Ķīmiķi Kristapu Jaudzemu kā pētnieku iedvesmo attēls un mēģene. Uzzīmēt molekulai "portretu", izdomāt, kā to "pārliecināt" rīkoties citādi, un tad pārbaudīt, vai tas strādā reālajā pasaulē, radio NABA raidījumā "Zinātnes vārdā" atklāja Organiskās sintēzes institūta vadošais pētnieks Kristaps Jaudzems, izskaidrojot savu motivāciju Alchemeira slimības un zirnekļa zīda pavedienu pētniecībā.
Kādas ir tavas pētnieciskās intereses?
Man interesē molekulu struktūras jeb atomu izkārtojums telpā. Dzīvības funkcijas un arī slimības var saprast, skatoties uz iesaistīto molekulu trīsdimensiju modeļiem un mēģinot saprast, kas šos modeļus "sašūpo" uz labo vai slikto pusi.
Manuprāt, Alcheimera slimība būs nākotnes pandēmija. Mēs to spējam diagnosticēt arvien agrāk, bet efektīvas, slimības gaitu mainošas terapijas vēl trūkst.
Mēs pētām molekulāros mehānismus, kā beta-amiloīda peptīds izgulsnējas smadzenēs, mēģinām šo procesu "replicēt kolbā" un ar fizikas metodēm noskaidrot, kā tieši mainās tā struktūra. Grūtības rada tas, ka šīm molekulām ir daudz pārvērtību ceļu, tāpēc jāatrod tas, kurš patiešām nosaka slimības gaitu.
Mani kā pētnieku iedvesmo attēls un mēģene. Uzzīmēt molekulai "portretu", izdomāt, kā to "pārliecināt" rīkoties citādi, un tad pārbaudīt, vai tas strādā reālajā pasaulē. Tur arī slēpjas zinātne, kurā medicīna ar ķīmiju iet roku rokā. Starpdisciplinaritāte dod jaunas idejas. Diskusijās ar mediķiem saproti, ko pats neesi pamanījis, savukārt viņiem noder molekulārā precizitāte. No šīm "robežsarunām" dzimst jauni risinājumi.
Kādas ir šīs slimības ārstēšanas stratēģijas?
Svarīgākais izrāviens ir tajā, ka varam pētīt niecīgus pacientu audu daudzumus un redzēt, kā šīs vielas izskatās "īstajā slimībā". Tad salīdzinām ar to, ko esam radījuši mēģenē. Ir grūti precīzi atdarināt, kas notiek smadzenēs, bet arvien tuvāk tam pietuvojamies. Pēc neveiksmēm ar "klasiskajām" zālēm ārstēšanas fokuss aizgājis uz imūnterapiju – aktīvu (vakcīnas, kas ierosina antivielas organismā) un pasīvu (saražo antivielas un ievada pacientam). Ir vairāki zāļu kandidāti klīniskos pētījumos. Lai gan pirmie signāli ir cerīgi, jāatzīst, ka esam tikai procesa sākumā. Tuvākie gadi parādīs, vai šī pieeja tiešām modificē slimības gaitu.
Nākotnes perspektīvā varētu tapt arī profilaktiskas zāles, kas stabilizē veselīgo proteīnu formu, lai tas neaiziet patoloģiskajās pārvērtībās.
Tas būtu citādāks mehānisms nekā ierastajām terapijām. Kombinējot ģenētiskos, bioķīmiskos un attēlu datus ar mākslīgo intelektu, varēsim labāk noteikt risku un izvēlēties, kam kādas terapijas būtu piemērotākās. Arvien vairāk eksperimentu pārceļas uz datoru, jo tas taupa resursus. Bet beigu beigās "reālajai dzīvei" tāpat ir jāsakrīt ar modeli. Mēs parasti simulējam vienu izolētu posmu un tad laboratorijā pārbaudām, vai realitātē tas tiešām notiek tāpat.
Zirnekļa zīda pavediena izmantošana zinātnē
Kas ir zirnekļa zīds?
Zirnekļa zīds ir viens no aizraujošākajiem dabas materiāliem. Tam ir izcila mehāniskā izturība, bioloģiska saderība un biodegradabilitāte. Tas ir ideāls materiāls audu reģenerācijai, tāda kā šūnu "matrica", kas varētu būt pat mākslīgo orgānu pamatā. Vienīgā problēma ir tāda, ka zirnekļi ir kanibāli, tos nevar audzēt fermā un nevar slaukt, jo zirnekļi nav kā govis. Tā kā zirnekļi dabīgo zīdu ražo mazos apjomos, mēs izveidojām mākslīgo zirnekļa zīdu. Mēs ņemam zirnekļa gēnu, kas kodē zīda proteīnu, ieliekam to baktērijās, un tās kolbā saražo izejvielu. Saražoto zīda olbaltumu pēc šūnu sašķelšanas attīrām. Lielais izaicinājums ir šo šķidro proteīnu pārvērst par tādu pašu cietu pavedienu, kādu izvelk zirneklis. Te vajag 3D attēlus un dziļu izpratni, lai atdarinātu dabisko vērpšanas procesu.
