REVOLUCIONARNO OTKRIĆE NAŠIH NAUČNIKA: NATALIJINA RAMONDA LEČIĆE PARKINSONOVU BOLEST

Tokom doktorskih studija saznala sam za izvan­re­dnu osobinu naše endem­ske biljke Ramonda serbica. Naime, ova drevna biljka vaskrsnica može da preživi duge periode kada joj se listovi osuše i izgledaju mrtvo i da se potpuno oporavi već dan nakon zalivanja. Upravo zbog toga naziva se i biljkom vas­krs­nicom ili feniks-cvetom i to je razlog zbog čega je odabrana da bude simbol oporavka srpske vojske u Prvom svetskom ratu. Njen stilizovan cvet je inkor­po­risan u amblem državnog obe­ležja Dana primirja u Prvom sve­tskom ratu, 11. novembra - kaže na početku razgovora za Ma­gično bilje dr Marija Vido­vić iz Instituta za molekularnu gene­tiku i genetičko inženjerstvo Univerziteta u Beogradu, ru­ko­vodilac projekta koji finansira Fond za nauku.
Dr Vidović ob­ja­šnjava kako ova biljka može da pomogne kod, za sada, ne­iz­lečivog oboljenja.
- Jedan deo veoma kompli­kovanog odgovora Natalijine ramonde na eks­tre­m­nu de­si­ka­ciju (isušivanje) predstavlja i veća proizvodnja određenih proteina u kasnoj embriogenezi, tzv. proteina LEA (Late embryogenesis abundant). Ovi proteini, za­hva­ljujući svojoj strukturi, mogu da štite druge ćelijske proteine da ne izgube strukturu i da se ne nagom­ila­va­ju kad u ćelijama nema do­volj­no vode, što bi se inače i desilo.
Opet, tokom studija biohe­mije, upoznala sam se i sa jed­nim od uzroka nastanka Parkin­so­nove bolesti, odnosno, abnormalne agregacije, gomi­lanja jednog proteina mozga, alfa sinukleina. Progresivno agregiranje ovog proteina u amiloidne fibrile, koji čine Levijeva tela, dovodi do odumiranja neurona koji luče neurotransmiter dopamin. Nedostatak dopamina vode ka usporenom kretanju, tremoru i otežanom održavanju ravnoteže. Ideja našeg projekta javila mi se spontano: Zašto ne iskoristiti ovu jedinstvenu evolutivnu prednost proteina LEA i ispitati njihov potencijal da spreče agregaciju alfa sinukleina?

Na koji način biljka Natalija ramonda može da pomogne u lečenju ove neuro­de­ge­ne­ra­tiv­ne bolesti?
- Natalijina ramonda je vrsta veoma slična vrsti srpska ra­mon­da. Kao deo našeg projekta LEAPSyn-SCI, ramonda je poslužila za identifikaciju specifičnih proteina LEA koji se pojačano sintetišu u listovima tokom dehidracije. Upravo te proteine naš tim veštački proiz­vodi u bak­te­rijs­kim ćelijama rekom­bi­nant­nom tehnologijom, kako bismo došli do dovoljne količine neop­hodne za ekspe­ri­mentalnu analizu interakcija sa alfa­si­nukleinom. Ovde bih naglasila da je ramonda ugrožena i za­konom zaštićena biljna vrsta, te da nikako ne bismo mogli da je koristimo za ekstrakciju proteina LEA. Naš projekat ima za cilj da se po­moću po­menutih proteina LEA ramonde smanji agregacija alfa sinukleina i na taj način pro­moviše razvoj potpuno novih strategija za lečenje Parkin­sonove bolesti. Procesi koji pokreću agregaciju alfa sinu­kleina još uvek nisu u pot­punosti poznati.
Zašto je ova biljka spe­cifična i šta ona u sebi sadrži što može da utiče na ishod lečenja Parkinsonove bolesti?
- Budući da ne mogu da se kreću, biljke su razvile čitav niz strategija kako bi se prilagodile promenljivim uslovima spo­ljašnje sredine. Jedinstven fenomen predstav­ljaju upravo biljke vaskrsnice koje mogu da prežive duge periode ekstremne dehi­dra­ta­cije i da se svega nekoliko sati nakon zalivanja ponovo oporave, naizgled ,ožive,, od­no­sno, uspostave metaboličku funkciju. Samo mala grupa biljnih vrsta je u stanju da toleriše gotovo pot­pu­nu dehidraciju vegetativnih organa, pre svega listova. Do danas je svega kod oko tri sto­tina skrivenosemenica uočena ova osobina. Srpska ramonda je i drevna biljna vrsta koja potiče još iz tercijara i može se naći po stenama Sićevačke i Jelašničke klisure.
Kao što sam već napo­me­nula, proteini LEA ove biljke biće veštački proizvedeni re­kom­­binantnom tehnologijom i bi­će korišćeni za ispitivanje inte­rakcija sa alfa sinukleinom. Inter­akcije proteina LEA i alfa sinu­kleina nisu do sada proučavane.

Kako deluju proteini LEA?
- Proteini LEA pojačano se proizvode u listovima biljaka vaskrsnica, kakva je i naša en­de­mična srpska ramonda, i sprečavaju agregiranje važnih proteina i gubitak njihove funkcije. Predloženo je ne­ko­liko načina na koji ovi proteini u će­li­jama biljaka mogu da do­pri­nesu toleranciji na dehid­ra­ciju. Pretpostavlja se da je jedan aspekt njihovog uspe­š­nog de­lo­vanja upravo i spec­i­fična inte­rak­cija sa ključnim proteinima ćelije, koji su na taj način zaštićeni od gubitka strukture, samim tim i funkcije u uslovima smanjene količine vode u ćeliji. Ova sposobnost proteina LEA oslanja se na njihovu osobinu da nemaju strogo definisanu 3D strukturu, odnosno oblik, za razliku od većine proteina u ćeliji.
Možete li da nam opišete naučni proces koji vodi do cilja projekta?
- Naš tim planira da po prvi put napravi rekom­bi­nan­tni protein LEA iz ra­monde, za koji ćemo pret­hodno veoma osetljivim i modernim analitičkim teh­ni­­kama identifikovati pro­tein LEA, koji se sintetiše u lis­to­vima ramonde pod uti­cajem dehidracije i saz­nati njegovu sekvencu. Kako dobijanje rekom­bi­nantnih proteina sa neu­re­đe­nom strukturom predstavlja oz­biljan izazov, već poznati protein LEA iz modela bi­ljke Arabidospis thaliana, prve biljke sa se­kven­ciranim genomom, biće napravljen i te­stiran kako bi se op­ti­mi­zovala meto­do­logija. Za­tim će se proizvesti proteini LEA iz ramonde i biće struk­turno i funkcio­nalno okarakterisani, dok će nji­hova interakcija sa alfa sinukleinom biti analizirana kompjuterskim simu­la­cijama. Nakon toga, kre­nućemo sa laboratorijskim is­pitivanjima interakcija proteina LEA i alfa sinuk­lei­na kao i uslovima pod kojima proteini LEA imaju potencijal da spreče ag­re­gaciju alfa sinukleina.

Koji bi bili dalji koraci, ako se ispuni taj glavni cilj?
- Rezultati našeg projekta treba da prošire osnovna naučna saznanja o protei­nima koji nemaju uređenu strukturu i o mehanizmima agregacije alfa sinukleina, a sve radi promovisanja novih pristupa u lečenju Parkin­so­no­ve bolesti. Uprkos zna­čajnim ulaganjima proteklih decenija u svetu, uzrok nastanka ove bolesti još nije u potpunosti razjašnjen i leka za nju nema. Postojeće terapije se uglavnom odnose na ublažavanje posledica i lečenje simptoma.
Sposobnost proteina LEA da sprečavaju agregaciju alfa sinukleina potpuno je neistražena i po prvi put predložena našim LEAPSyn-SCI dvogo­diš­njim Programom za izvrsne projekte mladih istraživača (PROMIS), koji finansira Fond za nauku. Stoga je potrebno da prvo dobijemo rezultate interakcije ova dva proteina pod zadatim eks­perimentalnim uslovima. Po završetku ove faze, i ujedno ispunjenjem glavnog cilja našeg projekta, otvorićemo mogućnost za testiranja na veštačkim sistemima i kulturama ćelija. Ukoliko se ova faza pokaže uspešnom, u saradnji sa neuro­fi­ziol­o­zima i lekarima planiraćemo nove strategije za lečenje obolelih od Parkinsonove bolesti zasnovane na sposobnosti proteina LEA da spreče agregaciju alfa sinukleina.