Cercetarea fundamentală, izvor de aplicații în medicină
Invitată:
dr. Ștefana Petrescu, directoarea Institutului de Biochimie al Academiei Române
Autor:
dr. Cătălin Mosoia
Cercetătorii Institutului de Biochimie al Academiei Române studiază biomarkeri și modele de biomolecule precum și interacțiile acestora cu agenți patogeni în mediul celular, în situații normale și patologice, cu accent pe mecanismele implicate în diferite tipuri de cancer. Institutul colaborează în proiecte de anvergură cu entități de cercetare din țară și din străinătate, iar rezultatele obținute sunt publicate în reviste de specialitate bine cotate la nivel internațional. O altă preocupare a conducerii institutului vizează educația tinerilor cercetători cu scopul menținerii nivelului înalt de abordare a problematicii științifice precum și fructificarea rezultatelor obținute. Acestea au fost câteva dintre temele discutate cu dr. Ștefana Petrescu, directoarea Institutului de Biochimie al Academiei Române.
Cercetătorii din Institutul de Biochimie al Academiei Române investighează mai multe tipuri de cancer – printre care cancerul ovarian, hepatic și pancreatic – și încearcă, prin studierea unui număr mare de pacienți aflați în faze diferite ale cancerului, să identifice biomarkeri pentru diagnosticul timpuriu al bolii.
Ștefana Petrescu: Institutul de Biochimie al Academiei Române este angrenat în amplul proiect de cercetare medicală, Rogen 1, care are drept scop crearea primei hărți genetice a populației din România cu scopul îmbunătățirii prevenției și tratamentului în cancer, boli cardiovasculare, boli rare și alte afecțiuni. Proiectul, coordonat de Universitatea de Medicină și Farmacie „Carol Davila” din București, reprezintă și un reper pentru dezvoltarea infrastructurii naționale de cercetare genomică.
Cercetătorii din Institutul de Biochimie al Academiei Române investighează mai multe tipuri de cancer – printre care cancerul ovarian, hepatic și pancreatic – și încearcă, prin studierea unui număr mare de pacienți aflați în faze diferite ale cancerului, să identifice biomarkeri pentru diagnosticul timpuriu al bolii. În plus, cercetătorii noștri încearcă să dezvolte modele pe culturi celulare și organoizi pentru crearea, împreună cu medicii, a celor mai potrivite opțiuni terapeutice și medicamente.
Cătălin Mosoia: În activitatea de cercetare, folosiți și elemente de inteligență artificială (IA)?
Ștefana Petrescu: În cercetările noastre ne bazăm pe experiența pe care o avem în biochimie și biologie moleculară și, de asemenea, pe colaborarea noastră cu medici. Pe de altă parte, cercetătorii din departamentul de informatică al Institutului de Biochimie dezvoltă programe speciale de modelare și simulare moleculară, iar pentru a genera astfel de programe ei utilizează inteligența artificială.
Este foarte probabil să folosim tot mai mult inteligența artificială, pentru că poate reduce semnificativ timpul necesar parcurgerii unor etape ale procesului de cercetare. IA este utilă, cel puțin în cercetarea noastră biomedicală, tuturor celor care se află la început de drum, cum este cazul doctoranzilor. Ei pot astfel să obțină rapid o imagine de ansamblu asupra stadiului cunoașterii într-un anumit domeniu, să identifice direcțiile deja explorate și, pornind de aici, să aprofundeze literatura de specialitate și să contureze noi direcții de cercetare. Importantă este atenția care se cuvine acordată datelor și informațiilor obținute cu ajutorul instrumentelor de IA. Pentru că acestea se bazează pe experiența acumulată de alții și deja existentă în literatura de specialitate; or, nimic nu poate înlocui contribuția originală, gândirea critică și creativitatea, repere pentru progresul științific.
Cercetătorii din străinătate au remarcat nivelul ridicat al cercetărilor și profesionalismul echipelor implicate din institutul nostru, în special în bioinformatică și în proteomică.
Cătălin Mosoia: Institutul de Biochimie se bucură de un valoros prestigiu internațional. Amintesc al doilea workshop pe tema tendințelor avansate din științele moleculare la care au participat cercetători de top din SUA, Japonia, Elveția și România 2.
Ștefana Petrescu: Reuniunea s-a desfășurat pe teme de biochimie structurală și s-a axat pe metode avansate de analiză a interacțiile între diferite proteine. Pe de o parte, teme de cercetare foarte apropiate de ceea ce facem noi, iar pe de altă parte, complementare cu activitatea noastră pentru că cercetătorii din institutul nostru au expertiză în tot ceea ce înseamnă tehnici de laborator, biochimie, biologie moleculară și obținere de biomolecule; cu alte cuvinte, noi putem contribui foarte mult la astfel de cercetări interdisciplinare.
Au participat peste zece cercetători și profesori din SUA și Elveția, precum și din mari centre universitare din Europa. După ce ne-au prezentat succint cele mai recente dezvoltări în domeniile lor de competență, cercetătorii străini le-au discutat cu cercetătorii noștri. Apoi au făcut o vizită în laboratoare, de care s-au arătat foarte interesați, și am avut o serie de dialogurile privind dezvoltarea imediată a științei. Consider că a fost o reuniune științifică deosebit de reușită.
În vederea realizării unor cercetări comune, noi am început deja să trimitem probe la analiză. Am primit invitația să vizităm cunoscutul institut ETH din Zurich (Eidgenössische Technische Hochschule) pentru a identifica modalități de colaborare. Cercetătorii din străinătate au remarcat nivelul ridicat al cercetărilor și profesionalismul echipelor implicate din institutul nostru, în special în bioinformatică și în proteomică.
Unii dintre specialiștii cu care am interacționat au fost interesați de aceleași procese biologice pe care le studiem și noi, iar cu ei am început deja să colaborăm: noi producem biomolecule în laborator (de exemplu, anticorpi sau proteine de interes medical), iar ei le caracterizează și le analizează cu metode specifice expertizei lor.
La toate discuțiile din cadrul workshopului au fost prezenți și cei peste 20 de doctoranzi pe care Institutul de Biochimie al Academiei Române îi pregătește. Ei doresc să-și perfecționeze nivelul de competență pe care l-au dobândit aici și sunt interesați să frecventeze stagii în laboratoarele de profil.
Concret, interesul pentru doctoranzii noștri și pentru cercetarea românească l-a manifestat o echipă condusă de prof. Gebhard Schertler de la ETH Zurich. Trebuie să precizez faptul că la ETH nivelul de tehnologie este extraordinar – cercetătorii de acolo dezvoltă chiar ei instrumente unice pentru cercetare, destinate în special studiului proteinelor și aplicațiilor din biochimia structurală.
Cătălin Mosoia: Să fie dotarea tehnică printre diferențele majore dintre Institutul de Biochimie și un alt institut de cercetare european?
Ștefana Petrescu: În anumite domenii, cum ar fi proteomica, dispunem de o infrastructură de cercetare foarte bine dezvoltată, echipată la standarde tehnologice de ultimă generație. Am reușit acest lucru grație numărului destul de mare al proiectelor în care a fost implicat institutul de-a lungul timpului. În momentul de față achiziționăm, prin proiectul Rogen, un nou spectrometru de masă de ultimă generație, care va consolida capacitatea noastră de cercetare în acest domeniu.
În alte domenii, suntem dotați la un nivel foarte bun, peste mediu. Acest lucru este confirmat și de experiența studenților și doctoranzilor noștri, care, după stagii de cercetare în laboratoare din străinătate, constată că tehnicile și echipamentele cu care au fost familiarizați în institut le permit să lucreze la același nivel și să se integreze fără dificultăți în noile colective de cercetare.
Cătălin Mosoia: Printre doctoranzii dumneavoastră s-a aflat și dr. Eliza Martin, beneficiară a unei burse postdoctorale în SUA, și laureată a Premiului „Grigore Antipa” al Academiei Române pentru o suită de zece lucrări științifice în domeniul imunobiologiei moleculare.
Ștefana Petrescu: Dr. Eliza Martin încă se află în stagiul postdoctoral în cadrul Universității Yale din SUA. Continuăm să colaborăm cu ea, iar noii noștri doctoranzi beneficiază de sfaturile ei.
Am avut studenți care s-au dus la Universitatea din Oxford, unde au colaborat cu prof. Frances Platt, pe care ați cunoscut-o la conferința internațională anuală a Societății Române de Biochimie și Biologie Moleculară 3.
Cătălin Mosoia: Îmi aduc aminte cu plăcere de aprecierea doamnei profesoare Frances Platt: „La nivel internațional, Institutul de Biochimie al Academiei Române este foarte respectat. Este ca o bijuterie din coroana științei românești.” 4
Ștefana Petrescu: Esențial este faptul că reușim să extindem colaborările științifice atât la nivel național, cât și la nivel internațional. În prezent, împreună cu Adrian Șalic, profesor de biologie celulară la Harvard Medical School, pregătim studenți doctoranzi de la Universitatea din București și de la Școala de Studii Avansate a Academiei Române – SCOSAAR, care își desfășoară experimentele de biochimie în laboratoarele noastre.
Cătălin Mosoia: Cercetările pe care le realizați la Institutul de Biochimie au în centrul atenției biomarkeri moleculari, la trei tipuri de cancer și melanom.
Ștefana Petrescu: Am identificat un set de proteine cu potențial de biomarkeri, rezultate pe care le-am publicat în lucrări științifice intens citate în literatura internațională de specialitate. Cercetările noastre s-au concentrat asupra melanomului, în special asupra melanomului amelanotic, lipsit de pigment, care este mai dificil de diagnosticat decât formele pigmentate. Deoarece melanomul amelanotic trebuie depistat și tratat în stadii cât mai precoce, am identificat o semnătură proteică cu valoare de biomarker, utilizată în prezent în cercetarea din domeniu și care, sperăm, își va găsi aplicabilitatea și în practica clinică.
Viziunea Institutului de Biochimie poate fi rezumată simplu: ne dorim să transformăm cunoștințele dobândite prin cercetarea fundamentală în aplicații cu impact direct în medicină. După ce înțelegem mecanismele biologice la nivel celular și molecular, următorul pas este să valorificăm aceste rezultate în dezvoltarea unor soluții pentru diagnosticarea și tratamentul cancerului și al altor boli.
Cătălin Mosoia: Ce puteți spune despre timpul care trebuie să treacă de la investigația științifică până la utilizarea efectivă a rezultatelor cercetării?
Ștefana Petrescu: Durează foarte mult pentru că, în domeniul medical, este nevoie de validare pe pacienți. Concret, cu atât mai bine cu cât ai mai mulți pacienți pe care ai putut să demonstrezi că într-adevăr acești markeri sunt utili. În cazul investigației noastre, cercetarea fiind internațională, am folosit date despre pacienți publicate în lume și am validat setul de markeri pe trei baze din trei biobănci de pacienți cu melanom.
După validarea cercetării urmează o altfel de etapă. Și aceasta pentru că interesul trebuie să se manifeste de către o companie sau o entitate care se desprinde din aceasta (spin-off) ori care își propune să valorifice rezultatele cercetării noastre (start-up). Ideal ar fi să dispunem de un birou de transfer al cercetării care să ducă mai departe rezultatele investigației științifice în producție.
Cătălin Mosoia: Cum s-a manifestat sprijinul pe care vi l-a acordat Academia Română în activitatea dumneavoastră?
Ștefana Petrescu: Din punct de vedere financiar, impactul nu a fost foarte mare, întrucât și finanțarea Academiei a fost restrânsă. Cu toate acestea, a contat enorm faptul că am avut libertatea să ne alegem subiectele și să putem urmări timp îndelungat anumite proiecte de cercetare fundamentală de unde pot rezulta aplicații.
Cătălin Mosoia: Cum ați prezenta perspectiva dumneavoastră asupra cercetării?
Ștefana Petrescu: Viziunea Institutului de Biochimie poate fi rezumată simplu: ne dorim să transformăm cunoștințele dobândite prin cercetarea fundamentală în aplicații cu impact direct în medicină. După ce înțelegem mecanismele biologice la nivel celular și molecular, următorul pas este să valorificăm aceste rezultate în dezvoltarea unor soluții pentru diagnosticarea și tratamentul cancerului și al altor boli.
Cătălin Mosoia: Cum explicați vizibilitatea internațională a cercetătorilor din Institutul de Biochimie al Academiei Române?
Ștefana Petrescu: Cercetătorii din Institutul de Biochimie sunt pasionați, reușesc să depășească orice greutăți pentru a fi competitivi în domeniu. Ne propunem să menținem un nivel de excelență și expertiză recunoscut pe plan internațional, motiv pentru care publicăm rezultatele cercetărilor noastre în reviste științifice de prestigiu, cu vizibilitate internațională. Toate colaborările noastre cu cercetătorii din străinătate demonstrează acest fapt. Vă ofer un singur exemplu relevant: după reuniunea de la București 5, împreună cu prof. Frances Platt, am publicat lucrarea NPC1 plays a role in the trafficking of specific cargo to melanosomes în Journal of Biological Chemistry, revistă de referință în domeniul biochimiei.
Cătălin Mosoia: Ce manifestări veți organiza în perioada următoare?
Ștefana Petrescu: Împreună cu Societatea Română de Biochimie și Biologie Moleculară vom organiza, în septembrie 2026, la Iași, o conferință pe teme educaționale. Vor participa atât cercetători implicați în domeniul educațional, profesori universitari, conducători de doctorat, cât și doctoranzi, pentru a le cere părerea privind cele mai utile și avansate metode de educație.
31 iulie 2026
Note
1 https://rogen.umfcd.ro/
2 Workshopul din data de 15 mai 2026 a fost al doilea din seria Current Topics in Molecular Biosciences. Prima ediție s-a desfășurat în data de 27 noiembrie 2024, tot la sediul Institutului de Biochimie.
3 A nouă ediție a conferinței internaționale anuale a Societății Române de Biochimie și Biologie Moleculară s-a desfășurat între 25 și 27 septembrie 2024, la Biblioteca Academiei Române.
4 https://acad.ro/institutia/comunicateStiriInst/2024/48_biochimie_confSRBBM.html
5 Vezi nota 3.