«Διαβάζουν» τον ανθρώπινο εγκέφαλο μελετώντας μύγες

Ο μηχανισμός λειτουργίας του εντόμου μπορεί να οδηγήσει σε συμπεράσματα και να βοηθήσει στην εξεύρεση θεραπειών

15 Ιανουαρίου 2019     in.gr

Μάρνυ Παπαματθαίου 

Μάθηση, μνήμη, όσφρηση. Ο εγκέφαλός μας λαμβάνει καθημερινά χιλιάδες πληροφορίες. Ποιες όμως «επανέρχονται» και ποιος είναι ο μηχανισμός που τις διασώζει; Η εξερεύνηση του ανθρώπινου εγκεφάλου και της λειτουργίας του αποτελεί για δεκάδες επιστήμονες ανά τον κόσμο την «κάμαρα με τα μυστικά» που θα βοηθήσει στην επίλυση σημαντικών ερωτημάτων που έχουν σχέση με την ύπαρξή μας. Ατυχώς, το κλειδί ώς σήμερα δεν έχει βρεθεί. Οι επιστήμονες ωστόσο επιμένουν. Και μαζί με αυτούς έλληνες ερευνητές, που βρίσκονται κοντά στην απάντηση ερωτημάτων που αφορούν ανίατες ασθένειες όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ, προβλήματα όπως οι μαθησιακές δυσκολίες ή ο αυτισμός στα παιδιά, αλλά και η αντιμετώπιση μορφών της σχιζοφρένειας.

Στο εργαστήριο του Ευθύμιου Σκουλάκη, στο Ινστιτούτο Φλέμινγκ, κάποια ερωτήματα βρίσκονται κοντά στην απάντησή τους. Και αυτό θα γίνει μέσα από τη μελέτη ενός… εντόμου! Οπως εξηγεί ο ίδιος, η μελέτη του μηχανισμού λειτουργίας της μύγας Drosophila melanogaster μπορεί να μας οδηγήσει σε συμπεράσματα σχετικά με τη λειτουργία της μάθησης και της μνήμης. Και ακολούθως, η κατανόηση των βασικών μηχανισμών, οι οποίοι μεταφέρουν μέσα στον εγκέφαλό μας ζωτικά σήματα για την απόκτηση, αποθήκευση και επαναφορά της πληροφορίας, μπορεί να οδηγήσει στην κατανόηση πολλών γνωστικών λειτουργιών, αλλά και μοριακών μηχανισμών που ελέγχουν μεγάλης σημασίας σημασίας εγκεφαλικές λειτουργίες. Και μέσα από αυτήν, στη θεραπευτική παρέμβαση των δυσλειτουργιών του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Ο Ευθύμιος Σκουλάκης (*) είναι επικεφαλής του Τομέα Νευροεπιστημών στο ερευνητικό Ινστιτούτο «Αλέξανδρος Φλέμιγκ» με εμπειρία στη μοριακή γενετική και συμπεριφορική Νευροβιολογία ενώ τα τελευταία χρόνια και από τη στιγμή που επέστρεψε στην Ελλάδα τα ερευνητικά ενδιαφέροντά του αφορούν τη μελέτη μηχανισμών μάθησης και μνήμης στο νευρικό σύστημα της μύγας δροσόφιλας. «Ενδιαφερόμαστε για τους μοριακούς μηχανισμούς μεταγωγής σήματος οι οποίοι διέπουν τη μάθηση και τη μνήμη καθώς επίσης και σε αλλαγές που συμβαίνουν σε αυτές τις διαδικασίες ως αποτέλεσμα ανοιών, ασθενειών γνωσιακών ελλειμμάτων και διαταραχών και συνδρόμων» λέει ο ίδιος. «Χρησιμοποιούμε μοριακές, γενετικές, ιστολογικές τεχνικές, καθώς και αναλύσεις συμπεριφοράς και φαρμακολογικές προσεγγίσεις για τη διερεύνηση των μοριακών αλλαγών που χαρακτηρίζουν σύνδρομα όπως το Σύνδρομο Εύθραυστου Χ, Νευροϊνωμάτωσης 1, Σύνδρομα Κοστέλο και Νούναν και Παθήσεις που εμπλέκουν την πρωτεΐνη «Tau». 

Το χαρακτηριστικό

Μπορούμε να υποστηρίξουμε, λέει ο Ευθύμιος Σκουλάκης, ότι η μεγάλη ικανότητα να μαθαίνουμε, να θυμόμαστε και να χρησιμοποιούμε τις αποκτηθείσες πληροφορίες με νέους τρόπους είναι το καθοριστικό χαρακτηριστικό του είδους μας. Πώς όμως σχηματίζεται και λειτουργεί το νευρικό σύστημα για την απόκτηση, αξιολόγηση, οργάνωση, αποθήκευση και ανταπόκριση σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα και πώς εκδηλώνονται αυτές οι διαδικασίες;

Ο ερευνητικός στόχος του εργαστηρίου του είναι να αποκαλύψει τους μοριακούς μηχανισμούς που χρησιμοποιούνται από τους νευρώνες για να λαμβάνουν και να μεταδίδουν σήματα απαραίτητα για μάθηση και μνήμη και ακολούθως να σχεδιαστούν καλύτερα φάρμακα και θεραπείες για τις σχετικές παθήσεις.

Όπως εξηγεί ο κ. Σκουλάκης 70% των ανθρώπινων γονιδίων που είναι γνωστό ότι εμπλέκονται σε ασθένειες, έχουν λειτουργικά ομόλογα στη μύγα δροσόφιλα. Συνεπώς αυτό που κάνει το εργαστήριό του είναι να σχηματίζει πρότυπα ανθρώπινης νόσου στη μύγα για να κατανοήσουν οι επιστήμονες τους μοριακούς μηχανισμούς που δυσλειτουργούν και οδηγούν σε ασθένειες.

Γλωσσάρι

ΜΑΘΗΣΗ ΚΑΙ ΜΝΗΜΗ
Μάθηση είναι η διεργασία μέσω της οποίας αποκτούνται γνώσεις για το περιβάλλον, σχέσεις μεταξύ ερεθισμάτων και συνέπειες δράσεων. Μνήμη είναι η διατήρηση σχέσεων μεταξύ ερεθισμάτων και συμπεριφορών, πράξεων και επακόλουθων στον χρόνο. Αποθήκευση εσωτερικών (νοητών) παραστάσεων δράσεων και αντιδράσεων στον χρόνο.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΟΜΟΛΟΓΑ ΓΟΝΙΔΙΑ
Γονίδια δύο διαφορετικών οργανισμών που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που έχουν παρόμοια δομή και βιοχημική δραστικότητα. Το ανθρώπινο ομόλογο μπορεί να αντικαταστήσει το γονίδιο της μύγας όταν δεν είναι λειτουργικό σε μια μορφή «εργαστηριακής γονιδιακής θεραπείας».

* Ο δρ Ευθύμιος Σκουλάκης είναι ερευνητής επικεφαλής του Ινστιτούτου Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας στο Ερευνητικό Ινστιτούτο «Αλέξανδρος Φλέμιγκ». Πτυχιούχος Βιολογίας του Πανεπιστημίου του Τολέδο στο Οχάιο των ΗΠΑ, ο δρ Σκουλάκης πραγματοποίησε τη διδακτορική διατριβή του στη Μοριακή Γενετική στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο. Εργάστηκε στο Cold Spring Harbor Laboratory, στο Baylor College of Medicine και στο Texas A&M University πριν επιστρέψει στην Ελλάδα.

Τα ερευνητικά ενδιαφέροντά του αφορούν την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος της δροσόφιλας. Έχει δημοσιεύσει πλήθος ερευνητικών εργασιών, ενώ είναι academic editor στις επιστημονικές επιθεωρήσεις PLoS ONE και Frontiers in Neurodegenerative Diseases.