Istraživači s Goethe sveučilišta u Frankfurtu, predvođeni Ivanom Đikićem, otkrili su mehanizme regulacije strukture i funkcije endoplazmatskog retikuluma (ER), sustava unutarstaničnih membranskih cijevi i vrećica ključnog za proizvodnju i transport vitalnih biomolekula. Taj sustav kontinuirano se gradi i razgrađuje, a nove spoznaje odnose se na razgradnju ER i mutacije koje uzrokuju neurodegenerativne bolesti.

Centralno mjesto u istraživanjima imao je ubikvitin, mali protein prisutan u svim stanicama, poznat i kao 'poljubac smrti', jer mu je funkcija obilježiti proteine koji trebaju biti razgrađeni i uklonjeni da bi stanice ostale zdrave. Za to je otkriće dodijeljena Nobelova nagrada za kemiju 2004. godine, a desetak godina kasnije Đikić je za svoj rad na ubikvitinu od Njemačke znanstvene zaklade (DFG) dobio nagradu 'Gottfried Wilhelm Leibniz'. Tu je najprestižniju njemačku znanstvenu nagradu, ujedno najlukrativniju na svijetu s pripadajućih 2,5 milijuna eura, dobio jer je iz temelja promijenio znanje o ulozi ubikvitina u zdravim stanicama, ali i objasnio njegovu ulogu u razvoju mnogih bolesti, uključujući tumore.

Međunarodni istraživački timovi pod njegovim vodstvom sada su pak identificirali specifične receptore za razgradnju ER membrane i pokazali da ubikvitin potiče njihovo djelovanje.

'Ovim interdisciplinarnim studijama otkrili smo kako se održava vitalnost ER tubularnog sustava u neuronima i kako poremećaji u tim mehanizmima uzrokuju nastanak neurodegenerativnih bolesti. Za kliničku primjenu ovih otkrića bit će potrebno još dosta istraživanja. Primjerice, nastavljamo istraživanja o utjecaju ER degeneracije na druge organele, poput mitohondrija, koji mogu biti važan dio patoloških procesa u neuronima. U budućnosti možemo planirati kombinirano terapijsko djelovanje na ER membrane, ali i mitohondrije', tumači Đikić.

Čak dva znanstvena rada istraživačkih timova pod njegovim vodstvom objavljena su istog dana u renomiranom časopisu Nature. Đikić objašnjava da su oba znanstvena rada započela kao nezavisna istraživanja, iako kao dio velikog projekta u sklopu kojeg je Đikićev tim već 2015. objavio svoj prvi rad u tom časopisu.

'Ovaj uspjeh posljedica je znanstvene suradnje, timskog i interdisciplinarnog rada te fokusa na nova i neistražena područja. Projekt je posljedica desetogodišnje suradnje s kliničarem Christanom Hubnerom sa Sveučilišne bolnice u Jeni, koji dijagnosticira nove slučajeve nasljednih neurodegenerativnih bolesti kod djece. Nažalost, na temelju identifikacije mutacije putem sekvenciranja egzona u genomu bolesne djece, nije lako dokučiti kako te bolesti nastaju te kada i zašto se pojavljuju simptomi slabljenja neurona. U tom području moj laboratorij je vrlo iskusan te smo zajedničkim naporima, uključujući druge znanstvenike i potrebne tehnologije, otkrili kako se razvijaju pojedine nasljedne neurodegenerativne bolesti', sumira Đikić.

Znanstvenici su identificirali receptor koji sudjeluje u razgradnji ER, a čija mutacija dovodi do spastične paraplegije (HSP) te senzorne i autonomne neuropatije (HSAN). Za HSP su simptomatične slabost i spastičnost mišića, posebno u nogama, što se može pojaviti u ranoj dobi, ali bolest može godinama biti pritajena, a potom progresivno razviti teške simptome i preranu smrtnost. Kod HSAN-a senzorni živci odumiru, a neispravna percepcija boli i temperature može dovesti do teških ishoda.

Đikić ističe da znanstvenici sada bolje razumiju kako neuroni kontroliraju svoje funkcije, a buduća istraživanja omogućit će medicini bolje razumijevanje bolesti, pravovremeno dijagnosticiranje i pomoć u liječenju. Na što će se on dalje fokusirati?

Umjetna inteligencija

'Koristeći umjetnu inteligenciju, želimo predvidjeti ponašanje ER proteina u membranama i drugih stanica. Želimo razumjeti kontrolu ER i u drugim tipovima stanica u našem organizmu, poput B stanica, koje su neophodne za sekreciju protutijela tijekom virusnih i bakterijskih infekcija. Drugi izazov je napraviti biofizički model koji može objasniti kako se ravna membrana ER može preobraziti u vezikulu ER. Ako budemo razumjeli te atomske detalje, moći ćemo u budućnosti stvarati nove terapijske strategije na tim kompleksima', navodi Đikić.

Koliko se od njega još očekuje, pokazuju i reakcije zainteresirane javnosti te mnogih kolega na društvenim mrežama. Đikićeva objava iz veljače o prihvaćanju netom objavljenih radova u Natureu prikupila je na njegovu profilu na Twitteru više od 188.000 reakcija (i 550 'lajkova'), a na LinkedInu preko 570.000 reakcija (6420 'lajkova'), što je najveći broj reakcija na sve njegove objave na tim mrežama.

Objavu je proslavio sa svojim timom.

'Okupili smo se svi iz laboratorija, otvorili nekoliko boca šampanjca i zajedno proslavili ova dva velika otkrića. Na kraju, vrlo rijetko se doživi da se u jednom danu objave dva rada u časopisu Nature. Prekrasan je osjećaj nakon pet godina ustrajnog rada vidjeti rezultate objavljene i javno podijeljene s drugim znanstvenicima širom svijeta. Jako sam ponosan na studente i postdoktorande koji su odradili vodeći dio eksperimenata (Adriana, Alexis i Yangxue), jer su ne samo briljantni znanstvenici, nego i brižni roditelji malih beba rođenih u posljednje dvije godine', otkriva Đikić.

Potvrđuje da i ove godine dolazi u Hrvatsku na odmor s obitelji i prijateljima.

'Bit ćemo opet u prekrasnim Brelima s kolegama sa Sveučilišta Stanford, a koji ovu godine provode u Frankfurtu kao gostujući profesori. Radujem se što im mogu pokazati ljepote hrvatske obale te vidjeti prijatelje u Splitu i Brelima', kaže.

Priznanje iz Rijeke

Nedavno je ovaj veliki znanstvenik dobio počasni doktorat Sveučilišta u Rijeci, a ne krije sreću zbog toga.

'Puno mi to znači s osobne i profesionalne strane. Ponosno ću isticati taj počasni doktorat u svom životopisu, uz druga priznanja koja sam dobio u svijetu i Hrvatskoj. Posebno su mi draga priznanja koja dolaze iz moje domovine jer ukazuju da sam svojim radom imao pozitivan učinak na znanost i u Hrvatskoj. Nadam se da sam kao član međunarodnog znanstvenog vijeća Sveučilišta u Rijeci malim dijelom pridonio tome da se Sveučilište u Rijeci mijenja i postaje sve naprednije, tako da je danas medu najbolje organiziranim sveučilištima u Hrvatskoj. Na temelju toga postaju vidljivi kao pozitivna obrazovna i znanstvena institucija u koju studenti i znanstvenici iz Europe i svijeta žele doći studirati i raditi', zaključuje Đikić.