Στην κατανόηση του βιολογικού μηχανισμού, με τον οποίο τα κύτταρα ρυθμίζουν τη λειτουργία των πρωτεϊνών τους, οδηγεί πρωτοποριακή έρευνα που πραγματοποιείται στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας Ερευνας (ΙΤΕ) του Πανεπιστημίου Κρήτης, οδηγώντας στη δημιουργία νέων αντιβιοτικών. Η έρευνα διεξάγεται από την ομάδα του καθηγητή Τάσου Οικονόμου στο Τμήμα Δομής – Λειτουργίας Πρωτεϊνών του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ.
Ο τρόπος με τον οποίο τα κύτταρα ρυθμίζουν την κυκλοφορία των πρωτεϊνών τους (μία διαδικασία απαραίτητη για τη ζωή) είναι ένα βασικό πρόβλημα στη βιολογία. Τα αποτελέσματα έρευνας που παρουσιάστηκαν στην πρόσφατη έκδοση του «Molecular Cell», ενός από τα εγκυρότερα διεθνή επιστημονικά περιοδικά, αποκαλύπτουν τις εσωτερικές λειτουργίες μιας νανομηχανής που μεσολαβεί ώστε οι πρωτεΐνες-μετανάστες του κυττάρου να εκκριθούν. Στην ανακοίνωση του ΙΤΕ αναφέρεται ότι «η ανακάλυψη αυτού του συναρπαστικού βιολογικού μηχανισμού αναμένεται να βοηθήσει στις προσπάθειες δημιουργίας νέων αντιβιοτικών που στοχεύουν συγκεκριμένα το βακτηριακό μονοπάτι έκκρισης πρωτεϊνών. Επιπλέον, μας προσφέρει τη δυνατότητα να βελτιστοποιήσουμε με ορθολογικό τρόπο τη βιοτεχνολογική παραγωγή ανθρώπινων βιοφαρμακευτικών».
Σε συνέντευξή του ο καθηγητής Τάσος Οικονόμου μάς εξηγεί τα βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα οφέλη από τη νέα ανακάλυψη του ΙΤΕ:
* Εξηγήστε μας την ανακάλυψή σας σχετικά με τη λειτουργία των πρωτεϊνών.
– Ενώ όλες οι πρωτεΐνες φτιάχνονται από τα κύτταρα στο εσωτερικό τους, πολλές από αυτές, σχεδόν οι μισές, για λειτουργικούς λόγους μεταναστεύουν στο εξωτερικό του κυττάρου. Η δουλειά μας εστιάζεται στο να αποκαλύψει τους μηχανισμούς με τους οποίους τα καταφέρνει το κύτταρο να στείλει τις πρωτεΐνες του εκεί που πρέπει με επιτυχία και πιστότητα. Τα τελευταία χρόνια έχουμε ανακαλύψει μία σειρά από μικροσκοπικές μηχανές και διαύλους που συνεργάζονται για να γίνει η διαδικασία αυτή πετυχημένα.
* Με απλά λόγια, πώς ακριβώς λειτουργεί αυτός ο βιολογικός μηχανισμός;
– Στην πρόσφατη εργασία στο «Molecular Cell», βρήκαμε πως ο νανοκινητήρας του μονοπατιού της έκκρισης πρωτεϊνών κινείται με απρόσμενους, λεπτεπίλεπτους τρόπους. Αποτελείται από δύο μηχανικά μέρη που μοιάζουν με πιστόνια. Ο τρόπος που κινούνται τα εξαρτήματα αυτά μάς κάνει να καταλαβαίνουμε για πρώτη φορά πώς τέτοιες μηχανικές κινήσεις μπορεί να ωθούν τις εκκριτικές πρωτεΐνες στο να βγουν διά μέσου μεμβρανικών διαύλων προς τον έξω κόσμο.
* Σε τι μπορεί να συμβάλει αυτή η ανακάλυψη;
– Θεμελιώδες αποτέλεσμα της βασικής έρευνας, που απορρέει από ανόθευτη ανθρώπινη περιέργεια, είναι η πιο βαθιά κατανόηση του φυσικού κόσμου. Καταλαβαίνοντας τους θεμελιώδεις νόμους μπορεί κανείς να σκεφτεί τρόπους να τους πάρει με το μέρος του, μέσω ανακαλύψεων που βελτιώνουν τη ζωή μας. Προσπαθούμε να διερευνήσουμε δύο κεντρικές διαδικασίες με πιθανό εμπορικό ενδιαφέρον. Στη μία χρησιμοποιούμε μη παθογόνα βακτήρια σαν μικροσκοπικά εργοστάσια και τους ζητάμε να παράγουν για μας ανθρώπινες πρωτεΐνες. Αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν βιοφαρμακευτικά. Ενας γρήγορος και οικονομικός τρόπος τέτοιας παραγωγής είναι το βακτήριο, καθώς τις παράγει, να τις εκκρίνει κιόλας στο περιβάλλον ως θρεπτικό μέσο. Με τον τρόπο αυτό είναι απλούστερη η συγκομιδή της βιοφαρμακευτικής πρωτεΐνης.
Η δεύτερη οδός εκμετάλλευσης της βασικής γνώσης που παράγουμε είναι στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών. Η αυξανόμενη αντίσταση των παθογόνων βακτηρίων στα αντιβιοτικά και η έλλειψη ενδιαφέροντος των φαρμακευτικών εταιρειών σε νέες επενδύσεις προς την ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών έχει κάνει την κατάσταση εξαιρετικά επικίνδυνη. Αρρώστιες που είχαμε ξεχάσει, όπως η φυματίωση, επανέρχονται ακόμη και στο δυτικό κόσμο.
Και στις δύο εφαρμογές συνεργαζόμαστε με μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες.
* Τα αντιβιοτικά, που μπορεί να ανακαλυφθούν, ποιες παθήσεις του ανθρώπου αφορούν;
– Η βασική μας προσπάθεια είναι για τα λεγόμενα ευρέος φάσματος αντιβιοτικά, τα οποία θα στοχεύουν διαφορετικά βακτήρια και επομένως πολλές πιθανές λοιμώξεις. Τελευταία όμως γίνονται και εστιασμένες προσπάθειες για πιο στοχευμένα αντιβιοτικά, που σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθούν σε συνδυαστικές θεραπείες μαζί με άλλους παράγοντες, για την καταπολέμηση συγκεκριμένων παθογόνων βακτηρίων.
* Ποιοι είναι οι στόχοι σας για το μέλλον;
– Συνεχίζουμε την προσπάθειά μας στην καλύτερη κατανόηση των βασικών μηχανισμών της έκκρισης και κυκλοφορίας των πρωτεϊνών. Για το σκοπό αυτό εισάγουμε συνεχώς καινούργιες πειραματικές μεθοδολογίες στη δουλειά μας και προσπαθούμε να σκεφτούμε το ερώτημα που μας απασχολεί από διαφορετικές οπτικές γωνίες.
Παράλληλα, εκμεταλλευόμαστε στο έπακρο κάθε δυνατότητα να επεκτείνουμε την εφαρμογή των μικρών μας ανακαλύψεων. Για να τα καταφέρουμε, προσπαθούμε να παραμείνουμε εστιασμένοι στο αγαπημένο μας πρόβλημα. Η ερευνητική διαδικασία έχει πολλά κοινά με τη διαδικασία της καλλιτεχνικής δημιουργίας αλλά και της μοναστικής ζωής και χρειάζεται συστηματική και επίμονη προσπάθεια. Εξ ανάγκης, λόγω της απαιτούμενης τεχνολογικής υποστήριξης και του απαιτούμενου ανθρώπινου δυναμικού, χρειάζεται επίσης συστηματική οικονομική στήριξη.
Δυστυχώς, οι τελευταίες εξελίξεις στην Ελλάδα δεν μας βοηθούν στο να παραμένουμε εστιασμένοι και ανταγωνιστικοί με τις εξελίξεις στον υπόλοιπο κόσμο. Δουλεύοντας στο ΙΤΕ, το κορυφαίο ερευνητικό ίδρυμα στην Ελλάδα, η ματιά μας είναι πάντα εξωστρεφής, επιδιώκοντας να συνεισφέρουμε στη διεθνή επιστημονική προσπάθεια. Ελπίζω να μπορέσουμε να συνεχίσουμε τη δουλειά μας στο μέλλον επί ελληνικού εδάφους.
www.enet.gr