Otkrio ponašanje Gaba-A receptora koji imaju ključnu ulogu u smirivanju moždane aktivnosti.
U Stokholmu, u nedelji koja je posvećena Nobelu i naučnim probojima, ovog decembra istraživaču dr Andriji Sente uručena je nagrada koju časopis „Sajens“ (Science) i institut „Sajens Lajf Lab“ (Science Life Lab) dodeljuju mladom naučniku za izuzetna naučna otkrića i inovacije u oblasti bioloških nauka koje su na dobrobit zajednice.
Nagrada mu je, u svečanoj atmosferi, uručena za dostignuća objavljena u tri članka, a njemu je pripala i glavna nagrada među istraživačima u četiri oblasti koje se vrednuju. Rad dr Sentea odnosi se na delovanje receptora tipa GABA-A – jednog od činilaca u složenom ljudskom mozgu koji utiče na naše ponašanje.
„Nagradu sam dobio za tri otkrića: u članku objavljenom u časopisu „Nejčer“ 2020. godine predstavili smo model GABA-A receptora u izuzetno visokoj, rekordnoj rezuluciji, kada smo došli gotovo do nivoa razlučivanja pojedinačnih atoma. Ovo otkriće uvršteno je u 10 najvećih naučnih proboja te godine prema izboru istog časopisa“ objašnjava dr Sente za „Politiku“. Usledio je dve godine kasnije članak u kojem otkriva nove varijante GABA–A receptora. „Svaki od novootkrivenih receptora ima neka specifična svojstva - na primer, razlikuju se po tome na koje lekove su osetljivi ili u kom delu ćelije se nalaze“ - objašnjava dr Sente. Treći članak, koji je trenutno na recenziji, prvi put prikazuje receptor u procesu nastajanja, pružajući uvid u mehanizme koji objašnjavaju raznolikost u strukturi i funkciji GABA- A receptora.
Iako deluje kao apstrakna i teško razumljiva tema, GABA-A receptori u svakom trenutku odlučujuće utiču na naše ponašanje.
„U mozgu imamo oko 10 milijardi neurona, a svaki od njih „sluša“ približno 10 hiljada drugih neurona. Ti neuroni šalju dve vrste signala: da li da povećaju ili smanje svoju aktivnost. Neuron sumira sve ulazne signale i, slično demokratskom glasanju, odlučuje hoće li dalje prenositi signal, u zavisnosti od „poruka“ koje je primio od ovih 10 hiljada neurona. Ova komunikacija čini osnovu svih kognitivnih funkcija mozga, pri čemu GABA-A receptori igraju ključnu ulogu u signalima za „ne“, smanjujući tako moždanu aktivnost. Upravo zbog ove uloge, GABA- A receptori su česta meta lekova koji imaju za cilj da smanje aktivnost mozga, poput lekova za smirenje, nesanicu ili izazivanje opšte anestezije“ objašnjava dr Sente.
Ova otkrića su bila moguća zahvaljujući i najsavremenijoj opremi i uslovima koje ima u Laboratoriji za molekularnu biologiju gde radi istraživanja. Ovde je razvijena metoda kriogene elektronske mikroskopije koja se izvodi na 196 stepeni Celzijusa ispod nule, a uzorci se smrzavaju u tečnom etanu toliko brzo da voda ne stigne da se kristališe, već poprima formu sličnu staklu, i to je trenutak kada se životni impulsi zamrzavaju u jednom „kadru“. Naučnici tada elektronskim mikroskopom "slikaju" smrznute proteine, poput GABA- A receptora, i rekonstruišu trodimenzionalni raspored svih atoma koji ih čine, što razotkriva njihovu funkciju.
„Obrada ovih slika i dalje predstavlja složen proces, jer se one snimaju uz nisku dozu elektrona kako bi se očuvala molekularna struktura proteina. Zbog niske doze elektrona signal u slikama je slab, pa je za rekonstrukciju strukture proteina često potrebno prikupiti nekoliko miliona različitih snimaka“ objašnjava dr Sente.
Njegova istraživanja imaju veliku praktičnu primenu, iako kaže to nije primarni cilj sa kojim ih rade.
„Mi ne istražujemo isključivo s primenom na umu, već nas vodi radoznalost da otkrijemo kako biološki procesi funkcionišu, pri čemu često nailazimo na stvari za koje nismo ni znali da ih tražimo. Primena je samo jedna od praktičnih, pratećih koristi“ objašnjava i dodaje da razumevanje funkcionisanja GABA–A receptora može da pomogne u stvaranju novih i efikasnijih lekova i terapija za različita stanja, poput ankioznosti ili depresije.
Po dobijanju nagrade dr Sente došao je u rodnu Suboticu da sa porodicom proslavi i dobijanje nagrade, ali i božićne praznike. Nakon toga, vraća se u Kembridž, gde živi poslednjih desetak godina, od kako je krenuo na studije medicine, koje kaže, ipak, nije završio. Sistem školovanja omogućavao mu je da se kroz akademsko obrazovanje kreće prateći svoja interesovanja i uspehe.
„Nakon prve godine uključio sam se u istraživanja na Laboratoriji za molekularnu biologiju, tamo sam do diplomiranja radio u raznim istraživačkim grupama. Nije neobično da se već nakon prve godine studenti uključuju u istraživanja, ali sam i objavio naučni članak kao glavni i odgovorni autor, što je retkost za dodiplomca. Posle četiri godine medicine primljen sam na program koji omogućuje studentima medicine da urade doktorat na puno radno vreme, pre nego što završe medicinu“ kaže Andrija Sente koji je danas doktor prirodnih nauka, a uža struka su mu neuronauke i strukturna biologija. Njegov rad je 2022. godine Britansko društvo za neuronauke nagradilo kao najbolju doktorsku disertaciju.
Kembridž i nadalje ostaje mesto njegovog rada jer ovde je smešteno i nekoliko vrhunskih laboratorija u kojima može da nastavi istraživanja.
Osim toga, kaže, grad mu pomalo nalikuje na rodnu Suboticu po veličini, dostupnosti prirode, ali i blizini velikog centra kao što je London. Trenutno je angažovan u kompaniji „Instadip“ koja je deo „Bajontek“ grupe.
„Radim na razvoju algoritama za veštačku inteligenciju kako bismo unapredili elektronsku mikroskopiju. Dok je ranije ovaj metod zahtevao izolaciju proteina, naš cilj je da preskočimo taj korak i omogućimo direktno snimanje tkiva elektronskim mikroskopom u rezoluciji dovoljnoj da razlikujemo pojedinačne proteine. To bi omogućilo da na molekularnom nivou pratimo promene koje se dešavaju kod bolesti mozga i otkrijemo šta dovodi do nastanka patologije. Trenutno ne postoje metode koje mogu da pruže odgovore na ova pitanja. Razvijamo tehnologiju koja će omogućiti precizno razumevanje molekularnih detalja psihijatrijskih poremećaja i neurodegenerativnih bolesti, poput Alchajmerove bolesti“ kaže dr Sente.
info: Aleksandra Isakov
