Kako onesnažila in nečistoče v hrani in zdravilih vplivajo na naše zdravje?

Doc. dr. Alja Štern je znanstvena sodelavka na oddelku za genetsko toksikologijo in biologijo raka na Nacionalnem inštitutu za biologijo.

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Ena mojih najljubših »igrač« v laboratoriju je bioreaktorski sistem za gojenje celic v 3D-obliki pod dinamičnimi pogoji. Klasični način gojenja celic v laboratoriju vključuje njihovo kultivacijo na gojitvenih ploščah, kjer rastejo v enem sloju oziroma v 2D-obliki, kar pa je seveda svetlobna leta daleč od razmer, ki jih imajo celice v živem organizmu. V zadnjem času pri poskusih pogosto uporabljamo napredne in vitro tridimenzionalne celične modele, kjer celice gojimo v obliki kroglic ali sferoidov. Celice v sferoidih so veliko bolj podobne celicam v tkivih, saj zaradi medsebojne bližine ohranjajo tkivno značilno obliko, medcelične povezave in komunikacijo, s tem pa tudi svoje fiziološke značilnosti. Gojenje sferoidov pod dinamičnimi pogoji, v nasprotju s statičnimi, kjer sferoidi »ležijo« v celičnem mediju na dnu jamic, omogoča boljše prehajanje hranil, plinov in odpadnih produktov med celicami v sferoidu in medijem, v katerem jih gojimo. Sferoidi pod dinamičnimi pogoji lebdijo v notranjosti rotirajočega reaktorja, gojitveni medij pa se vrti okoli njih, ne da bi pri tem prišlo do strižnih sil in s tem poškodb sferoidov. Uporaba takšnih testnih modelov nam omogoča dolgotrajno gojenje in ohranjanje visoke živosti celic v sferoidu ter generiranje pomembnih in zelo povednih podatkov, brez uporabe testnih živali.

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Naše okolje vsebuje vse več snovi, ki lahko škodujejo zdravju. Dolgotrajna izpostavljenost nekaterim dejavnikom lahko povzroča resne zdravstvene posledice, kot so rakava obolenja. Zato je ključno, da identificiramo dejavnike tveganja. Tukaj uporabimo celične modele, ki jih razvijamo in izboljšujemo, da najbolje odražajo pogoje v živem organizmu, s katerimi lahko zato bolje predvidimo potencialno škodljive učinke za ljudi. Osredotočamo se na toksične in genotoksične učinke okoljskih onesnažil, nečistoč v hrani in zdravilih in nanomaterialov s potencialno uporabo v medicini. Raziskujemo, ali te snovi oziroma materiali povzročajo poškodbe dednega materiala, kakšne so te poškodbe in kakšni so mehanizmi delovanja, povezani s škodljivimi učinki.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Dognanja, do katerih pridemo med našimi raziskavami, nam povedo, kako varne so snovi, kemikalije in materiali, ki smo jim izpostavljeni v vsakdanjem življenju. Podatke o škodljivih učinkih regulatorne oblasti uporabijo v ocenah tveganja in pri določanju dovoljenih koncentracij oziroma dovoljenih doz izpostavitve. Tako se omejuje uporaba nevarnih snovi oziroma se te nadomeščajo z varnejšimi alternativami in s tem prispevamo k temu, da bomo živeli v za zdravje bolj prijaznem okolju.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Zelo rada potujem in se gibljem v naravi, se potapljam, rolkam in deskam na snegu. Zelo pomemben mi je čas z družino. S kužkom Jackom se tudi učiva slediti in najti pogrešane osebe na podlagi njihovega individualnega vonja. Poleg tega pa s hčerkama obožujemo konje in se skupaj učimo dresurnega jahanja.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Na to vprašanje je iskreno težko odgovoriti. Prvič, ker ne pijem kave, drugič pa, ker je toliko izjemnih znanstvenikov, s katerimi bi bil klepet posebna izkušnja. Na primer, znanstveni ekvivalent zvezdnikov na mojem širšem znanstvenem področju sta zame gotovo Jennifer Doudna in Emmanuelle Charpentier, ki sta iz preprostega naravnega sistema, prisotnega v bakterijah, razvili eno najbolj odmevnih orodij v genskem inženiringu, CRISPR-Cas. Seveda bi se bilo zanimivo pogovarjati tudi z Marie Curie ali recimo z Rosalind Franklin, manj znano odkriteljico strukture dvojne vijačnice DNK. To so izjemne ženske v znanosti. Morda pa bi vseeno izbrala Alberta Einsteina, čeprav ni ravno z mojega področja, toda njegov način razmišljanja je fascinanten, preprostost, humor in ekscentričnost, po katerih je slovel, pa so se mi vedno zdeli simpatični.

Zakaj imate radi znanost?

Kaj pa se zgodi, če naredimo tako? Ali če to zamenjamo s tem in tem? Znanost mi omogoča, da potešim radovednost, da z znanjem in tudi z domišljijo, ustvarjalnostjo in inovativnostjo najdem odgovore na pereča vprašanja in poiščem rešitve za probleme.

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Ker znanost nikoli ne spi, se kar naprej dogajajo prelomna odkritja, ki vplivajo na naše življenje, in vsa po malem spreminjajo tok zgodovine, pa zanje v poplavi informacij nikoli zares ne izvemo. Če ostanem pri svojem širšem področju, mislim, da se velik potencial skriva v raziskovanju popravljalnih mehanizmov DNK. V vsaki celici v našem telesu nastane na dan več deset tisoč poškodb DNK, ki lahko ovirajo normalno delovanje celice in vodijo v procese staranja, prav tako lahko privedejo do rakavih obolenj. Poškodbe DNK nastanejo zaradi vpliva okoljskih dejavnikov in normalnega delovanja celice.

Na srečo imajo naše celice vedno aktivne različne popravljalne mehanizme, ki prepoznavajo mesta in tipe poškodb DNK in jih odpravljajo ter nas s tem ščitijo pred njihovimi škodljivimi posledicami. S staranjem pa njihova učinkovitost upada. Znanstveniki, ki se ukvarjajo s preprečevanjem procesov staranja, iščejo načine, kako izboljšati učinkovitost popravljalnih mehanizmov DNK. Nekaj zanimivih odkritij na tem področju obeta, da bi v prihodnosti lahko pojedli kapsulo, ki bi spodbudila popravljalne mehanizme DNK, in s tem učinkovito kljubovali procesom staranja in nastanku raka.

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalka?

Od otroštva me je navduševala narava, naravni pojavi, živa bitja, procesi v njih, njihove interakcije z okoljem, in vedno sem imela nešteto vprašanj, tako da mislim, da od zmeraj.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Ena od ključnih je gotovo radovednost. Ker v znanosti stvari skoraj nikoli ne gredo po načrtih, je ključna tudi fleksibilnost pri razmišljanju in odločanju. Tako se lahko spopadeš z nepredvidljivimi izzivi na poti in zaviješ tudi v čisto drugo smer, če ti tako narekujejo rezultati, in tako ne zgrešiš mogoče najpomembnejših odkritij.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Ne, hvala. Najraje potujem v tropske kraje, kjer vse kipi od življenja. Mars je zame čisto preveč pusta destinacija.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

V nasprotju s splošnim prepričanjem je trenutno najbolj »zelena« oblika energije gotovo jedrska energija. Čeprav pri tem nastajajo nevarni odpadki, je njihova količina v primerjavi z ogromno količino proizvedene energije izredno majhna, in če so ti odpadki ustrezno skladiščeni, ne predstavljajo večjega tveganja za ljudi in okolje. Zaupam pa, da bodo znanstveniki v prihodnje še izboljšali energetski izkoristek in zmanjšali škodljiv vpliv na okolje in nenazadnje odkrili tudi popolnoma nove, revolucionarne načine pridobivanja energije.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Bralcem vsekakor priporočam obisk spletne strani in sledenje družbenim omrežjem projekta CutCancer (www.cutcancer.si/), ki trenutno poteka in kjer objavljamo zanimive novičke in vsebine s tega področja.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Najbrž bi vas presenetilo, da za preučevanje učinkov kemikalij na DNK lahko uporabimo »kaviar«. No, ne ravno takšnega, kot ga dobimo na krožniku v prestižnih restavracijah, ampak vseeno ribja jajčeca – zarodke, najpogosteje zarodke rib cebric. Ti so pogosto uporabljen model v ekotoksikologiji, vse več pa se uporabljajo tudi v genetski toksikologiji, kot kompleksni napovedni model za oceno tveganja za zdravje ljudi.