Ivan Đikić objavio svoje najveće znanstveno otkriće dosad

U vodećem znanstvenom časopisu Cell jučer kasno poslijepodne objavljeno je novo istraživanje prof. dr. Ivana Đikića sa Sveučilišta Goethe u Frankfurtu, za koje taj svjetski ugledni molekularni biolog kaže da je njegovo dosad najveće otkriće. Riječ je o dosad nepoznatom mehanizmu kojim se koristi bakterija legionela kako bi preuzela kontrolu nad stanicama, što prouzročuje smrtonosne upale pluća kod pacijenata s oslabljenim imunitetom.

Ovo otkriće našeg uglednog znanstvenika svakako će pripomoći u otkrivanju novih strategija za razvoj modernih lijekova, ponajprije onih za liječenje bakterijskih bolesti, a govoreći o ovom najnovijem, velikom uspjehu za Večernji list, prof. dr. Ivan Đikić skromno ističe kako je ovo uspjeh njegova tima.

Enzim za razvoj upale pluća

– U najnovijem publiciranom radu opisujemo potpuno novu kemijsku reakciju na proteinu ubikvitina koja dosad nije bila poznata, a jako se razlikuje od ubikvitinacije za koju je 2004. dodijeljena Nobelova nagrada. Bakterija legionela izlučuje u stanicu razne enzime koji djeluju kao toksini i uništavaju stanicu dovodeći do snažne upale pluća. Mehanizam djelovanje tih toksina nije poznat. Mi smo istraživali toksin pod nazivom SdeA. Na njega smo se fokusirali budući da su početkom ove godine znanstvenici iz Amerike otkrili da taj enzim koristi ubikvitin na još uvijek nepoznat način za razvoj upale pluća. Mi smo sada objasnili taj efekt, ali smo u isto vrijeme otkrili nešto posve novo i iznenađujuće: novu kemijsku reakciju putem koje bakterija mijenja ubikvitin. Konkretno, utvrdili smo da toksin legionele na ubikvitin dodaje aktivnu supstanciju koja se zove fosforibosin, a koja prouzročuje potpunu blokadu funkcija ubikvitina u stanici, što dovodi do vrlo brze smrti stanica i destrukcije pluća – objašnjava prof. dr. Đikić i u prvi plan stavlja članove svoga tima.

– Većina je eksperimenata obavljena u mom laboratoriju u Frankfurtu gdje su četiri znanstvenika radila kao tim. Na proteomskoj analizi (moderna tehnologija koja može detektirati najmanje promjene na proteinima) surađivali smo s Ivanom Matićem, hrvatskim znanstvenikom koji je sada voditelj laboratorija na Institutu Max Planck u Kölnu. Ivan Matić je prije sedam godina u Frankfurtu bio moj student, a sada je među najperspektivnijim mladim znanstvenicima u Njemačkoj – kaže Đikić.

Kao i kod drugih velikih otkrića, i u ovom je slučaju bilo dosta iznenađenja, otkriva prof. dr. Ivan Đikić i objašnjava:

– Moj laboratorij posljednjih pet godina istražuje bakterijske toksine koji u ljudskim stanicama mogu potaknuti svoj patološki efekt. Najviše smo se fokusirali na salmonelu i šigelu, dva vodeća uzročnika smrtnosti kod infekcija probavnoga trakta. O patološkom djelovanju salmonele, koja ima četiri enzima/toksina koji ciljano djeluju na ubikvitinske putove u ljudskim stanicama i na taj način utječu na razvoj akutnog gastroenteritisa, objavili smo dosta radova. A na legionelu smo se fokusirali zato što ta bakterija izlučuje više od 300 toksina. To je bakterija s daleko najvećim brojem izlučenih enzima/toksina, a njihov je učinak uglavnom nepoznat – kaže.

Uzbuđenje ne skriva jer upravo je prebacivanje interesa na legionelu pridonijelo tome da su, čim su počeli raditi na enzimu/toksinu SdeA, rezultati dolazili kao na traci:

– Svaki je novi eksperiment bio poticaj za nova pitanja, tako da smo u rekordnom roku od šest mjeseci došli do svih ovih otkrića koja su toliko originalna da je i cijela recenzija rada prošla vrlo brzo, pa je rad objavljen dva mjeseca od slanja prve verzije u časopis Cell.

Naravno, nakon takvog znanstvenog proboja, ključno je pitanje po čemu je to otkriće revolucionarno i što će ono značiti za budućnost liječenja pojedinih bolesti, o čemu Đikić kaže:

– Otkriće jest iznenađujuće i privlači pozornost znanstvenika jer otvara mnoštvo novih pitanja i mogućnosti. Jedan je od velikih izazova otkriti postoje li slični enzimi u ljudskom genomu koji mogu koristiti tu ili slične modifikacije za pozitivne fiziološke procese. Na tome sada intenzivno radimo i vjerujem da ćemo za nekoliko godina moći puno više reći o utjecaju ovog otkrića na životne procese unutar stanice te moguću patogenezu raznih bolesti.

Dr. Đikić nam je i o ovom otkriću govorio iz Amerike, gdje trenutačno radi u kompaniji Genentech za proizvodnju lijekova.

Sličnosti bakterija i tumora

– Uvijek je nezahvalno davati bilo kakva predviđanja o “ugradnji” ovog otkrića u proces proizvodnje lijekova, jer ovakva su otkrića bazična i potrebno je još nekoliko godina za spoznaju cjelokupne uloge u ljudskom organizmu. Želja mi je da u suradnji s Genentechom put od bazičnog otkrića do njegove primjene bude što brži. Cilj mi je pronaći nove antibakterijske lijekove koji će blokirati bakterijske toksine koji se izlučuju unutar stanica i prouzročuju njihovo ubijanje te patološki efekt kod, primjerice, gastroenteritisa prouzročenih salmonelom ili upala pluća prouzročenih legionelom. Poznato je da se tijekom akutne infekcije salmonelom ne daju antibiotici jer nisu djelotvorni pa nalaženje lijekova koji blokiraju patološke bakterijske toksine može biti vrlo djelotvorno – rekao nam je prof. dr. Đikić.

Naravno, nameće se i pitanje može li ovo otkriće donijeti novu nadu i za oboljele od raka, o čemu kaže:

– Teško je to reći, no prema onome što zasad znamo, mnogi su patološki mehanizmi otkriveni kod bakterija prisutni i kod razvoja tumora. Naša su nedavna otkrića pokazala da je način na koji se stanice crijeva brane protiv salmonele identičan obrambenom mehanizmu kojim neuroni u mozgu uklanjaju oštećene mitohondrije. Mutacije tih gena, OPTN ili TBK1 primjerice, prouzročuju nasljednu pojavu amiotrofične lateralne skleroze, jedne od najagresivnijih neurodegenerativnih bolesti.