Εδραιώνεται δυναμικά στη νοτιοανατολική Ευρώπη η κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία (Cryo-EM), μια από τις πιο προηγμένες τεχνολογίες απεικόνισης για τη μελέτη βιολογικών μορίων, με τη δημιουργία του πρώτου εξειδικευμένου εργαστηρίου στο Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών (ΕΙΕ).
Το εν λόγω έργο, το οποίο έχει χαρακτηριστεί διεθνώς ως «επανάσταση» στη δομική βιολογία, κατοχυρώνεται ακόμα περισσότερο χάρη στην ηγεσία του Έλληνα καθηγητή Παναγιώτη Καστρίτη, ο οποίος διακρίνεται διεθνώς στον τομέα της Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Χάλλε-Βιτεμβέργης.
Το νέο εργαστήριο εξοπλίζεται με τέσσερα υπερσύγχρονα Cryo-EM μικροσκόπια – τα Krios G4, Aquilos 2, Talos L120C (S)TEM και Spectra 200 (S)TEM – με τις σχετικές συμβάσεις προμήθειας να έχουν ήδη υπογραφεί, ενώ οι απαραίτητες ανακαινίσεις βρίσκονται σε εξέλιξη.
Ενταγμένο στο υπό δημιουργία Κέντρο Αριστείας Theranostics του ΕΙΕ, το εργαστήριο θα συμβάλει σημαντικά στην καινοτομία και την έρευνα για τη διάγνωση και θεραπεία του καρκίνου, στηριζόμενο σε χρηματοδότηση από το Ταμείο Ανάκαμψης.
Η επανάσταση της Cryo-EM στην έρευνα
Η κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία αποτελεί τεχνική που τιμήθηκε με Νόμπελ και άλλαξε ριζικά τον τρόπο μελέτης των μορίων. Μέχρι πρόσφατα, η παρατήρηση πρωτεϊνών ή ιδιαίτερα πολύπλοκων μοριακών μηχανισμών ήταν ιδιαιτέρως απαιτητική.
Το Cryo-EM δίνει πλέον τη δυνατότητα στους επιστήμονες να εξετάζουν με ασύγκριτη λεπτομέρεια βιολογικά δείγματα που έχουν καταψυχθεί ταχύτατα σε υγρό άζωτο, εκμεταλλευόμενοι ισχυρούς ηλεκτρομαγνητικούς φακούς.
Οι συλλεγόμενες εικόνες συνδυάζονται μέσω εξειδικευμένου λογισμικού, αποκαλύπτοντας την τρισδιάστατη δομή των βιομορίων σε ατομικό επίπεδο. Στρατηγικός στόχος αυτής της προσπάθειας είναι η εις βάθος κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τα κύτταρα.
Με ευρωπαϊκή στήριξη της ERA Chair, ο καθηγητής Καστρίτης ανέλαβε τον σχεδιασμό και την υλοποίηση του εργαστηρίου Cryo-EM στο ΕΙΕ, συγκροτώντας μια διεπιστημονική ομάδα που ασχολείται με την προετοιμασία και την ανάλυση των δειγμάτων.
Η ομάδα μεταφέρει πρακτική εμπειρία από το αντίστοιχο εργαστήριο στη Γερμανία, ενισχύοντας τη διασύνδεση και τη συνεργασία του ελληνικού κέντρου με διεθνή ερευνητικά ιδρύματα. Όπως επισημαίνει ο κ. Καστρίτης, «η εξωστρέφεια είναι απίστευτα σημαντική για αυτήν την τόσο ακριβή και πολύτιμη τεχνολογία, που θα έρθει στην Ελλάδα».
Επιστημονικό υπόβαθρο και διεθνής σταδιοδρομία
Ο Παναγιώτης Καστρίτης ξεκίνησε την επιστημονική του πορεία από το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, με έμφαση στη Μοριακή Βιοφυσική και καθοδήγηση από πρωτοπόρους του κλάδου, όπως ο καθηγητής Σταύρος Χαμόδρακας.
Η πρώτη χρηματοδότηση για έρευνα προήλθε κατά τη διάρκεια της διπλωματικής του εργασίας, με πρακτική σε εργαστήριο Φασματοσκοπίας Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) στο Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης, όπου και ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στην υπολογιστική δομική βιολογία – διακεκριμένο ως το καλύτερο διδακτορικό στο Κέντρο Βιομοριακής Έρευνας Bijvoet το 2012.
Μεταδιδακτορικά, ο Καστρίτης εργάστηκε στο ευρωπαϊκό εργαστήριο μοριακής βιολογίας (EMBL) στη Χαϊδελβέργη, όπου εξελίχθηκε περαιτέρω η τεχνολογία Cryo-EM. Εκεί ήταν μάρτυρας της μετάβασης από τις κλασικές τεχνικές – όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ και το NMR – σε μια νέα εποχή απεικόνισης μορίων, με τη Cryo-EM να ανοίγει ορίζοντες για την ανάλυση μορίων που προηγουμένως θεωρούνταν αδύνατον να μελετηθούν με ακρίβεια.
Τεχνολογικές εξελίξεις και διεθνείς διακρίσεις
Αξιοσημείωτο είναι ότι, αν και η μέθοδος Cryo-EM ήταν γνωστή από τη δεκαετία του 1960, η καταλυτική πρόοδος επήλθε τα τελευταία χρόνια με τη βελτίωση της σταθερότητας των μικροσκοπίων, την υιοθέτηση νεότερων τεχνολογιών στις κάμερες, και την πρόοδο στο hardware και τις κάρτες γραφικών.
Ταυτόχρονα, η σχεδόν πλήρης αυτοματοποίηση της παρασκευής δειγμάτων έφερε πραγματική επανάσταση – κάτι που αναγνωρίστηκε και με τη βράβευση με το Νόμπελ Χημείας το 2017 στους επιστήμονες που εξέλιξαν καθοριστικά τη μέθοδο.
Από το 2018, ο Παναγιώτης Καστρίτης έχει διαχειριστεί πολυεκατομμυριαία χρηματοδότηση στη δημιουργία του εργαστηρίου Cryo-EM του Πανεπιστημίου Χάλλε-Βιτεμβέργης, κατακτώντας σημαντική διεθνή αναγνώριση, ενώ από το 2023 δρα και ως επισκέπτης ερευνητής στο ΕΙΕ, όπου διευθύνει το έργο της εισαγωγής της τεχνολογίας στην Ελλάδα με ευρωπαϊκή χρηματοδότηση ύψους 2,5 εκατ. ευρώ.
Κυτταρική πολυπλοκότητα και καινοτομία στη βιολογία
Συνοψίζοντας την εμπειρία του, ο Καστρίτης δηλώνει: «Το κύτταρο ουσιαστικά για μένα είναι ένα σύνολο. Αυτή η απίστευτη πολυπλοκότητα του κυττάρου είναι δυσνόητη όταν είσαι φοιτητής. Ακόμα και σήμερα, όμως, δεν γνωρίζω περισσότερα επί του συνόλου του.
Μπορεί να καταλαβαίνεις ότι οι μαθηματικές εξισώσεις και οι πειραματικές μέθοδοι μπορούν να προβλέψουν και να αναλύσουν κάποια πράγματα, αλλά τελικά όλη αυτή η πολυπλοκότητα του κυττάρου παραμένει και πάλι ένα αναπάντητο ερώτημα. Πλέον όμως, αυτή την πολυπλοκότητα μπορούμε να την προσεγγίσουμε συστηματικά σε όλο και μεγαλύτερο βαθμό. Είναι απίστευτη η διαφορά κατανόησης βιολογικών μακρομορίων και των δράσεών τους με την κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία».
Η κατανόηση της δομής των κυττάρων μέσω Cryo-EM όχι μόνο ενισχύει την επιστημονική γνώση, αλλά παρέχει βάση για την αντιμετώπιση πολύπλοκων ασθενειών όπως ο καρκίνος και το Αλτσχάιμερ. Όπως τονίζει ο ίδιος: «Η κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία είναι ένας τελείως καινούριος τρόπος να προσπαθείς να καταλάβεις τη λειτουργία του κυττάρου.
Αυτό που κάνω μέσα από την έρευνά μου είναι να παίρνω κύτταρα, να τα "σπάω" και να βλέπω τι έχουν μέσα, δηλαδή να κατανοήσω πώς είναι τα περιεχόμενα του κυττάρου και τι δομή έχουν.
Κάθε εικόνα που λαμβάνουμε, κάθε δομή που λύνουμε, αποκαλύπτει τελείως καινούρια γνώση για τη λειτουργία του κυτταρικού μεταβολισμού. Θέλω μέσα από την έρευνά μου να κατανοήσω τη δομή της ζωής. Και μέσα από αυτή την κατανόηση, σε συνεργασία με άλλους βιολόγους πιο εξειδικευμένους στα ιατρικά ή βιοτεχνολογικά θέματα, προχωρούμε στην επίλυση αναπάντητων ερωτημάτων γύρω από τον καρκίνο, το Αλτσχάιμερ ή άλλες ασθένειες».
Ακολουθήστε το Business Daily στο Google news
