Νίκος Λούρος - Mοριακοί μηχανισμοί συσσωμάτωσης πρωτεϊνών ως μεθόδοι για την ανάπτυξη βιοτεχνολογικών και θεραπευτικών εφαρμογών

Περίληψη

Η εγγενής αυτοσυγκρότηση πρωτεϊνικών μορίων, είτε οργανωμένη (σχηματισμός αμυλοειδών ινιδίων) είτε άμορφη, έχει αναδειχθεί ως η βασική αιτία για την πρόκληση ενός αυξανόμενου αριθμού σημαντικών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των βασικών νευροεκφυλιστικών ασθενειών (π.χ. νόσος Parksinson’s και Alzheimer’s), του διαβήτη τύπου ΙΙ, της αθηροσκλήρωσης, ακόμα και συγκεκριμένων μορφών καρκίνου μεταξύ άλλων, που υπολογίζεται να αφορούν συνολικά πάνω από 500 εκατομμύρια ανθρώπους έως το 2030 . Η μελέτη των μοριακών μηχανισμών που διέπουν τόσο την αυτοσυγκρότηση όσο και τις ετερόλογες αλληλεπιδράσεις των πρωτεϊνικών συσσωματωμάτων είναι μείζονος σημασίας για την κατανόηση και την αντιμετώπιση αυτής της περίπλοκης κατηγορίας ασθενειών, ωστόσο μπορεί ταυτόχρονα να υποστηρίξει την ανάπτυξη νέων υπολογιστικών εργαλείων, καθώς και να αναδείξει νέες βιοτεχνολογικές μεθόδους για τον σχεδιασμό θεραπευτικών αναστολέων και βιομορίων που στοχεύουν στην απενεργοποίηση ιϊκών και βακτηριακών στελεχών με χρήση στοχευμένης πρόκλησης συσσωμάτωσης πρωτεϊνών.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή

Το ερευνητικό μου ενδιαφέρον εστιάζεται στη διεπαφή της μοριακής βιοφυσικής, της δομικής βιολογίας και της υπολογιστικής βιολογίας, με επίκεντρο την κατανόηση των θεμελιωδών ιδιοτήτων των πρωτεϊνών που σχετίζονται με στερεοδιαταξικές ασθένειες (π.χ. Alzheimer’s, type II diabetes and more) καθώς και πολύπλοκες βιολογικές διεργασίες (σχηματισμός βιοϋμενίων, προστατευτικές δομές σε ωοκύτταρα, δράση και αποθήκευση ορμονών κ.α.), με στόχο την προώθηση βιοτεχνολογικών εφαρμογών. Υπήρξε ένας ξεκάθαρος τριπλός άξονας που μπορεί να καθορίσει το ενδιαφέρον μου για την μελέτη της αναδίπλωσης, της σταθερότητας και της συσσώρευσης πρωτεϊνών: (1) κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που προάγουν την αυτοσυγκρότηση πρωτεϊνών που σχετίζονται με παθολογικές καταστάσεις και λειτουργικές δραστηριότητες, (2) ανάπτυξη νέων βιοτεχνολογικών εφαρμογών που βασίζονται σε μηχανισμούς συσσωμάτωσης, (3) η ανάπτυξη πρωτότυπων πειραματικών και υπολογιστικών μεθοδολογιών.

Ανέλαβα το διδακτορικό μου, ταυτόχρονα με το MSc στη Βιοπληροφορική, στο Τμήμα Κυτταρικής Βιολογίας και Βιοφυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών (2011-2016) υπό την εποπτεία των Καθ. Σ. Χαμόδρακα και Αναπ. Καθ. Β. Οικονομίδου, όπου μελέτησα πολύπλοκους μηχανισμούς συσσωμάτωσης πρωτεϊνών, ένα έργο που μεταφράστηκε σε 15 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά (οι 11 ως πρώτος συγγραφέας). Συνέχισα ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Switch Lab (Department of Cellular and Molecular Medicine στο KU Leuven, VIB Centre of Brain and Disease Research). Υπό την καθοδήγηση των Καθ. Joost Schymkowitz και Frederic Rousseau επικεντρώθηκα στις ετερόλογες αλληλεπιδράσεων αμυλοειδών συσσωματωμάτων (περισσότερες από 10 δημοσιεύσεις σε περιοδικά υψηλού αντίκτυπου, συμπεριλαμβανομένων των EMBO J (x2), Nature Communications και άλλων). Το πρόσθετο ενδιαφέρον μου για την ανάπτυξη σημαντικών βιοτεχνολογικών εφαρμογών, μεταφράστηκε σε ενεργές πατέντες για το σχεδιασμό δομικών αναστολέων σε μείζονες νευροεκφυλιστικές διαταραχές (x2) και στην ανάπτυξη της μεθόδου στοχευμένης συσσωμάτωσης πρωτεϊνών ως θεραπευτικής πλατφόρμας που εφαρμόστηκε για την παραγωγή νέων ισχυρών αντι-βακτηριακών και αντι-ιικών μορίων (Nature Communications (x2)). Ταυτόχρονα, συνέβαλα στην παραγωγή πρωτότυπων πειραματικών μεθόδων για τη μελέτη της σταθερότητας και της συσσωμάτωσης πρωτεϊνών (πρότυπο AFM-IR-επιφθορισμού, Lab-on-chip μέθοδοι), καθώς και ένα ισχυρό υπολογιστικό οπλοστάσιο (WALTZ-DB, StAmP-DB, Cordax) που διατηρεί πολλαπλές εμπορικές άδειες (π.χ. Aelin Therapeutics), είναι διαθέσιμο δωρεάν στην ακαδημαϊκή κοινότητα (4 δημοσιεύσεις ως πρώτος συγγραφέας σε περιοδικά υψηλού αντίκτυπου) και έχει έκτοτε προωθήσει την ανάπτυξη νέων εργαλείων πρόγνωσης.

Τέλος, η θέση μου ως χειριστής της μονάδας core-like facility Μοριακής Βιοφυσικής στο KU Leuven, από το 2017, μου έδωσε τη μοναδική ευκαιρία να καλλιεργήσω τις συνεργατικές μου δεξιότητες με επιστήμονες με διαφορετικά υπόβαθρα και ερευνητικά ενδιαφέροντα, όπως για παράδειγμα της μελέτης του μονοπατιού μετάδοσης πόνου με τη μεσολάβηση του υποδοχέα TRPM3, της επαναχρησιμοποίησης φαρμάκων που στοχεύουν στην παρεμπόδιση της μεταβολικής επανασύνδεσης καρκινικών κυττάρων, καθώς και στην μελέτη μονοπατιών απόπτωσης (Bcl-protein pathways). Αυτές οι συνεργασίες οδήγησαν σε κοινές δημοσιεύσεις σε περιοδικά υψηλού αντίκτυπου όπως το Nature Cell Death and Differentiation, το PNAS, το Molecular Cancer Therapeutics και το Biomacromolecules μεταξύ άλλων.