W wieku ośmiu lat Agata Starosta chciała zostać lekarzem. Nie wzięło się to znikąd. Występujące u niej od wczesnego dzieciństwa ataki astmy zbiegły się w owym czasie z wyjątkowo ciężkim przypadkiem anginy. Przez ponad pół roku leżała w szpitalnym łóżku, obserwując codzienność naznaczoną chorobami, bólem, nieustającym cierpieniem. Mimo to, albo właśnie dlatego, zamarzyła, by w przyszłości też założyć biały kitel. Kiedy przez długi czas aplikowane jej kolejne dawki standardowych antybiotyków nie przynosiły żadnego efektu, a lekarze bezradnie rozkładali ręce, pojawił się pomysł udziału w testach klinicznych nowego specyfiku – azytromycyny. Szczęśliwie, objawy po nim ustąpiły jak ręką odjął, odzyskała zdrowie i… zmieniła swoje życiowe plany.

– Doszłam do wniosku, że od wypisywania recept znacznie bardziej ekscytujące może być tworzenie, opracowywanie nowych leków. Pod wpływem tej refleksji zostałam naukowcem – śmieje się dr Agata Starosta. Domeny, którą miała się wkrótce zająć, nie musiała daleko szukać.

Czułe punkty u laseczki

Lekooporność nie jest zjawiskiem nowym, ale ostatnio przybiera na sile. Światowa Organizacja Zdrowia zaliczyła oporność drobnoustrojów na antybiotyki i chemioterapeutyki do największych zagrożeń życia publicznego. Okazuje się, że używanie antybiotyków – o ile odbywa się pod kontrolą lekarza – nie jest tak szkodliwe, jak stosowanie ich w zbyt małych ilościach bądź nieregularnie, z przerwami. Któż z nas, poczuwszy się choć odrobinę lepiej, nie przerywał terapii, uznając, że przyniosła ona już swój efekt? To błąd. Antybiotyki są bowiem w większości bakteriostatyczne, a nie bakteriobójcze, co oznacza, że na pewien czas jedynie wstrzymują wzrost bakterii. Ich unieszkodliwienie przynosi dopiero leczenie w pełnym zalecanym wymiarze. W przypadku odstawienia kolejnych dawek nie dość, że bakterie zaczynają drugie życie, to również, szukając skutecznego sposobu ominięcia przeszkody w postaci antybiotyku, z czasem się nań uodparniają. W sprzyjających warunkach są w stanie wymieniać się materiałem genetycznym i przekazywać sobie te części DNA, które są odpowiedzialne za oporność.

– Każda bakteria ma swoje czułe punkty, które właśnie próbuję odnaleźć z nadzieją na to, że mogą one stanowić nowe obszary działania antybiotyków. Najważniejsze jest właściwe rozpoznanie przeciwnika – nie ma wątpliwości dr Starosta.

„Pomaga” jej w tym laseczka sienna (Bacillus subtilis ), nieszkodliwa dla ludzi bakteria, która na dobrą sprawę występuje wszędzie, a głównie w glebie. To popularny szczep używany w laboratoriach, będący kuzynem bardzo patogennych bakterii, takich jak używana w atakach bioterrorystycznych pałeczka wąglika (B. anthracis ), odpowiedzialna za poważne zatrucia pokarmowe laseczka woskowa (B. cereus ) czy powodujące groźne zakażenia szpitalne Clostridium difficile . Łączy je to, że gdy napotkają niekorzystne warunki w otoczeniu, zaczynają sporulować, czyli produkować wewnątrz komórki-matki formy przetrwalnikowe, tzw. spory. Uwolniona do środowiska może ona przetrwać setki, ba, tysiące lat. Zdarzało się, że w trakcie prac na Antarktydzie znajdowano sporę, której organizm współczesnego człowieka nie rozpoznaje. W terminologii naukowej nie bez kozery zwie się je ultimate survivors – są w stanie przeżyć dosłownie wszystko: dezynfekcje, wysoką temperaturę, promieniowanie UV, obróbkę chemiczną… Wystarczy ich ledwie kilka, by zaczęły się mnożyć i zakażać wszystko, co spotkają na swojej drodze. NASA zidentyfikowała je jako jedno z głównych zagrożeń w eksploracji kosmosu, bo wyniesienie na orbitę też nie stanowi dla nich żadnej przeszkody.

– Pod względem biologicznym Bacillus subtilis jest dość ciekawym modelem. Chociaż laboratoryjne szczepy tej bakterii dzielą się w optymalnych warunkach co około 40 minut, to już sporulacja, czyli proces tworzenia endospory, trwa wiele godzin i dzieli się na pięć faz w pełni od siebie zależnych. Wprowadzenie jakiejkolwiek zmiany w jednej fazie może się manifestować już w następnej. Pozwala to badać różne cykle, procesy komórkowe bakterii i atakować je antybiotykami – wyjaśnia laureatka trzyletnich grantów: First Team Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz Europejskiej Organizacji Biologii Molekularnej (EMBO). Choć wartość obydwu robi wrażenie – łącznie to przeszło 2,5 mln zł – moja rozmówczyni przypomina, że to suma do rozdysponowania w ciągu trzech lat nie tylko na pensje. W innych dziedzinach kwota ta mogłaby przyprawić o zawrót głowy, ale w przypadku badań nad przebiegiem translacji, czyli syntezą białek w komórce, trzeba uwzględnić jeszcze odpowiedni sprzęt, odczynniki itd. A prowadząc je w Polsce – jej zdaniem – trzeba liczyć się dodatkowo z tym, że uprawianie nauki jest droższe niż za granicą.

Rybosomalna nanomaszyna

Wie co mówi, bo ostatnich dwanaście lat spędziła na obczyźnie. Z tamtej perspektywy wybór Lublina jako kolejnego w karierze przystanku, nawet z jego strategią stawiania na innowacje (a taki potencjał tkwi w jej projekcie) czy przestrzenią laboratoryjną, jaką oferuje otwarte w ubiegłym roku i kuszące wysokiej klasy sprzętem nowoczesne centrum naukowe Ecotech-Complex, nie był wcale oczywisty. Tym bardziej że pojawiły się też propozycje m.in. z Hamburga czy Würzburga. Przeważyła osoba prof. dr. hab. Marka Tchórzewskiego, który podobną co ona tematyką zajmuje się w Zakładzie Biologii Molekularnej Wydziału Biologii i Biotechnologii UMCS. To miejsce upatrzyła sobie więc na debiut w roli szefowej zespołu badawczego.

Inspirację przy jego tworzeniu czerpała z tamtych doświadczeń. Najpierw u dr. Daniela Wilsona na Uniwersytecie Ludwika Maksymiliana w Monachium, gdzie obroniła doktorat i przeżywała jak dotąd najbardziej owocny okres w swojej karierze. W pewnym momencie stwierdziła jednak, że chce spróbować czegoś innego niż translacja białek i przeniosła się do laboratorium prof. Jeffa Erringtona w Newcastle University, specjalizującego się w badaniach nad budową ściany komórkowej w bakteriach i podziałem komórkowym. Każdemu poleca, by choć na chwilę zmienić temat badawczy, zainspirować się czymś innym, zobaczyć to, do czego czuje się słabość, od drugiej strony, z boku. W Anglii nauczyła się jednak głównie… sztuki przetrwania w środowisku mocno nastawionym na lidera.

Chciała zatem uniknąć tych błędów i powielić to, co dobre. Dlatego dziś nie wyobraża już sobie, by jako szefowa nie interesowała się tym, co się dzieje w grupie, nie przekazywała swojej wiedzy podopiecznym, a oczekiwała od nich jedynie wyników. Postawiła na interdyscyplinarność, bo w niej widzi siłę do działania. Właśnie wtedy, gdy wspólnie pracują biolodzy, biochemicy, bioinformatycy, a każde z nich inaczej spogląda na świat i na naukę, potencjał grupy wzrasta. Z grona blisko 70 osób wybrała trzy uzupełniające się charakterami, entuzjastycznie nastawione, o podobnym poczuciu humoru.

– Nie wiem, czy do końca zdają sobie sprawę z tego, jak bardzo inne spojrzenie od tego, które dominuje w badaniach nad bakteriami, im zaproponowałam, ale przez to, że mają jeszcze „nieskażone” umysły, łatwiej z nimi wkraczać na nowe pola nauki, są bardziej otwarci na niebanalne pomysły – zaznacza, dodając jednocześnie, że sama lubi takie ryzykowne podróże w nieznane.

To inne spojrzenie nieśmiało przebijało się przez forsowany od lat pogląd, traktujący rybosomy jako homogenne układy, pozbawione roli w regulacji translacji białek. Dr Starosta podejrzewa jednak te molekularne nanomaszyny o zmienną naturę, przejawiającą się w różnorodności płaszcza białkowego będącego – obok kwasu rRNA – elementem ich struktury. Wyspecjalizowane rybosomy występujące w komórce w niewielkich ilościach miałyby do wypełnienia w niej określoną funkcję: w szybki sposób reagować na bodźce ze środowiska, np. zwiększoną dawkę antybiotyku, i neutralizować je poprzez zwiększoną produkcję konkretnych białek.

Założenie to odnosi się zresztą nie tylko do bakterii, ale także do komórek eukariotycznych, zwłaszcza nowotworowych. Istnieje podejrzenie, że mogą one wykorzystywać wyspecjalizowane rybosomy do tego, by się różnicować. Gdyby teza ta znalazła potwierdzenie, właśnie na wyspecjalizowane rybosomy byłyby również ukierunkowywane leki do chemioterapii.

Wprawdzie badania prowadzone przez dr Agatę Starostę mają charakter podstawowy, a nie wdrożeniowy, jednak niewykluczone, że na podstawie wyników uzyskanych w ich trakcie zostaną opracowane nowe antybiotyki. Będą się one wówczas charakteryzować całkiem innym podejściem do infekcji niż to tradycyjne. Przede wszystkim precyzyjnie uderzą w bakterie patogenne, np. Clostridium difficile czy Bacillus cereus , pozostawiając nietknięte te zdrowe. Bywa, że lekarze ordynują antybiotyki o bardzo szerokim spektrum działania, które niestety mają negatywny wpływ na całą naszą florę bakteryjną, co z kolei jest dużym obciążeniem dla organizmu ludzkiego. Tym bardziej że bakterie, stanowiąc blisko 3% masy naszego ciała, są niezbędne np. w procesie trawienia czy nabywania odporności. Dlatego istotne jest, by antybiotyki były skierowane tylko na te drobnoustroje, które wywołują choroby. W ten sposób skutki uboczne stosowania takich leków byłyby mocno ograniczone, a i pobyt w szpitalu mógłby zostać skrócony do minimum.

– Zaczynamy skromnie, od bakterii, które są nieco mniej skomplikowane i pewne rzeczy łatwiej w nich monitorować, ale jeżeli faktycznie odkryjemy te mechanizmy, to będzie je można później sprawdzić również w komórkach eukariotycznych – twierdzi dr Starosta, której powrót do kraju stał się niespodziewaną okazją do konfrontacji z zupełnie inną niż do tej pory rzeczywistością.

Po polsku, czyli…

Najtrudniej przyszło przestawienie się na mechanizmy rządzące procedurami administracyjnymi. Zresztą do tej pory, a minęło dobre pół roku, nie może się otrząsnąć. W Niemczech czy Anglii zamówiona rzecz już na drugi dzień była w laboratorium, a tu z uwagi na przetargi i zapytania ofertowe regulowane przez polskie ustawodawstwo może to trwać nawet miesiącami. Wprawdzie poradziła sobie, zaczynając badania od analiz bioinformatycznych, etapu, w którym z worka danych próbuje się wycisnąć jak najwięcej informacji i powiązać je ze sobą, tym niemniej uważa, że to zupełne kuriozum, nieprzystające do współczesnych realiów naukowej pracy na Zachodzie, dodatkowo potrafiące dezorganizować harmonogram działania. Szybko musiała nauczyć się też tego, by nie zamawiać jednej rzeczy, tylko wszystko na zapas i antycypować kolejne zamówienia tak, żeby nie było przestojów. Nie uniknęła też perypetii z wszechogarniającą biurokracją. Z przekąsem zaznacza, że do zespołu powinna zatrudnić również prawnika, który by jej pomógł przebrnąć przez gąszcz przepisów.

– Zagranica nieco wypaczyła moje myślenie o nauce. Myślałam, że po dwóch miesiącach wszystko ruszy, będziemy pracować, prowadzić eksperymenty… Jak na to patrzę, to mój optymizm był nadmierny, podeszłam do sprawy po prostu za bardzo po niemiecku, według standardów tamtego systemu – szczerze wyznaje.

Swoją przyszłość widzi mimo wszystko właśnie nad Wisłą. Wspomina, że kiedy wyjeżdżała, warunki życia na Zachodzie były o wiele lepsze, ale od pewnego czasu tam impet zgasł, a Polska ruszyła do przodu. Młodzi chcą czegoś więcej, coraz mniej ich blokuje, najmłodsza kadra często ma najwięcej pieniędzy na badania. Rodzi się innowacyjność, zupełnie nowe spojrzenie na naukę, chęć współpracy…

– Potrzeba jeszcze kilku lat, żeby to okrzepło i działało tak jak za granicą, ale myślę, że zmierza to we właściwym kierunku – podsumowuje swoje obserwacje. ?