Το ΙΤΕ στους τομείς της Νευρογενετικής και της Γήρανσης

Εργαστήριο Νευρογενετικής και Γήρανσης

Οι σύγχρονες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα, έχουν καταστήσει σαφές ότι οι παγκόσμιες πολιτικές στρατηγικές θα πρέπει να θέτουν ως προτεραιότητα την επένδυση στην έρευνα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η επόμενη παγκόσμια πανδημία θα είναι οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, και ειδικά η νόσος Αλτσχάιμερ, είναι σημαντικό να δοθεί προτεραιότητα στην έρευνα που σχετίζεται με τη γήρανση. Μάλιστα, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά ότι έως το 2050 περισσότερο από το 70% των ατόμων άνω των 65 ετών θα υποφέρουν από κάποιο είδος άνοιας.

Προς την κατεύθυνση αυτή στρέφεται η έρευνα που γίνεται στο Εργαστήριο Νευρογενετικής και Γήρανσης, στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), η οποία εστιάζεται στη μελέτη των μοριακών μηχανισμών που διέπουν τη λειτουργία και την παθοφυσιολογία του νευρικού συστήματος. Ως πειραματικό υλικό, χρησιμοποιούμε κυρίως το νηματώδη Caenorhabditis elegans, και το αντικείμενο της έρευνας του εργαστηρίου μας προσανατολίζεται σε τρεις κύριες κατευθύνσεις. Η πρώτη αφορά την εξέλιξη της γήρανσης, όχι μόνο του ανθρώπου αλλά όλων των έμβιων οργανισμών. Η δεύτερη είναι η μελέτη του νευροεκφυλισμού που ασχολείται με νοσήματα όπως το Alzheimer’s και το Parkinson’s. Η τρίτη σχετίζεται με τη λειτουργία του νευρικού συστήματος, και συγκεκριμένα με το πώς μπορεί ο οργανισμός να αποθηκεύει και να ανακαλεί μια πληροφορία (μνήμη και μάθηση). Με τις επιστημονικές του μελέτες, το εργαστήριο έχει συμβάλει σημαντικά στην κατανόηση των μηχανισμών νευροεκφυλισμού, μνήμης και μάθησης, καθώς και της γήρανσης. Έχει επίσης συνεισφέρει στην ανάπτυξη καινοτόμων πειραματικών εργαλείων και μεθόδων για τη μελέτη του νευρικού συστήματος και της βιολογίας του κυττάρου. Ενδεικτικά, αναφέρονται δυο από τις τελευταίες μελέτες του εργαστηρίου μας:

Πρόσφατη έρευνα του εργαστηρίου Νευρογενετικής και Γήρανσης, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύονται στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Aging, οδήγησε στην αποκάλυψη ενός νέου, θεμελιώδη μοριακού μηχανισμού που ρυθμίζει τη γήρανση και την αναπαραγωγή, συμβάλλοντας καθοριστικά στην προστασία και μακροπρόθεσμη διατήρηση της δομής και της λειτουργίας του πυρήνα του κυττάρου. Η μελέτη αποκάλυψε έναν κομβικό μηχανισμό ρύθμισης της πυρηνοφαγίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας αναδεικνύουν την πυρηνοφαγία ως έναν κεντρικό μοριακό μηχανισμό, μέσω του οποίου εξασφαλίζεται η μακροπρόθεσμη διατήρηση της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και ομοιόστασης. Μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών ANC-1/Nesprin έχουν ρόλο βασικού ρυθμιστή της πυρηνοφαγίας. Η ανακύκλωση πυρηνικού υλικού μέσω πυρηνοφαγίας συμβάλλει στη μακροζωία των σωματικών κυττάρων, ενώ διασφαλίζει την αθανασία της βλαστικής σειράς κυττάρων του γεννητικού συστήματος, και, κατ’ επέκταση, την αναπαραγωγική υγεία. Το γεγονός ότι οι μοριακοί μηχανισμοί που ελέγχουν την πυρηνοφαγία έχουν διατηρηθεί όμοιοι εξελικτικά, ανάμεσα σε πολύ διαφορετικούς οργανισμούς, υποδεικνύει ότι αντίστοιχες διαδικασίες  διέπουν τη γήρανση και την αναπαραγωγή στον άνθρωπο. Τα ευρήματα αυτά αναμένεται ότι θα αξιοποιηθούν για την αντιμετώπιση νοσημάτων που χαρακτηρίζονται από κατάρρευση της αρχιτεκτονικής του πυρήνα, αλλά και της ανθρώπινης υπογονιμότητας.

Μελετώντας το φαινόμενο της γήρανσης, το εργαστήριό μας στο ΙΜΒΒ του ΙΤΕ, σε συνεργασία με επιστήμονες του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ του ΙΤΕ, και της Ιατρικής Σχολής του Εθνικού και Καποδιστριακού
Πανεπιστημίου Αθηνών, αποκαλύψαμε ένα νέο μοριακό μηχανισμό ρύθμισης του μεταβολισμού και της εναπόθεσης λιπιδίων στα κύτταρα, κατά τη γήρανση. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Aging Cell. Η έρευνα αυτή οδήγησε στην ανάπτυξη μιας νέας απεικονιστικής μεθόδου, η οποία επιτρέπει τον προσδιορισμό και τη μελέτη των λιπιδίων σε ζωντανά κύτταρα, χωρίς τις παρεμβάσεις τροποποίησης που παραδοσιακά απαιτούνται. Αυτή η μη παρεμβατική διαγνωστική τεχνολογία, που δεν διαταράσσει ούτε αλλοιώνει τα βιολογικά δείγματα, μπορεί να παρέχει απαντήσεις σε θεμελιώδη βιολογικά ερωτήματα που σχετίζονται με την εμβρυογένεση, τη διαφοροποίηση και τη λειτουργία των κυττάρων, τον κυτταρικό μεταβολισμό, την καρκινογένεση, και τη γήρανση. Η έρευνα αποκάλυψε ότι η ανεξέλεγκτη συσσώρευση λιπιδίων στον πυρήνα των κυττάρων αποτελεί κύριο χαρακτηριστικό της γήρανσης, καθώς επηρεάζει τη μορφολογία του πυρήνα και, κατ’ επέκταση, τη φυσιολογία ολόκληρου του οργανισμού. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν ότι ο περιορισμός του μεγέθους και του αριθμού των πυρηνικών λιπιδίων διασφαλίζει τη μακροπρόθεσμη διατήρηση της ομοιόστασης και της ακεραιότητας του πυρήνα των κυττάρων. Η νέα, συνδυαστική απεικονιστική μεθοδολογία που αναπτύχθηκε, καθώς και τα ευρήματα της μελέτης αναμένεται να αξιοποιηθούν για την πρόγνωση, την έγκαιρη διάγνωση και την αντιμετώπιση παθολογικών καταστάσεων που σχετίζονται με διαταραχές του μεταβολισμού (π.χ. παχυσαρκία, σακχαρώδης διαβήτης, κ.α.) και με τη γήρανση (καρκίνος, καρδιαγγειακές και νευροεκφυλιστικές ασθένειες, κ.α.), οι οποίες έχουν ως κοινό χαρακτηριστικό την εκτεταμένη συσσώρευση λιπιδίων και την κατάρρευση της αρχιτεκτονικής του πυρήνα των κυττάρων.

Ήδη, τα αποτελέσματα της έρευνας για τη γήρανση αξιοποιούνται από τον κλάδο της γηριατρικής, ο οποίος έχει αναπτυχθεί θεαματικά. Έτσι λοιπόν, έχουμε καταφέρει να αντιμετωπίσουμε αποτελεσματικότερα προβλήματα του γήρατος, κυρίως αυξάνοντας την ποιότητα ζωής σε μεγάλες ηλικίες, αλλά ακόμα και να αυξήσουμε το προσδόκιμο ζωής ανθρώπων που πάσχουν από ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση. Να έχουμε δηλαδή γήρανση ελεύθερη από παθολογικές καταστάσεις. Σε αυτή την περίπτωση, εκείνο που θα μπορούσαμε να πούμε με βεβαιότητα είναι ότι αυτό συμβάλλει σε θεαματική βελτίωση της ποιότητας ζωής των ατόμων της τρίτης ηλικίας.

Το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας

Η έρευνα είναι ίσως η πιο παγκοσμιοποιημένη ανθρώπινη δραστηριότητα, καθώς εκτείνεται πέρα από εθνικά σύνορα. Το γεγονός αυτό καθιστά τον τομέα ιδιαίτερα ανταγωνιστικό. Στην Ελλάδα είμαστε τυχεροί γιατί έχουμε κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα, όπως το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), που διακρίνεται διεθνώς για το κύρος και την επιστημονική αριστεία του. Το ΙΤΕ είναι το μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο της Ελλάδας. Διαθέτει 10 Ερευνητικά Ινστιτούτα, περισσότερα από 1.550 Μέλη, υπερσύγχρονες υποδομές, προσωπικό υψηλών δεξιοτήτων και εξειδίκευσης και πολυάριθμες διεθνείς διακρίσεις, μεταξύ των οποίων 37 εξαιρετικά ανταγωνιστικές χρηματοδοτήσεις από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας – ERC (τα περισσότερα στην Ελλάδα) και 180 Βραβεία Αριστείας Marie-Curie.

Το ΙΤΕ έχει καταγράψει σημαντικές, ιδιαίτερα ανταγωνιστικές ερευνητικές, παραγωγικές και χρηματοδοτικές επιτυχίες, ενώ κατατάσσεται 1ο μεταξύ των Ερευνητικών Κέντρων της Ελλάδας, σε ό,τι αφορά την ερευνητική παραγωγή, την
επιστημονική αριστεία αλλά και τη διεκδίκηση ανταγωνιστικών χρηματοδοτήσεων. Τα Ερευνητικά Ινστιτούτα του, με παρουσία σε Ηράκλειο, Ρέθυμνο, Χανιά, Πάτρα, Ιωάννινα και Αθήνα, δραστηριοποιούνται σε τομείς μεγάλου επιστημονικού, κοινωνικού και οικονομικού ενδιαφέροντος. Το Ίδρυμα διαθέτει Δομές σε Αθήνα, Θεσσαλονίκη, Πάτρα και Βόλο, όπως οι Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, ένας εκδοτικός οίκος υψηλής ποιότητας, το Επιστημονικό και Τεχνολογικό Πάρκο Κρήτης, μια θερμοκοιτίδα επιχειρηματικής δραστηριότητας και νεοφυών εταιρειών, καθώς και το Δίκτυο ΠΡΑΞΗ, μια υπηρεσία διαμεσολάβησης και μεταφοράς τεχνολογίας με σημαντική εμπειρία στη διασύνδεση των ερευνητικών δραστηριοτήτων. Είναι αξιοσημείωτο ότι σε λιγότερες από τέσσερις δεκαετίες, από την ίδρυσή του έως σήμερα, οι άνθρωποι του ΙΤΕ έχουν καταφέρει να κάνουν γνωστή τη Χώρα μας στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και να το αναδείξουν στο κορυφαίο ερευνητικό Ίδρυμα στην Ελλάδα και σε ένα από τα καλύτερα στην Ευρώπη.

Νεκτάριος Ταβερναράκης

Πρόεδρος, Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ)
Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο Κρήτης
Πρόεδρος, European Institute of Innovation and Technology (EIT)