Zaburzenia ekspresji genów leżą u podłoża wielu chorób autoimmunologicznych oraz nowotworów. Dr Paweł Trzaskoma, kierownik nowej pracowni w Instytucie Nenckiego, chce dotrzeć do źródła tych nieprawidłowości, sprawdzając co dzieje się podczas transkrypcji, czyli odczytywania informacji zapisanej w DNA. Lepsze poznanie podstawowych mechanizmów działania komórek może w przyszłości wskazać nowe cele terapeutyczne i rozwijać precyzyjne strategie leczenia.

W ludzkim organizmie są tysiące genów, a ich aktywność nie jest stała. Mogą się uruchamiać co jakiś czas, np. co kilka dnia, wskutek czego powstają cząsteczki RNA. To tak zwana transkrypcja kontrolowana m.in. przez białka zwane czynnikami transkrypcyjnymi. Jeśli w wyniku mutacji białko to staje się nadmiernie aktywne, może doprowadzić do wzrostu poziomu RNA, a więc zwiększonej ekspresji regulowanych przez siebie genów. Sam wzrost poziomu RNA można stosunkowo łatwo zmierzyć. Znacznie trudniej ustalić dlaczego do tego doszło. 

– Widzimy, że w komórce z daną mutacją powstaje więcej RNA, ale ten wynik nie mówi nam jeszcze, z czego to wynika. Chcemy sprawdzić, czy zwiększyła się częstotliwość epizodów aktywności genu, a może zwiększyła się ich wydajność, prowadząc do wzrostu produkcji RNA. Lub to i to. Pozwoli nam to ustalić, który element regulacji genu zostaje zaburzony przez określoną mutację i gdzie można będzie przeprowadzić modyfikacje terapeutyczne wpływające na proces transkrypcji – wyjaśnia dr Paweł Trzaskoma. Ma to niebagatelne znaczenie, bo w kolejnym kroku pracy komórki (podczas tzw. translacji), na podstawie informacji zawartej w RNA powstaje określone białko, którego nadmiar może prowadzić m.in. do rozwoju choroby autoimmunologicznej.  

Sekwencjonowanie i zaawansowana mikroskopia

Dr Paweł Trzaskoma to laureat Międzynarodowego Konkursu na stanowisko group lidera w Instytucie Nenckiego prowadzonego przez Międzynarodową Radę Doradczą Instytutu. Po doktoracie w Instytucie Nenckiego wyjechał do Stanów Zjednoczonych. Przez siedem lat pracował w jednej z najlepszych amerykańskich jednostek badań medycznych - National Institutes of Health, gdzie rozwijał kompetencje w metodach sekwencjonowania RNA.  Do powrotu do Polski zachęciły go m.in. możliwości zaawansowanej mikroskopii dostępne w Instytucie Nenckiego.

- Połączenie jego unikalnej ekspertyzy z wyjątkową infrastrukturą oraz doświadczeniem naszego Instytutu otwiera przed dr. Pawłem Trzaskomą nowe możliwości rozwoju i pozwala mu realizować ambitne, przełomowe badania naukowe na najwyższym światowym poziomie w środowisku, które oferuje wyjątkowe warunki do prowadzenia tego rodzaju prac - mówi prof. Agnieszka Dobrzyń, dyrektor Instytutu Nenckiego. 

Od obserwacji klinicznej do laboratorium

Dr Trzaskoma ma nadzieję, że jego nowa pracownia - dzięki bliskiej współpracy biologów molekularnych z lekarzami - stanie się miejscem badań nad molekularnym podłożem wciąż słabo poznanych schorzeń. Dr Trzaskoma bierze na warsztat m.in. disabling pansclerotic morphea – ultrarzadką systemową chorobę autozapalną charakteryzującą się m.in. problemami z gojeniem się ran oraz atrofią mięśni. Może ona być spowodowana mutacjami w genie STAT4, który koduje jeden z czynników transkrypcyjnych. 

– Praca w NIH, w największym na świecie szpitalu w całości poświęconym badaniom klinicznym, pokazała mi z bliska, jak dużą wartość ma bezpośrednia współpraca lekarzy z naukowcami. Jeśli u pacjenta zostaje wykryta nowa, wcześniej niepoznana mutacja, możemy stworzyć jej model komórkowy, a potem sprawdzić, co dokładnie zmienia ona w działaniu genów, co z kolei jest kluczowe w identyfikacji skutecznych metod leczenia. Chciałbym, żeby lekarze oraz biolodzy molekularni częściej pracowali razem i patrzyli na te same problemy z różnych perspektyw – mówi dr Trzaskoma.