MEĐUNARODNI istraživački timovi predvođeni Ivanom Đikićem, profesorom na Goetheovu sveučilištu u Frankfurtu, objavili su u novom broju najprestižnijeg znanstvenog časopisa Nature čak dva znanstvena rada koji bi mogli pomoći u razjašnjavaju razvoja nasljednih neurodegenerativnih bolesti.

„Presretan sam što u jednom danu objavljujemo dva znanstvena rada u vrhunskom svjetskom časopisu Nature“, rekao je za Index Đikić.

„To se vrlo rijetko događa u životu znanstvenika. Zato smo danas zajedno i planiramo od srca proslaviti ovaj uspjeh na Institutu“, dodao je.

Uporan rad i nove tehnologije uključujući AI

Đikić kaže da je taj uspjeh rezultat dugogodišnjeg timskog rada i korištenja najmodernijih biomedicinskih tehnologija uključujući i umjetnu inteligenciju.

„Ona nam je pomogla objasniti kako se ponašaju molekule unutar proteina koji modeliraju ER membrane. No ipak najvažnija je bila kreativnost i upornost praćenja vlastitih rezultata koje smo morali kritički evaluirati te često mijenjati neka naša prije usvojena znanja“, pojasnio je naš ugledni znanstvenik.

Mehanizam neurodegenerativnih bolesti

Ljudske su stanice ispresijecane sustavom membranskih cijevi i vrećica koji se naziva endoplazmatski retikulum (ER). On je ključan za proizvodnju biomolekula i kontinuirano se gradi i razgrađuje. Razgradnju ER-a potiče protein ubikvitin, koji kontrolira mnoge procese u stanici. Ako su proteini uključeni u taj proces neispravni, dolazi do neurodegenerativnih bolesti.

U eksperimentima sa staničnom kulturom, biokemijskim i molekularno biološkim studijama te računalnim simulacijama, Đikić i njegovi suradnici identificirali su specifične receptore za razgradnju ER membrane i pokazali da ubikvitin potiče njihovo djelovanje.

"Ubikvitin uzrokuje stvaranje moćnih nakupina membranskih receptora koji postaju dovoljno snažni da mogu odvojiti oštećene dijelove ER", objasnio je Đikić koji je svoja istraživanja proveo u dugogodišnjoj suradnji s prof. Christianom Hübnerom iz Sveučilišne bolnice u Jeni.

Nezapaženo odumiranje i nastajanje rana

Istraživanja znanstvenog dvojca i njihovih timova pokazala su da postoji povezanost između mutacija u ljudskim genima i nasljednih bolesti senzorne i autonomne neuropatije (HSAN), u kojima senzorni živci odumiru. Posljedica je da pacijenti ne mogu ispravno percipirati bol i temperaturu, što može dovesti do stresa ili ozljeda koje prolaze nezapaženo i prerastaju u kronične rane.

U pacijenata s drugim neurodegenerativnim poremećajem koji uzrokuje nasljednu spastičnu paraplegiju dolazi do otvrdnuća mišića (spastičnost) u nogama.

Timovi Đikića i Hübnera u novim su istraživanjima identificirali još jedan receptor koji sudjeluje u remodeliranju ER.

Kod miševa koji ne posjeduju taj protein, sa starenjem stanica ER se širi i degenerira. To dovodi do nakupljanja pogrešno presavijenih proteina ili nakupina proteina. Rezultat toga je da stanice, osobito živčane koje se ne obnavljaju tako brzo kao druge tjelesne stanice, umiru, uzrokujući kliničke simptome u oboljele djece i genetski modificiranih miševa.

Ključni korak u razumijevanju razvoja neurodegenerativnih bolesti

Đikić smatra da su njihovi timovi napravili odlučujući korak prema razumijevanju razvoja nasljednih neurodegenerativnih bolesti, ali i normalnih životnih procesa u stanicama.

"Sada bolje razumijemo kako neuroni kontroliraju svoje funkcije. Neophodna su dodatna istraživanja kako bi se u potpunosti razumjeli mehanizmi kontrole ER-a i u drugim tipovima stanica u našem organizmu poput B stanica koji koriste ER za sekreciju protutijela. U biologiji te spoznaje omogućuju uvide u nevjerojatne mogućnosti naših stanica, a za medicinu su neophodne za bolje razumijevanje bolesti, pravovremeno dijagnosticiranje i pomoć u liječenju pacijenata", rekao je Đikić.