Spremljajte zgodbe, ki so pomembne. Izberite Večer kot svoj prednostni vir v Googlu.
NASTAVI ↗Predstavljajte si, da imate osteoartritis, ki ga spremljajo vnetje in bolečine v sklepih, zaradi česar ste primorani jemati ibuprofen ali aspirin. A slednji vam povzroča želodčne težave in bi radi spremenili terapijo. Poskusili bi z naravno učinkovino, ki bi imela podobne učinke kot zdravila. Na internetu lahko najdete informacije, da ima kurkumin protivnetne in protibolečinske učinke. A na trgu je deset različnih vrst kurkumina. Katerega izbrati? In kako veliko dozo vzeti, da bi imela podobne učinke kot aspirin? Z zgornjimi primeri in vprašanji biofizik dr. Aleš Fajmut z mariborske Fakultete za naravoslovje in matematiko predstavi izzive, s katerimi se raziskovalno ukvarja. V Zrečah se je včeraj namreč zaključila 8. regionalna biofizikalna konferenca, na kateri so znanstveniki in študenti predstavljali svoja najnovejša dognanja.
Slabo se absorbira iz črevesja
Ali mislite, da dobite, če redno uživate indijsko hrano s karijem, katerega sestavni del je tudi kurkuma, v telo dovolj veliko koncentracijo kurkumina, da bi se poznali učinki? "Naši modeli kažejo, da zagotovo ne. Na kratki rok so te koncentracije v krvi bistveno premajhne. Kurkumin mora biti izoliran iz kurkume, v telo ga je treba dostaviti v obliki farmacevtske formulacije, da bi bila koncentracija dovolj visoka, da bi lahko dosegel podobne učinke kot nekatera zdravila," razlaga Fajmut. Kurkumin ima namreč to slabo lastnost, da se zelo slabo absorbira iz črevesja in da ga encimi v krvi in jetrih zelo hitro razgradijo. Sogovornik zato skupaj s še osmimi magistrskimi študenti bioinformatike, fizike in kemije z Univerze v Mariboru ter slovenskim podjetjem v okviru projekta Po kreativni poti do znanja, ki ga financirata Slovenija in EU, poskuša najti obliko, v kateri bi kurkumin učinkoviteje pripeljali do celic. Potrjeno je, da ima kurkumin učinke na molekularni, celični ravni, dokazano izboljšuje kratkoročni spomin in deluje protivnetno. Zato je prepoznan njegov veliki potencial pri preprečevanju nastanka Alzheimerjeve bolezni in v terapiji proti raku. "Ampak ta kurkumin je treba v naše telo dostaviti v dovolj visoki koncentraciji. To je mogoče le s posebnimi dostavnimi sistemi, ki danes temeljijo večinoma na nanotehnologijah," poudari Fajmut, da gre za spojino, ki ima v farmaciji velik potencial. Četudi učinkovine kurkume, kadar jih uživamo v prehrani, ne pridejo do različnih celic v telesu ali do možganov, dobro učinkujejo na črevesje. Kurkuma tako pomaga preprečevati in odpravljati rano na želodcu, pomaga proti raku na debelem črevesu, dobrodošla je tudi pri tistih, ki trpijo za Crohnovo boleznijo.
Glukozo odčitaj z laserja
Dr. Matjaž Humar je fizik z Instituta Jožef Stefan, ki je na podoktorskem izobraževanju na Harvard Medical School. "Že prvi mesec so me dali v operacijsko sobo s prašičem na mizi in rekli, naj režem," je neke vrste šok ob prehodu od dela z laserji na področje biologije opisal sogovornik. Potem pa je svoje znanje o laserjih skombiniral s tem, kar počnejo na Harvardu. Zdaj dela na področju biofizike in eden odmevnejših znanstvenih dosežkov, pri katerem je sodeloval, je, da so prvič vgradili majhen laser v žive človeške celice in tkiva. "Najprej nas je zanimalo, ali to sploh deluje. In deluje. Mogočih je tudi več uporab. Ena takih je spremljanje procesov znotraj celic in tkiv, precej bolj natančno kot do zdaj. Druga možnost je uporaba v medicinske namene za diagnostiko. V koži bi lahko imeli laserčke in bi raven glukoze v krvi preprosto odčitali čez kožo, ne tako kot zdaj, ko je za to potrebno vzeti kri," razlaga sogovornik.
Z Instituta Jožef Stefan prihaja tudi dr. Janez Štrancar, ki se v laboratoriju za biofiziko ukvarja z vprašanjem interakcije nanomaterialov z živim svetom. "Poskušamo razumeti fizikalne pojave, medtem ko nanomateriali vstopajo v naše telo, recimo v pljuča, skozi nos, v možgane, v jetra, v krvožilni sistem," eno od raziskovalnih zanimanj navede sogovornik. Nanodelce je zelo težko opazovati, ker so majhni, zato so metode zelo zahtevne. Lani so denimo našli lipidno ovijanje, pojav, kjer lahko nanodelci iztrgajo dele membrane celic, celice se temu nekaj časa upirajo in skušajo to razgraditi, a večine nanodelcev ne morejo razgraditi, ker nimajo sistema za to. V našem telesu pride do čudnih pojavov, telo reagira narobe, saj ni narejeno za to.
Kako celice prepoznajo svojo tarčo?
Dr. Iztok Urbančič, ki je pod mentorstvom dr. Janeza Štrancarja pred kratkim doktoriral iz biofizike na Fakulteti za naravoslovje in matematiko v Mariboru, pa na MRC Weatherall Institute of molecular Medicine University of Oxford v laboratoriju razvija napredne optične metode, vezane na superresolucijsko mikroskopijo za uporabo v biomedicinske raziskave. "Razvijamo metode z zelo konkretnim vprašanjem, naše glavno področje raziskav pa je vezano na imunski sistem. Kako imunske celice prepoznajo svojo tarčo? To je občutljiv in specifičen dogodek, hkrati pa izjemno zanesljiv," pojasnjuje znanstvenik in dodaja, da jih zanimajo mehanizmi tega, da se ne sproži odziv proti telesu lastnim snovem ali pa neškodljivim snovem, kar vodi do avtoimunosti. Teh zapletenih procesov znanstveniki še ne razumejo povsem. "Trudimo se razumeti, katere molekule in na kakšen način sodelujejo pri prepoznavi tujka in kako to vodi do odziva telesa," še razloži. Sam se ukvarja z vprašanjem, kakšna je vloga celične membrane in lipidov v njej, kako ti sodelujejo pri imunskem odgovoru. "Večinoma so proteini tisti, ki naj bi nosili funkcijo, lipidi pa držali strukturo, a danes vemo, da je tudi lipidno okolje izjemno pomembno in lahko vpliva na funkcijo proteinov."
Znanstvena disciplina, ki doživlja razcvet
"Biofizika je uporaba fizike za preučevanje bioloških procesov in sistemov," razloži dr. Matej Praprotnik, predsednik Društva biofizikov Slovenije, in dodaja, da je v Sloveniji 50 do 100 biofizikov, članov društva pa več kot 200. Dr. Janez Štrancar, predsednik organizacijskega odbora Regionalne biofizikalne konference, poudari, da je biofizika v zadnjih treh letih doživela velik razcvet, v Zrečah se je konference udeležilo okoli 200 znanstvenikov iz regije. Enega večjih biofizikalnih dogodkov v Evropi se udeležujejo večinoma tiste države iz regije, ki so same premajhne, da bi imele učinkovite letne biofizikalne kongrese, z izjemo Madžarske, poleg nje še Slovenija, Avstrija, Srbija, Italija, Hrvaška in Slovaška. Najpomembneje pa je, da na konferenci dobijo priložnost mladi. "Mladim smo želeli dati možnost, da o znanstvenih spoznanjih komunicirajo v širšem krogu, saj pri evropskih konferencah pridejo premalo do izraza. Priložnost dajemo mladim raziskovalcem pred doktoratom ali po njem, da imajo možnost vzpostavljati kontakte v regiji," pojasnjuje Štrancar. In kakšna je prihodnost področja, ki meji na druga področja, denimo na molekularno biologijo, biokemijo, medicino? Znanstveniki se pogovarjajo o novih umetnih tkivih za testiranje zdravil, toksičnosti materialov, novih naložbah v veliko infrastrukturo.
Zanimivo bi bilo preučiti telo Stephena Hawkinga
Amiotrofična lateralna skleroza je bolezen, za katero je oboleval Stephen Hawking. Raziskovalno se z njo ukvarja dr. Pavle Andjus v laboratoriju beograjske Fakultete za biologijo, v Centru za lasersko mikroskopijo, ki so ga uspeli zgraditi v okviru evropskega projekta. Njihov osnovni cilj je, da preučujejo označevalce v celicah pri nevrodegenerativnih boleznih, med temi je tudi amiotrofična lateralna skleroza. Slednjo opazujejo pri podganah z mutiranim encimom, ki je prisoten tudi pri bolnikih s to boleznijo. "Spremljamo vse stadije bolezni, najpomembnejši je tisti pred pojavom simptoma," razlaga raziskovalec, da bi tako lahko pravočasno prepoznali bolezen in začeli terapijo. Prav tako na nevronih podgan testirajo serum protiteles bolnikov. V okviru evropskega projekta AUTOIGG razvijajo diagnostični pripomoček, ki bi avtomatsko beležil reakcije, tako bi lahko zagotavljali boljšo diagnostiko tudi pri pacientih. Sogovornik ni imel priložnosti, da bi spoznal Hawkinga, pove pa, da je ta bil znanstveni fenomen, saj je z boleznijo živel nenavadno dolgo. Običajno imajo namreč bolniki po odkritju bolezni le še dve do pet let življenja. Zanimivo bi bilo preučiti telo umrlega astrofizika, razmišlja profesor Andjus.
Za razliko od danes, ko se neko zdravilo razprši po celem telesu, bodo zdravila enkrat šla v točno določeno tarčo v telesu
