Δρ. Ιωάννα Λεοντίου: Αποκαλύπτοντας τα μυστικά των Τιτάνων Κυττάρων

Η Δρ. Ιωάννα Λεοντίου μας μιλάει για την έρευνά της και για τον τρόπο που την επικοινωνεί στο κοινό.

Η Ιωάννα είναι Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Κυτταρικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου όπου πραγματοποίησε και τις διδακτορικές της σπουδές. Κατά τη διάρκεια του διδακτορικού της, εστίασε στον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων κατά τη μίτωση και ανέπτυξε μια συνθετική προσέγγιση που ονομάζεται «SynCheck»^[1]. Σπούδασε Βιολογία στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Στη συνέχεια, συνέχισε τις σπουδές της στη Μοριακή και Κυτταρική Βιολογία στο Πανεπιστήμιο Pierre and Marie Curie στο Παρίσι. Η Ιωάννα μίλησε στο Greek Women in STEM για την έρευνά της και την επαγγελματική της πορεία αλλά και τη δουλειά της στην Επικοινωνία της Επιστήμης.

Πώς αποφάσισες να επικεντρωθείς στη Μοριακή και Κυτταρική Βιολογία; Μπορείς να περιγράψεις εν συντομία τι αφορά κάθε υποπεδίο;

Από την αρχή των σπουδών μου, ήμουν πάντα περίεργη για το πώς λειτουργούν οι διάφοροι ζωντανοί οργανισμοί. Για να το καταλάβουμε όμως αυτό, πρέπει να εστιάσουμε στις λειτουργίες διαφορετικών κυττάρων κάθε οργανισμού. Τα κύτταρα είναι οι βασικές και θεμελιώδεις δομικές και λειτουργικές μονάδες κάθε ζωντανής ύλης. Κάθε τύπος κυττάρου έχει συγκεκριμένες λειτουργίες. Όταν κάτι αλλάζει μέσα στα κύτταρα, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε απώλεια της λειτουργίας αυτών των κυττάρων, η οποία είναι συνήθως η αιτία για μια σειρά ασθενειών. Αυτό είναι που κέντρισε περισσότερο το ενδιαφέρον μου: να μπορώ να «δω» τι συμβαίνει μέσα σε ένα κύτταρο. Ένα μάθημα κατά τη διάρκεια του πρυπτυχιακού ήταν αυτό που μου διασφάλισε πως αυτός είναι ο τομέας της Βιολογίας που θα ήθελα να εστιάσω: Μοριακά και Κυτταρικά μονοπάτια που εμπλέκονται σε ανθρώπινες ασθένειες. Έχω ακόμα αυτή τη ζωντανή μνήμη, βγαίνοντας από την αίθουσα να λέω ότι αυτό ακριβώς θα ήθελα να μελετήσω. Λοιπόν, η διάκριση μεταξύ Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας δεν είναι πάντα εύκολη. Με απλά λόγια, θα πω ότι η κυτταρική βιολογία είναι το πεδίο της επιστήμης που μελετά τα ζωντανά κύτταρα. Αντίθετα, η μοριακή βιολογία είναι το πεδίο μελέτης που μελετά το κεντρικό δόγμα της ζωής. Αυτό περιλαμβάνει το DNA, το RNA και την πρωτεϊνική σύνθεση. Προκειμένου να αναλυθεί η συμπεριφορά ενός ζωντανού οργανισμού, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά των κυττάρων καθώς και το γενετικό πρότυπο. Επομένως, τόσο η κυτταρική όσο και η μοριακή βιολογία είναι ζωτικής σημασίας και αυτός είναι επίσης ο λόγος που βρίσκουμε τα δύο αυτά πεδία πολύ στενά συνδεδεμένα.

Μίλησέ μας για τους κύριους τομείς της τρέχουσας έρευνάς σου.

Αυτή τη στιγμή εργάζομαι ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Κυτταρικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Εδώ και πολλά χρόνια εστιάζω σε ένα συγκεκριμένο στάδιο κυτταρικής διαίρεσης, που ονομάζεται μίτωση. Η μίτωση είναι ένα από τα πιο σημαντικά στάδια της κυτταρικής διαίρεσης, καθώς κατά τη μίτωση τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται. Είναι πολύ σημαντικό τα χρωμοσώματα να διαχωριστούν σωστά προκειμένου να παραχθούν κύτταρα με σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων. Η κακή διάσπαση των χρωμοσωμάτων θα μπορούσε να έχει δραματικές συνέπειες για τους οργανισμούς καθώς θα μπορούσε να οδηγήσει σε αποβολές, γενετικές ανωμαλίες υπογονιμότητας και είναι επίσης χαρακτηριστικό του καρκίνου. Πιο συγκεκριμένα, η έρευνά μου επικεντρώνεται σε ένα συγκεκριμένο σηματοδοτικό μονοπάτι που ονομάζεται σημείο ελέγχου συναρμολόγησης μιτωτικής ατράκτου. Το σημείο ελέγχου της ατράκτου είναι ένα σύστημα επιτήρησης που διασφαλίζει το σωστό διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Μού αρέσει να συνδέω αυτό το μονοπάτι με ένα σύστημα διακόπτη τύπου on-off. Όταν συμβαίνουν λάθη κατά τη μίτωση, η οδός είναι ΟΝ και αποτρέπει τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων μέχρι να διορθωθούν όλα τα «λάθη». Όταν το λάθος διορθωθεί, η οδός είναι «ικανοποιημένη», «ευτυχισμένη» και επιτρέπει τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων και τη μιτωτική εξέλιξη. Αυτό το μονοπάτι έχει μελετηθεί σε διαφορετικούς οργανισμούς από διάφορες ομάδες σε όλο τον κόσμο, καθώς τα στοιχεία του θα μπορούσαν να είναι πιθανοί υποψήφιοι για φαρμακευτικές θεραπείες κατά του καρκίνου.

Ας μιλήσουμε λίγο περισσότερο για τα σηματοδοτικά μονοπάτια. Τι είναι και γιατί είναι σημαντική η μελέτη τους;

Ένα σηματοδοτικό μονοπάτι είναι μια σειρά ενεργειών μεταξύ μορίων σε ένα κύτταρο που οδηγεί σε ένα συγκεκριμένο προϊόν ή σε μια αλλαγή στο κύτταρο. Μπορεί να προκαλέσει τη συγκέντρωση νέων μορίων, όπως ένα λίπος ή πρωτεΐνη, να ενεργοποιήσει και να απενεργοποιήσει τα γονίδια ή να ωθήσει ένα κύτταρο να κινηθεί. Τα μονοπάτια αυτά συνήθως περιλαμβάνουν διαφορετικές πρωτεΐνες που συνεργάζονται. Μαθαίνουμε συνεχώς ότι τα μονοπάτια αυτά είναι πολύ πιο περίπλοκα από ό,τι πιστεύαμε κάποτε. Τα περισσότερα μονοπάτια δεν ξεκινούν από το σημείο Α και τελειώνουν στο σημείο Β. Στην πραγματικότητα, πολλά μονοπάτια δεν έχουν πραγματικά όρια και πολλά από αυτά συχνά συνεργάζονται για να ολοκληρώσουν εργασίες. Όταν πολλαπλά μονοπάτια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα βιολογικό δίκτυο. Για παράδειγμα, το μονοπάτι του σημείου ελέγχου συναρμολόγησης ατράκτου, αυτό στο οποίο επικεντρώνεται η έρευνά μου, εντοπίστηκε το 1970. Από τότε το μονοπάτι έχει μελετηθεί εκτενώς, αλλά ακόμη και σήμερα υπάρχουν ακόμα πράγματα που δεν καταλαβαίνουμε και δε γνωρίζουμε. Αυτό είναι που κάνει την έρευνα των μονοπατιών «μαγική» και τις σπουδές μας ατελείωτες.

Τελευταία έρευνας αφορά το cryptococcus. Θα μπορούσες να μας εξηγήσεις ποια είναι η λειτουργία του και η σημασία της μελέτης του;

Μελετάμε τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων χρησιμοποιώντας το Cryptococcus neoformans ως σύστημα μοντέλου. Το Cryptococcus neoformans είναι ένα ευκαιριακό παθογόνο που προκαλεί απειλητική για τη ζωή πνευμονία και μηνιγγίτιδα και είναι η πέμπτη κύρια αιτία θανάτου σε ανοσοκατεσταλμένους ασθενείς. Μετά τη μόλυνση, τα κύτταρα του κρυπτόκοκκου έχουν την ικανότητα να μεγαλώνουν σε μέγεθος και να σχηματίζουν πολύ μεγάλα κύτταρα, που ονομάζονται «τιτάνες». Τα κύτταρα τιτάνες, εκτός του ότι είναι πολύ μεγαλύτερα σε μέγεθος σε σύγκριση με τα φυσιολογικά κύτταρα, περιέχουν περισσότερο DNA από αυτά και κατά συνέπεια περισσότερα αντίγραφα ορισμένων χρωμοσωμάτων. Μελετώντας τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων σε αυτόν τον οργανισμό, στοχεύουμε να κατανοήσουμε πώς τα κύτταρα τιτάνες αποκτούν περισσότερα χρωμοσώματα και ποια μονοπάτια εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία, σε μια προσπάθεια να βρούμε μελλοντικές φαρμακευτικές θεραπείες.

Πώς αποφάσισες να συνεχίσεις σε διδακτορικό και πώς επέλεξες το θέμα;

Αυτό που έπαιξε καταλυτικό ρόλο για μένα προκειμένου να κάνω διδακτορικό ήταν το πρόγραμμα Erasmus στο οποίο συμμετείχα κατά το τελευταίο έτος των προπτυχιακών μου σπουδών. Όπως ίσως γνωρίζετε, υπάρχουν περιορισμοί στην εργαστηριακή εμπειρία που αποκτούμε κατά τη διάρκεια των σπουδών στην Ελλάδα. Ως εκ τούτου, έκανα αίτηση για το πρόγραμμα Erasmus με στόχο ένα εργαστήριο στη Γαλλία, ώστε να επεκτείνω τις εργαστηριακές μου δεξιότητες. Στους έξι μήνες που πέρασα εκεί, είχα τον χρόνο να δω πώς είναι η έρευνα, πώς είναι η διδακτορική ζωή και ποιες είναι οι προκλήσεις. Είχα επίσης την ευκαιρία να μιλήσω με παιδιά που είχαν ξεκινήσει ήδη το διδακτορικό τους σε αυτό το εργαστήριο ώστε να καταλάβω αν θα ήθελα να ξεκινήσω ένα. Όταν αποφάσισα πως όντως θέλω να κάνω διδακτορικό, επέλεξα Πανεπιστήμιο. Το όνειρό μου ήταν να σπουδάσω στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, επομένως άρχισα να ψάχνω τον τομέα που με ενδιέφερε. Βρήκα πολλές ομάδες που κάνουν εξαιρετική δουλειά. Μετά από συνεντεύξεις και συζητήσεις με επικεφαλείς έρευνας ομάδων καθώς και με τα μέλη της κάθε ομάδας, επέλεξα αυτή που μου άρεσε περισσότερο τόσο στο θέμα μελέτης όσο και στην ατμόσφαιρα της ομάδας. Για μένα, εκτός από το έργο, είναι πάντα σημαντικό να βρίσκομαι σε ένα περιβάλλον που μπορώ να μάθω όσο το δυνατόν περισσότερα.

Επέλεξες να χτίσεις την καριέρα σου εκτός Ελλάδος. Ποιοι λόγοι που σε οδήγησαν σε αυτήν την απόφαση;

Για να είμαι ειλικρινής, δεν το επέλεξα επίτηδες. Συμμετείχα στο πρόγραμμα Erasmus και αποφάσισα να μείνω σε ευρωπαϊκά εργαστήρια. Ένας βασικός παράγοντας πίσω από την απόφασή μου σε κάθε στάδιο της καριέρας μου ήταν η χρηματοδότηση. Γνωρίζω ότι υπάρχουν περιορισμοί όσον αφορά τη χρηματοδότηση της έρευνας στην Ελλάδα. Υπάρχουν εργαστήρια που έχουν πολλή χρηματοδότηση και εργαστήρια που πραγματικά δυσκολεύονται. Ένας άλλος λόγος ήταν ότι ήθελα να εκτεθώ σε διαφορετικά συστήματα έρευνας. Υπάρχει πάντα μια διαφορά στον τρόπο με τον οποίο διεξάγεται η έρευνα σε διαφορετικές χώρες. Μπορώ να πω ότι, η έκθεσή μου ήδη σε τρεις ευρωπαϊκές χώρες και πανεπιστήμια, έχει σίγουρα διευρύνει πολύ τους ορίζοντές μου.

Εκτός από την ίδια την έρευνα, ποιες άλλες πτυχές πιστεύεις ότι είναι σημαντικές για το έργο των επιστημόνων;

Νομίζω ότι ένα από τα πιο σπουδαία πράγματα που αποκάλυψε η πανδημία ήταν το πόσο σημαντικό είναι η επιστήμη να κοινοποιείται με ακρίβεια στο κοινό.

Σε όλον τον κόσμο υπάρχουν πολλοί επιστήμονες που εργάζονται σε διαφορετικούς τομείς της επιστήμης και μελέτες δημοσιεύονται καθημερινά. Αλλά πόσα από αυτά τα ευρήματα γίνονται διαθέσιμα στο ευρύτερο κοινό; Ακόμη και όταν γίνουν διαθέσιμα, πόσο εύκολα μπορεί να τα καταλάβει το κοινό; Οι επιστήμονες τείνουν να μιλούν με περίπλοκους όρους που είναι δύσκολο να γίνουν κατανοητοί από μη ειδικούς, ακόμη και από επιστήμονες από διαφορετικούς τομείς. Επομένως, πιστεύω ότι είναι η ώρα να μάθουμε πώς οι επιστήμονες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν απλούς όρους για να εξηγήσουν την επιστήμη και να βεβαιωθούμε ότι μπορεί να γίνει εύκολα κατανοητή από το ευρύτερο κοινό και ανεξαρτήτως ηλικίας. Για παράδειγμα, υπάρχει μια πολύ ενδιαφέρουσα ομιλία TEDx για το CRISPR^[2], που αποτέλεσε έμπνευση για μένα. Η επικοινωνία της επιστήμης είναι σημαντική για τους επιστήμονες αλλά και για την ίδια την επιστήμη. Σε προσωπικό επίπεδο, βελτίωσε τις παρουσιάσεις μου και με βοήθησε να είμαι πιο επικοινωνιακή με κοινό από διαφορετικές ηλικίες, διαφορετικά υπόβαθρα και διαφορετικές εθνικότητες.

Μίλησέ μας για τη δουλειά σου στον τομέα της Επικοινωνίας της Επιστήμης. Εργάζεσαι σε κάτι νέο αυτή τη στιγμή;

Όλα αυτά τα χρόνια έχω συμμετάσχει σε Διεθνή Φεστιβάλ Επιστημών, σε επισκέψεις σχολείων τόσο στην Ελλάδα όσο και στο Εδιμβούργο, σε επισκέψεις στη φυλακή (εξοικείωση των κρατουμένων με τις έννοιες της μοριακής βιολογίας και πραγματοποίηση πειραμάτων με αυτές). Η συμμετοχή μου σε τέτοιες εκδηλώσεις και η εμπλοκή μου γενικά με την επιστημονική επικοινωνία ήταν τυχαία. Τον πρώτο κιόλας χρόνο του διδακτορικού μου, με πλησίασε ο Υπεύθυνος Επικοινωνίας Επιστημών του Welcome Trust Center of Cell Biology για να με ρωτήσει εάν θα ήθελα να συμμετάσχω ως εθελόντρια σε ορισμένες εκδηλώσεις. Θυμάμαι ακόμα την πρώτη εκδήλωση που συμμετείχα, τα χαμόγελα του κόσμου, τις ερωτήσεις που έκαναν, την έκπληξη στα πρόσωπά τους και τις ανταποδοτικές εκφράσεις μετά τις εξηγήσεις (όταν όλα αρχίζουν να βγάζουν νόημα). Αυτή η αλληλεπίδραση με το κοινό ήταν κινητήριος δύναμη για να συμμετέχω σε όλο και περισσότερες εκδηλώσεις και να γίνω όσο πιο δημιουργική γίνεται. Στη συνέχεια, συμμετείχα σε ένα έργο στο οποίο φτιάξαμε γυάλινα κομμάτια εμπνευσμένα από την έρευνά μου. Αυτά τα γυάλινα κομμάτια έχουν χρησιμοποιηθεί από τότε για να εξηγήσω τα ερευνητικά μου θέματα σε μαθήτριες και μαθητές κατά τη διάρκεια επισκέψεων σε σχολεία. Έχω επίσης συμμετάσχει στο κόμικ "Attack of the Titans". Μπορείτε να διαβάσετε εδώ την ιστορία και την επιστήμη πίσω από αυτήν.

Η όλη κατάσταση του Covid-19 έκανε δύσκολη την επιστημονική επικοινωνία καθώς υπήρχαν περιορισμοί στις προσεγγίσεις που είχαμε διαθέσιμες. Έτσι, τα περισσότερα από τα πράγματα που εργαζόμαστε αυτή τη στιγμή είναι online. Επί του παρόντος, προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ένα κινούμενο σχέδιο στο οποίο θα εξηγούμε την επιστήμη μας. Το υλικό θα ανέβει στο YouTube, ώστε να είναι άμεσα προσβάσιμο για παρακολούθηση αλλά και για να χρησιμοποιηθεί ως εκπαιδευτικό υλικό. Ελπίζω να δουλέψει! Είμαστε ακόμα στην αρχή!

Μπορείτε να συνδεθείτε με τη Δρ. Ιωάννα Λεοντίου στο LinkedIn. 
 

Πηγές:
[1] Leontiou et al., The Bub1-TPR Domain Interacts Directly with Mad3 to Generate Robust Spindle Checkpoint Arrest, Current Biology , REPORT, VOLUME 29, ISSUE 14, P2407-2414.E7, JULY 22, 2019
[2] Jennifer Doudna, How CRISPR lets us edit our DNA