Nenad Ban

Otkriće hrvatskog znanstvenika dovodi korak bliže lijekovima protiv raka

Ljerka Bratonja Martinović

 Otkriće vezano uz molekulu mTORC1, koja ima važnu ulogu u razvoju bolesti poput raka i dijabetesa, hrvatskog je znanstvenika Nenada Bana sa Švicarskog federalnog tehnološkog instituta u Zürichu ponovno plasiralo u sam vrh svjetske znanosti



Još se jedan hrvatski znanstvenik ovih dana može pohvaliti da je svjetsku znanost, a time i medicinu, približio otkrivanju lijeka za rak i niz drugih bolesti, uključujući sve rašireniji dijabetes. Otkriće vezano uz molekulu mTORC1, koja ima važnu ulogu u razvoju bolesti poput raka i dijabetesa, hrvatskog je znanstvenika Nenada Bana sa Švicarskog federalnog tehnološkog instituta u Zürichu ponovno plasiralo u sam vrh svjetske znanosti. Ban je, zajedno s kolegom Timom Maierom iz Biocentra u Baselu, u časopisu Science objavio članak u kojem objašnjava složenu strukturu mTORC1 kompleksa. Njihovo bi otkriće, kaže, moglo pomoći razvoju lijekova za niz danas neizlječivih bolesti. 


– Molekula mTORC1 je ciljni receptor rapamicina, lijeka koji se koristi da bi se potisnuo imunitet pacijentima koji su primili transplantirane organe, kako ih tijelo domaćina ne bi odbacilo. Rapamicin je otkriven početkom 1970-tih kao prirodan spoj kojeg produciraju bakterije pronađene u tlu na Uskršnjim otocima i od tada se korisiti kao lijek kada je potrebna imunosupresija. Naši rezultati objašnjavaju na koji način vezivanje rapamicina mijenja funkciju mTORC1 kompleksa. Vezivanje rapamicina mijenja  aktivni centar mTORC1 pa će zbog toga on modificirati drugi spektar proteina – objašnjava Ban.


Značajno istraživanje


Ban je uvjeren da će njihovo otkriće utjecati na otkrivanje novih spojeva kako bi se proširilo djelovanje rapamicina ili smanjile neželjene popratne pojave lijeka. 




– Naše otkriće neće promijeniti način na koji se rapamicin primjenjuje, ali bi moglo utjecati na otkrivanje novih spojeva kao varijante rapamicina s promijenjenim djelovanjem ili s manje nepoželjnih popratnih pojava kod korištenja tog lijeka – veli Ban. 



Nenad Ban, od 2007. godine redoviti profesor strukturne molekularne biologije na švicarskom Federalnom tehničkom institutu u Zürichu (ETH), rodio se u Zagrebu 3. svibnja 1966. Završio je studij biologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Stekao je doktorat znanosti na sveučilištu California u Riversideu, a 1995. već je bio kristalografski stručnjak s više od deset radova u vrhunskim časopisima. Posvetio se procesu translacije genetske poruke ili, rečeno biokemijskim rječnikom, biosintezi proteina, što ga je ujesen 1995. dovelo na Odjel molekularne biofizike i biokemije Sveučilišta Yale, odnosno u laboratorij profesora Thomasa Steitza. Tamo je započeo rad na strukturi velike ribosomske podjedinice, najveće i najsloženije biološke strukture s kojom se neki kristalograf ikada uhvatio u koštac, a sadržava oko sto tisuća atoma. Struktura je bila riješena u proljeće 2000., pružila je prvi uvid u građu neke stanične ribonukleoproteinske čestice, a smatra se prekretnicom u istraživanju sinteze proteina. Za to je otkriće dobio  nagradu Američkog društva za unapređenje znanosti. 


Na ETH-u u Zürichu Ban radi od 2000. kao profesor strukturne molekularne biologije. Biokemijskim, elektronskomikroskopskim i kristalografskim metodama istražuje ribosome, velike enzime i druge stanične supramolekularne strukture. Banova grupa mlada je i produktivna – tijekom devet godina objavila je 13 radova u časopisima Nature i Science. U proteklih nekoliko godina Banov je znanstveni tim razriješio strukturu ribosoma u višim organizmima, od kvasaca do čovjeka,  a uspjeli su i dešifrirati strukturu mitohondrijskog ribosoma, što je put prema razvoju novih, učinkovitih antibiotika. 



Krajem 1970-ih godina, Mike Hall sa Sveučilišta Basel otkrio je da rapamicin djeluje tako da se veže na mTORC1 molekulu koja regulira stanični rast. Molekula mTORC1 kontrolira rast stanice tako da modificira razne proteine i na taj način regulira njihovu aktivnost. Na taj način će mTORC1, na primjer, stimulirati sintezu proteina ili potaknuti razgradnju određenih staničnih dijelova, ovisno o potrebama stanice. Istraživanje ove molekule stoga je vrlo značajno za mogućnost liječenja niza bolesti koje ovise o ovim staničnim aktivnostima.– S obzirom da je mTORC1 toliko važan za stanični rast, danas postoji nekoliko lijekova koji se vežu na mTORC1  i koji se koriste za tretman određenih tipova tumora. Naši rezultati bi mogli pomoći da se objasni mehanizam djelovanja takvih lijekova i da se potakne razvoj novih lijekova koji bi se dizajnirali koristeći se informacijama o strukturi. Zanimljivo je da mTORC1 ima ulogu i u razvoju mnogih drugih bolesti, poput dijabetesa i neurodegenerativnih bolesti te je važan u procesu starenja. Mnogi laboratoriji diljem svijeta danas proučavaju na koji bi se način razni spojevi koji modificiraju mTORC1 funkciju mogli koristiti kao lijekovi – tumači ugledni znanstvenik.

Nova dimenzija


Istraživanja koja se danas provode u svjetskim laboratorijima ipak će nakon ovog otkrića dobiti novu dimenziju. Njegovi će rezultati, kaže Ban, pridonijeti mogućnosti istraživanja baziranih na strukturi mTORC1 kompleksa, što dosad nije bilo moguće. 


– Strukturalna informacija je jako bitna da bi se interpretirali rezultati eksperimenata i da bi se bolje zamislili novi eksperimenti. U mom laboratoriju nastavit ćemo istraživati mTORC1 kompleks i način na koji je njegova aktivnost regulirana u stanici. Na primjer, poznati su razni faktori, proteini, koji se vežu na mTORC1 i reguliraju njegovu aktivnost, a mi ćemo proučavati gdje se te molekule vežu i kako bi to vezivanje moglo promijeniti funkciju mTORC1. Takvi rezultati bit će korisni za buduće proučavanje mTORC1 kompleksa kao ciljne molekule raznih lijekova, i to protiv tumora, dijabetesa, kardiovaskularnih bolesti, kao i neurodegenerativnih oboljenja  – zaključuje Ban.