii Nielsem Kajem Jernem „za teorie týkající se specifičnosti ve vývoji a kontrole imunitní soustavy a za objev principu tvorby monoklonálních protilátek“ poděleni každý třetinou Nobelovy ceny za fyziologii nebo medicínu (1).

Ve svých 38 letech nejmladší německý laureát Nobelovy ceny Georges Köhler měl 8. prosince 1984 ve Stockholmu nobelovskou přednášku (Köhler G. Derivation and diversification of monoclonal antibodies. EMBO J 1985 Jun; 4 (6): 1359–1365. Biosci Rep 1985; 5(7): 533–549). 10. prosince 1984 pak trojici laureátů představil švédskému králi profesor imunologie Královského Karolinského ústavu ve Stockholmu Hans Wigzell na téže slavnosti, kde Nobelovu cenu za literaturu pro nepřítomného českého básníka Jaroslava Seiferta převzala jeho dcera Jana. V prezentační adrese uvedl Wigzell Jerneho jako velkého teoretika imunologie a připomněl zejména tři jeho základní příspěvky k vývoji oboru – teorii tvorby protilátek přirozeným výběrem, teorii původu rozmanitosti protilátek a teorii imunitní sítě; potom popsal příspěvek George Köhlera a Césara Milsteina, kteří spolu v Laboratoři Britské rady lékařského výzkumu v Cambridgi objevili metodu získávání monoklonálních protilátek, čímž čistou protilátku učinili široce dostupnou pro experimentální i klinické použití (1).

Freiburg im Breisgau (1985–1995): Ředitel Ústavu Maxe Plancka

Čerstvý laureát Nobelovy ceny Köhler byl ještě téhož roku jmenován profesorem Freiburské univerzity (9) a do freiburského Ústavu Maxe Plancka pro imunobiologii povolán jako ředitel (5). Ani v obležení těmito novými povinnostmi se však nepřestal zabývat výzkumem a zdokonalováním imunologických technik včetně své metodiky tvorby hybridomových buněk, přičemž si udržoval jistou míru odstupu: „Nejsem ochoten pilovat metodu až k její použitelnosti. Záleží mi na tom, aby metoda o sobě fungovala; potom se obracím k jiným věcem“ (9). A tak jako dosud ani teď o rutinu práce na komerčním využití zájem neměl (5). Opakovaně se stavěl proti komercializaci základního výzkumu. Za vyloženě nebezpečné označoval rozdělování prostředků na základní výzkum badatelům podle vyhlídek na pozdější praktické upotřebení (9).

Freiburg im Breisgau (1. 5. 1995): Předčasný konec

Roku 1988 začala Německá společnost pro imunologii udělovat cenu nesoucí jméno tehdy teprve 42letého Köhlera (9). O 6 let později byl úspěšný vědec na vrcholu tvůrčích sil a stále ještě mlád na to, aby začal vážně churavět. Náruživý hráč ping-pongu (3) se však od listopadu 1994 při cvičení a stoupání po schodech zadýchával, rychle se unavoval i při chůzi po rovině. Přednosta freiburské kardiologie prof. Just zjistil výrazné rozšíření srdce, arytmii a hypotenzi; navrhl diagnostickou hospitalizaci, ale Köhler ji odmítl a přijal jen Holterův 24hodinový ambulantní monitor. Když se v prosinci vrátil, Just mu důrazně doporučil katetrizaci levého srdce při hospitalizaci, což Köhler opět odmítl, přistoupil pouze na medikamentózní léčbu a víckrát už se u Justa neukázal; ani při zhoršení obtíží po Novém roce nepřijal zneschopnění a pracoval ve Freiburgu dál.

1. března 1995 volala Claudia jeho kolegovi, že Georges k ránu zemřel (3). Shoda na náhlém selhání srdce (5) při nedovyšetřené srdeční chorobě nebránila v ovzduší obecného úleku šíření nepodložených pověstí, že odmítl údajně navrženou transplantaci srdce, že zemřel na AIDS (3), nebo dokonce že zahynul při požáru laboratoře (8, 10).

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00  Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz