Istraživanje dr Isidore Rovčanin Dragović donijelo novu nadu u borbi protiv Alchajmera i svjetsko priznanje
Alchajmerova bolest (AB) počinje tiho, traje godinama prije nego što se jasno klinički manifestuje i za sada se ne može izliječiti. U neizbježnosti fatalnog ishoda, jednom kada bolest počne, borba protiv nje je zapravo borba za njeno rano prepoznavanje i to je jedan od najvećih izazova savremene medicine. Doktorska disertacija dr Isidore Rovčanin Dragović, odbranjena na Univerzitetu Crne Gore (UCG) jula 2024, daje inovativan doprinos globalnim naporima u nauci da se identifikuju biomarkeri koji bi mogli otkriti bolest i prije nego što se pojave simptomi.
U okviru multidisciplinarnog istraživanja dr Rovčanin Dragović je povezala dvije naizgled različite bolesti - Alchajmerovu bolest i kolorektalni karcinom (CAC), kroz zajednički molekularni jezik - mikroRNK molekule (miRNK ili miR). Upravo ovako inovativan dizajn donosi nova saznanja o molekularnim mehanizmima AB, kao i mogućnost da se kroz jednostavnu analizu krvi identifikuju pojedinci koji su u riziku da manifestuju bolest. Ukupno, istraživanjem su identifikovana tri potencijalna biomarkera AB: miR-146a, miR-155 i miR-101.
Danas je više od 50 miliona ljudi širom svijeta pogođeno ovom bolešću, koja je odgovorna za oko 70% svih slučajeva demencije. Kako se očekivani životni vijek produžava, predviđa se da će do 2050. godine broj oboljelih porasti na čak 139 miliona.
Problem je u tome što bolest napreduje tiho i sporo, navodi dr Isidora Rovčanin Dragović. Kada postane vidljiva kroz gubitak pamćenja i kognitivnih funkcija – često je već kasno. Zapravo, AB je kontinuum koji traje decenijama, od asimptomatske faze do demencije. Kod oko 30% ljudi, bolest postoji na neuropatološkom nivou i prije nego što se bilo šta primijeti. Nedostatak efikasnih i pristupačnih metoda za rano otkrivanje bolesti jedan je od ključnih razloga što mnogi slučajevi ostaju nedijagnostikovani ili pogrešno klasifikovani. Klinički testovi imaju ograničenja, a trenutno dostupni biomarkeri se dobijaju invazivnim procedurama poput lumbalne punkcije ili uz pomoć skupih i rijetko dostupnih metoda poput PET skeniranja. Paradoksalno, od 2021. postoji terapija (dostupna i u Evropi od novembra 2024.), za koju se smatra da će modifikovati tok bolesti, ali njena primjena zavisi od pravovremene i biološki jasno definisane dijagnoze – što nije široko dostupno.
Dakle, zbog svega navedenog, jedan od najvećih aktuelnih izazova neuronauka i neurologije je razvoj biomarkera kojima bi se dijagnoza AB mogla postaviti u pretkliničkoj fazi, ali jednostavno i neinvazivno, idealno iz uzorka krvi. Upravo je to bio pravac istraživanja dr Isidore Rovčanin Dragović za doktorsku disertaciju.
Otkriće potencijalnih biomarkera donosi priznanje na svjetskoj neurološkoj konferenciji
U mnoštvu istraživanja sa zadatkom da se identifikuje novi biomarker rane faze AB, dr Rovčanin Dragović u svojoj studiji pristupa temi iz drugačijeg ugla: koristi naučne dokaze da ljudi koji boluju od AB rjeđe obolijevaju od karcinoma i obrnuto. Ovaj inverzni odnos postoji, ali još uvijek nije objašnjen na patofiziološkom odnosno molekularnom nivou. U potrazi za odgovorima, ova multidisciplinarna studija se fokusira na male nekodirajuće genetske fragmente, mikroRNK molekule koje imaju moć da utiču na kodirajući dio genoma. Svaka miRNK reuliše ekspresiju na stotine gena i time utiče na mnoštvo fundamentalnih bioloških procesa. Poznato je da su ove molekule uključene u patogenezu i Alchajmerove bolesti i karcinoma, ali se u ovoj studiji postavlja hipoteza, da bi miRNK mogle biti i biološka okosnica inverzne povezanosti ovih bolesti, kao i da bi tako inovativan pristup mogao rezultirati otkrivanjem novog biomarkera AB.
Diskusija u disertaciji se stoga odvija u dva navedena pravca. U prvom dijelu, najznačajniji rezultat bio je otkriće povišenih vrijednosti ekspresije miR-146a i miR-155 kod dijela zdravih dobrovoljaca. Kod njih je objektivnim testovima otkriveno da uprkos negiranju kognitivnih smetnji, imaju blago kognitivno oštećenje koje nije imalo jasno medicinsko objašnjenje, stoga su uključeni u molekularno-biološko istraživanje. Povećana ekspresija navedenih molekula je dokazano povezana sa ranom inflamacijom u AB, što je upućivalo da bi upravo AB mogla biti u osnovi slučajno otkrivenog kognitivnog deficita kod pojedinaca koji su se osjećali fizički i mentalno zdravim. Specifičnom statističkom analizom je potvrđen značajan dijagnostički potencijal ovih molekula, te zaključeno da bi miR-146a i -155 mogle služiti u detekciji bolesti u ranoj fazi, odnosno identifikovanju pojedinaca koji su u riziku da manifestuju AB. Za ovaj rad je dr Rovčanin Dragović sa istraživačkim timom dobila nagradu na svjetskoj neurološkoj konferenciji, CONy 2022.
Dalje je istraživan značaj ovog rezultata kroz analizu ekspresije ovih miRNK kod pacijenata sa već dijagnostikovanom AB. Očekivalo se da bi mogla biti u u korelaciji sa stepenom kognitivnog oštećenja, međutim, nije dobijen očekivan obrazac njihove ekspresije. Temeljna analiza literature, međutim, pokazuje da upravo takav nalaz predstavlja klinički korelat eksperimentalnih bazičnih studija o djelovanju miR-146a i -155 u procesu neuroinflamacije u AB, kakav se prethodno nije mogao naći u literaturi. Dakle, analiza molekularno biološkog statusa već dijagostikovanih pacijenata potvrđuje da bi miR-146a i -155 mogle služiti kao visoko senzitivan i specifičan test za rano otkrivanje pojedinaca koji su u riziku da manifestuju AB.
MiR-101: molekul koji povezuje Alchajmerovu bolest i kolorektalni karcinom
U drugom dijelu istraživanja, testirana je hipoteza o inverznoj biološkoj povezanosti AB i CAC, i otkriven nivo ekspresije mikroRNK-101 koji podržava tu pretpostavku. Pokazalo se da je nivo miR-101 bio statistički značajno viši kod osoba sa AB u odnosu na one sa karcinomom, dok su kod zdravih ispitanika, vrijednosti bile na sredini tog opsega. Ovaj nalaz je zanimljiv jer većina dosadašnjih studija bilježi smanjen nivo miR-101 u AB, što se tumači kao gubitak njenog prirodnog inhibitornog efekta na amiloid-prekursor protein (APP) gen, čija prekomjerna aktivnost dovodi do akumulacije amiloida - glavnog obilježja bolesti. Međutim, u ovom istraživanju je formulisana nova hipoteza: da povećanje miR-101 zapravo može predstavljati odbrambeni mehanizam, kojim organizam pokušava da ograniči štetne efekte pokrenute porastom ekspresije APP gena. Dodatna analiza kroz stadijume AB pokazuje da je ekspresija miR-101 zapravo u porastu samo u ranoj fazi, koju upravo karakteriše intenzivan APP metabolizam, što potvrđuje pretpostavku autorke. U naprednoj fazi bolesti, međutim, ekspresija ove molekule se značajno smanjuje, što bi mogla biti logična posljedica progresije bolesti, kada kompromitovana sinaptička transmisija dokazano vodi smanjenju APP metabolizma. Stoga konačno, dr Rovčanin Dragović predlaže novi mehanistički koncept, da miR-101 u AB funkcioniše kao dio mehanizma negativne povratne sprege, što predstavlja novu naučnu hipotezu. Ovo implicira i potencijalnu kliničku primjenu miR-101, kao biomarkera progresije AB, kao i u praćenju efekata nove, amiloid-redukujuće terapije koja modifikuje tok bolesti.
Sa druge strane, rezultati istraživanja su u skladu sa poznatim podacima o smanjenoj ekspresiji miR-101 u karcinomu, gdje ona ima dokazanu ulogu u tumorskoj supresiji. Uzimajući u obzir i demonstrirani mehanizam djelovanja miR-101 kroz stadijume AB, dolazi se do cjeline koja objašnjava, odnosno podržava hipotezu o inverznoj biološkoj vezi AB i karcinoma: dok organizam kroz porast miR-101 ekspresije pokušava da uspori razvoj AB u ranoj fazi, ova miRNK bi manifestovala izraženiju onkosupresivnu ulogu, potencijalno štiteći ove pojedince od razvoja kancera.
Tri potencijalna biomarkera i dvostruki doprinos: nauci i javnom zdravlju
Doktorska disertacija “Nova metoda za stratifikovanje rizika za obolijevanje od Alchajmerove bolesti kod pacijenata u Crnoj Gori” realizovana je u okviru nacionalnog projekta “DEMONSTRATE”, u saradnji sa istraživačima Instituta za biomembrane, bioenergetiku i molekularne biotehnologije u Bariju. Mentor i komentor su prof. dr Nataša Popović i prof. dr Milica Martinović sa Medicinskog fakulteta UCG, a jedan od ključnih istraživača na projektu, naučni saradnik, dr Maša Ždralević iz Instituta za napredne studije UCG. Istraživanjem su identifikovana tri potencijalna biomarkera Alchajmerove bolesti - miR-146a, miR-155 i miR-101, što ima globalni naučni značaj. Rezultati su predstavljeni na svjetskim konferencijama i objavljeni u vodećim međunarodnim časopisima. Dodatnu vrijednost radu daje i činjenica da se ekspresija ovih molekula može određivati neinvazivno – iz krvne plazme, što otvara prostor za široku kliničku primjenu. Osim toga, ponuđeno je jedno od rijetkih mogućih molekularnih objašnjenja zašto osobe sa AB imaju manji rizik od razvoja karcinoma. Višestruki doprinos postoji i na nacionalnom nivou. Istraživanje pokazuje da određeni broj pojedinaca sa kognitivnim deficitom u crnogorskoj populaciji nije prepoznat. Ukazano je na potrebu rutinske primjene neuropsiholoških skrining testova kod starije populacije u Crnoj Gori, te da bi zajedno sa navedenim molekularnim markerima, mogli postati rutinska sredstva za skrining opšte populacije u kontekstu AB. Od posebnog značaja je i činjenica da prije ove studije u Crnoj Gori nije postojala laboratorija osposobljena za određivanje ekspresije miRNK iz plazme, kao i to da je ovo prva doktorska disertacija na UCG pisana na engleskom jeziku i prva odbrana disertacije na Medicinskom fakultetu sa internacionalnom, dvojezičnom komisijom.
(U nastavku je izjava dr Isidore Rovčanin Dragović data na ceremoniji održanoj povodom Dana Univerziteta Crne Gore, kada su promovisani doktori nauka)