Ανακοινώνεται η βράβευση των διδακτόρων του Εργαστηρίου Οργανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, από την Ακαδημία Αθηνών. Οι βραβευθέντες είναι ο Δρ. Νικόλαος Νικήτα, ο οποίος εκτέλεσε την διδακτορική του διατριβή υπό την επίβλεψη του Αναπλ. Καθ. Χριστόφορου Κόκοτου και η Δρ. Σοφία Κυριακίδη η οποία εκτέλεσε τη διδακτορική της διατριβή υπό την επίβλεψη του Καθ. Θ. Μαυρομούστακου. Οι εν λόγω διδάκτορες βραβεύτρηκαν για την επιστημονική εργασία τους στις 20/12/2022 κατόπιν σχετικής εισηγήσεως από την Τάξη των Θετικών Επιστημών
Το βραβείο Γεωργίου Θ. Φωτεινού το οποίο αποδόθηκε στον Δρ. Νικόλαο Νικήτα αφορά την πρωτότυπη επιστημονική εργασία επί της χρήσης της θειουρίας του Schreiner ως φωτοκαταλύτη για τη σύνθεση ακεταλών από αλδεΰδες με τίτλο: «Φωτοχημική σύνθεση ακεταλών με χρήση της θειουρίας του Schreiner ως καταλύτη» [«Photochemical synthesis of acetals utilizing Schreiner’s thiourea as the catalyst», Green Chem., 2020, 22, 3539, Impact Factor 11,04].
Η παραπάνω εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια πολυετούς μελέτης σε φωτοχημικές οργανικές αντιδράσεις από την ερευνητική ομάδα του Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Χριστόφορου Κόκοτου, σε συνεργασία με την υποψήφια διδάκτορα Νικολέτα Σπηλιοπούλου. Η κλιματική αλλαγή, καθώς και η ελάττωση των φυσικών πόρων αποτελούν πλέον πραγματικότητα, με τα αποτελέσματά τους να είναι δυστυχώς φανερά στην καθημερινή μας ζωή. Καθίσταται λοιπόν αναγκαία η ανάπτυξη μεθόδων φιλικότερων προς το περιβάλλον, που ακολουθούν τους κανόνες της Πράσινης Χημείας και της Αειφόρου Ανάπτυξης. Στα πλαίσια αυτά, το ερευνητικό ενδιαφέρον της ομάδας του Αναπλ. Καθηγητή Χ. Κόκοτου έχει στραφεί στην ανάπτυξη πράσινων μεθόδων, αξιοποιώντας το φως ως πηγή ενέργειας. Το φωτόνιο, το στοιχειώδες σωματίδιο του φωτός, χαρακτηρίζεται από διάφορους ερευνητές ως το αντιδραστήριο που δεν αφήνει κατάλοιπα (traceless reagent). Το φωτόνιο ενσωματώνεται στη χημική αντίδραση με τη χρήση κατάλληλων μορίων που το απορροφούν και ονομάζονται φωτοκαταλύτες. Στη συγκεκριμένη εργασία, μελετήθηκε ένας ήδη γνωστός οργανοκαταλύτης, η θειουρία του Schreiner, η οποία δρα ενεργοποιώντας ηλεκτρονιόφιλα υποστρώματα μέσω δεσμών υδρογόνου. Το πρωτοπόρο στοιχείο της εργασίας αυτής είναι η μελέτη του καταλύτη αυτού υπό συνθήκες ακτινοβόλησης. Όπως αποδεικνύεται, η συγκεκριμένη θειουρία, μετά από ακτινοβόληση, αποκτά νέες ιδιότητες και δρα πλέον ως φωτοοξύ. Η συγκεκριμένη ιδιότητα επέτρεψε να αναπτύχθεί ένα νέο καταλυτικό πρωτόκολλο σύνθεσης ακεταλών. Το νέο αυτό πρωτόκολλο είναι πλέον απαλλαγμένο από τη χρήση ισχυρών διαβρωτικών οξεών, όπως το υδροχλωρικό οξύ, ο χρόνος αντίδρασης είναι ιδιαίτερα μικρός (<3 ώρες), μειώνοντας σημαντικά και την ενέργεια η οποία καταναλώνεται. Η φωτοκατάλυση δύναται να αντικαταστήσει κλασσικές και εδραιωμένες μεθόδους στην Οργανική Σύνθεση, δίνοντας στον εκάστοτε επιστήμονα-ερευνητή την δυνατότητα να πραγματοποιεί αντιδράσεις σε ηπιότερες και φιλικότερες συνθήκες για το περιβάλλον. Το επόμενο βήμα αποτελεί η εδραίωση τέτοιων καινοτόμων χημικών διεργασιών στην καθημερινότητα τόσο του ακαδημαϊκού χώρου, όσο και της Χημικής Βιομηχανίας.
Το «Βραβείο Βασιλικής χήρας Γερασίμου Νοταρά, εις μνήμην Γεωργίου Ι. Δεμερτζή» απονεμήθηκε στους νέους επιστήμονες Δρ. Σοφία Κυριακίδη και Χρήστο Χατζηγιάννη, για την πρωτότυπη εργασία τους επί της των παθήσεων της καρδιάς «Αλληλεπίδραση χοληστερόλης, λιποειδών διπλοστιβάδων και του υποδοχέα ΑΤ1: Ένα μοτίβο πρόσδεσης της χοληστερόλης αποκαλύπτεται» [«Interplay of cholesterol, membrane bilayers and the AT1R: A cholesterol consensus motif on AT1R is revealed» Comput Struct Biotechnol J. 2020, 19,110. Impact Factor 6,02].
Ένα νέο υπολογιστικό μοντέλο που προσδίδει ελπίδες στο σχεδιασμό αποτελεσματικότερων φαρμάκων για τη ρύθμιση της υπέρτασης και την αντιμετώπιση των καρδιαγγειακών παθήσεων, επεξεργάστηκαν οι δύο βραβευθέντες νέοι επιστήμονες, Δρ. Σοφία Κυριακίδη και υποψήφιος διδάκτορας κ. Χρήστος Χατζηγιάννη. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια μιας διεπιστημονικής συνεργασίας μεταξύ των εργαστηρίων του Καθ. Θωμά Μαυρομούστακου από το Πανεπιστήμιο Αθηνών, της Δρ. Ζωής Κούρνια από την Ινστιτούτο Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών και του Αναπλ. Καθ. Αντρέα Τζάκο, από το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων.
Η υπέρταση είναι ένας παράγοντας επικινδυνότητας που ταλαιπωρεί περισσότερο από το 20% των ανθρώπων στην Ελλάδα, σύμφωνα με στοιχεία του ΕΟΔΥ, ενώ στους ηλικιωμένους μπορεί να ξεπεράσει και το 50%. Παρά την ευρεία διάδοση της και την ύπαρξη φαρμάκων που ρυθμίζουν την πίεση, τα ποσοστά θνησιμότητας από τις καρδιαγγειακές παθήσεις που προκαλούνται από την υπέρταση (εγκεφαλικά επεισόδια, καρδιακή ανεπάρκεια κ.α.) συνεχίζουν να είναι αρκετά υψηλά σε παγκόσμιο επίπεδο. Σε αυτό συμβάλλει δραματικά η καθιστική ζωή με τις πολλές ώρες μπροστά στον υπολογιστή, το κάπνισμα καθώς και τους έντονους ρυθμούς ζωής που προκαλούν παθογόνο στρες.
Ο υπολογιστής όμως εκτός από την αρνητική του συνεισφορά στην υπέρταση μπορεί να παρέχει και θετική συνεισφορά. Με τη χρήση του αναπτύσσονται υπολογιστικά μοντέλα για την καθοδήγηση του σχεδιασμού νέων φαρμάκων. Η διαδικασία αυτή αποτελεί μια σύγχρονη μέθοδο που ονομάζεται «ορθολογικός σχεδιασμός φαρμάκων», όπου τα φάρμακα δεν ανακαλύπτονται πλέον τυχαία, αλλά αποτελούν συνέπεια ορθολογικής παρατήρησης και μέτρησης. Τα υπολογιστικά μοντέλα αποτελούν πολύτιμο εργαλείο σε αυτή τη διαδικασία, αφού μειώνουν το κόστος των πειραμάτων εξοικονομώντας πρώτες ύλες και ακριβό εξοπλισμό, ενώ παράλληλα προσφέρουν λεπτομέρεια παρατήρησης σε μοριακό επίπεδο. Αυτό δεν μπορεί να επιτευχθεί με τις παραδοσιακές μεθόδους. Οι παραδοσιακές μέθοδοι βασίζονταν στη διαίσθηση του χημικού για τη σύνθεση των δυνάμει βιοδραστικών μορίων που θα αποτελούσαν φάρμακα. Η χρήση υπολογιστικών μεθόδων προσθέτει στη διαίσθηση και ποσοτικά αποτελέσματα που μπορούν περαιτέρω να καθοδηγήσουν την έρευνα.
Για την υλοποίηση αυτής της μελέτης, δημιουργήθηκαν υπολογιστικά μοντέλα που προσομοίαζαν την κυτταρική μεμβράνη των ανθρώπινων κυττάρων, στην οποία εμπεριέχεται (μεταξύ πολλών άλλων συστατικών, όπως διαφορετικών ειδών λιπιδίων, πρωτεϊνών, σακχάρων, ιόντων κλπ.), μία από τις πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για την ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης. Η πρωτεΐνη ΑΤ1R είναι υπεύθυνη για τη συστολή των αιμοφόρων αγγείων, μέσω μιας πολύπλοκης αλληλουχίας βιολογικών σημάτων στον οργανισμό μας, η οποία όμως σε παθολογικές καταστάσεις μπορεί να υπερλειτουργεί και να προκαλέσει υπέρταση. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η εύρεση της διαδρομής που ακολουθεί το γνωστό αντιυπερτασικό φάρμακο καντεσαρτάνη για να συνδεθεί με την πρωτεΐνη ΑΤ1R και να αναστείλει την υπερλειτουργία της, εμποδίζοντας έτσι την υπέρμετρη αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Η αποκάλυψη αυτής της διαδρομής και του ρόλου που διαδραματίζει η κυτταρική μεμβράνη, μπορεί να οδηγήσει στον σχεδιασμό νέων και αποδοτικότερων αντιϋπερτασιακών φαρμάκων
Στην εργασία αυτή, χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα κυτταρικών μεμβρανών στα οποία συμπεριλήφθηκε 40% χοληστερόλης, με σκοπό να προσομοιάσει τις πραγματικές συνθήκες που επικρατούν στα ανθρώπινα κύτταρα στα οποία εκφράζεται η πρωτεΐνη της μελέτης, ΑΤ1R. Στο μοντέλο προστέθηκε και το φάρμακο καντεσαρτάνη, το οποίο αφέθηκε ελεύθερο να αλληλεπιδράσει με το νερό που βρίσκεται έξω από το κύτταρο, αλλά και με τη λιποειδή μεμβράνη που προσομοιάζει την κυτταρική μεμβράνη. Στη συνέχεια μετρήθηκε η ταχύτητα διάχυσης του φαρμάκου στη μεμβράνη και συγκρίθηκε με την αντίστοιχη ταχύτητα που προέκυψε από πειράματα Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού, στα οποία χρησιμοποιήθηκαν ίδιες πραγματικές μεμβράνες και φάρμακο με το υπολογιστικό μοντέλο. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ πειράματος και υπολογιστή και η εξαιρετική τους συμφωνία, επιβεβαίωσε πως τα θεωρητικά μοντέλα της εργασίας ήταν έγκυρα.
Τα αποτελέσματα αυτής της διεπιστημονικής εργασίας έδειξαν πως η πρωτεΐνη AT1R διαθέτει μια περιοχή σύνδεσης της χοληστερόλης, η οποία όταν συνδέεται και αλληλεπιδρά, αλλάζει την τριδιάστατη δομή της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα η σύνδεση του φαρμάκου να είναι πιο εύκολη, όταν αυτό την προσεγγίζει από την εξωκυττάρια περιοχή, ενώ παράλληλα, η ύπαρξη χοληστερόλης στην κυτταρική μεμβράνη, καθυστερεί την πρόσβαση του φαρμάκου μέσω της μεμβράνης. Η εργασία συμπεράνει πως πιθανώς το φάρμακο να συνδέεται με την πρωτεΐνη χωρίς πρώτα να εισέλθει στην κυτταρική μεμβράνη (σε αντίθεση με άλλα φάρμακα) και επομένως, ο σχεδιασμός ενός φαρμάκου που θα κατευθύνεται πιο στοχευμένα μέσα στο υδάτινο περιβάλλον που κυριαρχεί έξω από τα κύτταρά μας μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένα αντιυπερτασικά φάρμακα.
