Trzej naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco otrzymali nagrody Pew 2024 za finansowanie swoich badań w dziedzinie neurologii i nowotworów.

Należą do nich kognitywista, dr Vijay Mohan K. Namboodiri, który kwestionuje panującą teorię uczenia się; Doktor Justin Eyquem, bioinżynier, którego celem jest opracowanie terapii komórkowych zwalczających raka z wnętrza organizmu człowieka; oraz dr Jovanka Gencel-Augusto, doktorantka z Peru, która zajmuje się genetyką nowotworów.

Co tak naprawdę dzieje się podczas nauki?

Namboodiri, stypendysta Pew w dziedzinie nauk biomedycznych, bada rolę, jaką dopamina odgrywa w uczeniu się skojarzeniowym, czyli procesie łączącym przyczynę ze skutkiem.

Innymi słowy, jeśli jesz w restauracji i nie czujesz się potem dobrze, jak Twój mózg tłumaczy to na: „Nie jedz tam więcej”?

Obecny konsensus jest taki, że zwierzęta w sposób ciągły przewidują, co stanie się w danej sytuacji, a gdy się mylą, dawka dopaminy w ich mózgach zaznacza błąd i pomaga zwierzęciu udoskonalić zrozumienie.

Ale proces ten może w rzeczywistości działać w odwrotnej kolejności. Namboodiri odkrył dowody na to, że godne uwagi doświadczenia, a nie błędne przewidywania, wyzwalają uderzenia dopaminy, powodując, że zwierzę ponownie zastanawia się, co mogło je wywołać.

Namboodiri wykorzysta czteroletnie stypendium do mapowania lokalizacji i aktywności każdego pojedynczego neuronu zaangażowanego w ten proces u myszy. Dokładne zrozumienie tego, co dzieje się w tych systemach uczenia się i nagradzania, może wskazać drogę do ich zresetowania, gdy ulegną upośledzeniu w wyniku zaburzeń takich jak uzależnienie i zespół stresu pourazowego.

„Możliwość przewidzenia wyniku to jeden z najbardziej podstawowych aspektów życia zwierząt” – stwierdził Namboodiri. „Mam nadzieję, że ta praca pozwoli nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób uczą się mózgi zwierząt”.

Nowy sposób inżynierii komórek w organizmie

Eyquem, stypendysta Pew-Stewarta w dziedzinie badań nad rakiem, jest bioinżynierem, który udoskonala wyrafinowaną terapię przeciwnowotworową zwaną terapią CAR-T, podczas której własne komórki odpornościowe pacjenta są przeprojektowywane tak, aby atakowały guz.

Chociaż te metody leczenia mogą być bardzo skuteczne, żywe leki są również trudne do wytworzenia i zbyt drogie.

Proces ten polega na wyizolowaniu komórek odpornościowych z krwi pacjentów i przeprogramowaniu ich poprzez edycję genów, co musi zostać przeprowadzone w sterylnej placówce. Komórki są ponownie wprowadzane dopiero po tym, jak pacjenci przeszli chemioterapię mającą na celu osłabienie ich układu odpornościowego.

Eyquem chce pominąć te kroki dzięki technologiom, które mogą edytować komórki odpornościowe bezpośrednio w ciele człowieka.

Ta innowacja może wyeliminować kosztowne etapy produkcji komórek i oszczędzić pacjentom konieczności chemioterapii. Eyquem ma nadzieję, że dzięki temu terapia komórkami CAR-T stanie się znacznie tańsza, szybsza i bardziej dostępna.

Eyquem należy do małej grupy naukowców Pew-Stewart, którzy będą się spotykać podczas czteroletniego stypendium, aby dzielić się swoją pracą i, miejmy nadzieję, inspirować nowe pomysły.

„Dzięki temu poznam społeczność bardzo kreatywnych myślicieli i ludzi, którzy przodują w tej dziedzinie” – powiedział. „To rodzaj sieci, która naprawdę pomaga przenieść odkrycia z laboratorium do kliniki”.

Gen tłumiący nowotwór, który działa nieprawidłowo

Gencel-Augusto, stypendystka nauk biomedycznych Pew Latin American Fellow, pracuje w laboratoriach dr Jennifer Grandis i doktora Daniela Johnsona, gdzie wykorzystuje swoją wiedzę z genetyki i biologii nowotworów do badania p53 – genu pomagającego zapobiegać nowotworów i często ulega zmianom w przypadku nowotworów głowy i szyi. Ma nadzieję dokładnie określić, w jaki sposób p53 powstrzymuje nowotwory i znaleźć sposoby na jego reaktywację, gdy ulegnie uszkodzeniu.

Dorastając w małym miasteczku Piura w Peru, Gencel-Augusto rozwinęła swoją pasję do swojej dziedziny, gdy w wieku 36 lat u jej ciotki ze strony matki zdiagnozowano raka piersi. Gencel-Augusto przeprowadziła się do stolicy Limy, aby uzyskać dyplom z biologii i dowiedziała się o badaniach genetycznych pod kątem raka piersi podczas stażu w lokalnym instytucie onkologicznym współpracującym z kliniką Mayo.

Jej ciotka uzyskała pozytywny wynik testu na BRCA1, gen zwiększający ryzyko raka piersi i jajnika, i w Stanach Zjednoczonych często poddaje się ją prewencyjnej mastektomii. Lekarze jej ciotki jednak nigdy tego nie zalecali, a rak powrócił pięć lat później. W przypadku Gancel-Augusto doświadczenie to pokazało, jak brak zasobów i wiedzy w Peru wpływa na zdrowie ludzi.

Gencel-Augusto przeprowadziła się do Stanów Zjednoczonych, aby zrobić doktorat i jest wdzięczna, że ​​otrzymała stanowisko podoktorskie na UCSF. Jej marzeniem, jak powiedziała, jest posiadanie własnego laboratorium, w którym szkoli naukowców z Ameryki Łacińskiej w zakresie badań nad rakiem.

„To cała motywacja mojej kariery” – powiedziała. „Chcę przyczynić się do poprawy badań nad rakiem i poprawy sytuacji pacjentów chorych na raka w kraju”.