Istorijski uspeh srpske naučnice Gordane Vunjak-Novaković

Rad ove profesorke Univerziteta Kolumbija, članice SANU i prve Srpkinje i žene koja je postala član Nacionalne akademije inženjerstva SAD, rešio je kompleksne probleme u vezi sa zamenom oštećenog tkiva, što je opredelilo EZP da prvi put jedna naučnica iz Srbije bude u finalu u prestižnoj kategoriji „Životno delo“.

Predsednik Srbije Aleksandar Vučić profesorku Vunjak-Novaković je 2020. godine odlikovao Ordenom Karađorđeve zvezde drugog stepena za naročite zasluge u predstavljanju Republike Srbije i njenih građana i postignute izuzetne rezultate u oblasti medicinskih nauka i biomedicinskog inženjerstva. 

Ugledna naučnica je i kreativni ambasador Srbije u okviru Saveta za kreativne industrije pri Kabinetu predsednice Vlade Srbije Ane Brnabić.

Ovu najcitiraniju srpsku naučnicu do sada, kao dete je inspirisao jedan od najvećih svetskih umova Nikola Tesla. Pokrenula je pronalaženje alternativnog pristupa u laboratorijskom uzgajanju ćelija, što je dovelo do revolucionarnog postignuća u kultivaciji tkiva za primenu u regenerativnoj medicini.

Pobednici ovogodišnje najprestižnije evropske nagrade za pronalazače biće objavljeni na ceremoniji 17. juna.

Inženjerstvo tkiva 

„Tokom svoje naučne karijere, Gordana Vunjak-Novaković dala je ogroman doprinos inženjerstvu tkiva, jednom od najperspektivnijih načina za produženje ljudskog veka i poboljšanje kvaliteta života“, rekao je predsednik Evropskog zavoda za patente Antonio Kampinos, saopštavajući imena finalista za 2021. godinu. „Njena naučna inovacija, preduzetnički način razmišljanja i patentirani pronalasci nude mogućnost bezbednije rehabilitacione medicine kod mišićno-koštanih, srčanih i plućnih stanja, otvarajući vrata novom dobu regenerativne medicine.“

Profesorka Vunjak-Novaković sa svojim timom trenutno istražuje i da li bi njihova tehnologija mogla da oporavi pluća oštećena od kovida 19, i testira novi tretman zasnovan na inhalacionoj terapiji, gde aktivnu komponentu leka predstavlja molekul koji izlučuju matične ćelije.

Dr Vunjak-Novaković članica je najuglednijih naučnih društava i akademija u svetu, uključujući američku Nacionalnu akademiju nauka i SANU, i jedina je žena među članovima Njujorške akademije nauka.

Dve decenije bavi se istraživanjima i primenom bioreaktora koji omogućavaju da se humana tkiva gaje u laboratoriji. Njen rad je fokusiran na inžinjerstvo ljudskih tkiva za regenerativnu medicinu, izučavanje matičnih ćelija i modelovanje bolesti.

Njena laboratorija je razvila nove metode zasnovane na matičnim ćelijama, biomaterijalima i bioreaktorima za regeneraciju srca, pluća i kostiju, i modele humane fiziologije i patologije. Sa svojim timom naučnika napravila je srčani mišić od matičnih ćelija koji radi kao srčani mišić odraslog čoveka, što predstavlja pravu revoluciju u medicini kakvu poznajemo.

Jedinstvena na „Kolumbiji“

Rođena je u Beogradu 1948. godine. Trenutno živi u Njujorku, SAD. Ona je prvi inženjer u istoriji Univerziteta Kolumbija promovisan u rang "University Professor", koji ima samo petnaestak aktivnih profesora, od preko četiri hiljade angažovanih na tom univerzitetu.

Dr Vunjak-Novaković je i jedina žena na Kolumbiji izabrana u četiri američke akademije (Inženjerstvo, Medicina, Nauka i umetnost, Pronalazaštvo). Takođe, profesor je biomedicinskog inženjerstva i medicinskih nauka fondacije Mikati, kao i profesor stomatologije i direktor laboratorije za matične ćelije i inženjerstvo tkiva na Univerzitetu Kolumbija u Njujorku.

Godine 2008, dr Vunjak-Novaković je primljena u Međunarodnu kuću slavnih žena u tehnologiji, dobitnica je brojnih priznanja uključujući "Pritzker" nagradu Društva za biomedicinsko inženjerstvo i "Shu Chien" nagradu Američkog instituta za hemijske inženjere.

Godine 2021, dobila je nagradu "Pierre Galletti", najveće priznanje koje Američki institut za medicinsko i biološko inženjerstvo dodeljuje pojedincima. Izabrana je u Academia Europea, Srpsku akademiju nauka i umetnosti, Nacionalnu akademiju inženjerstva, Nacionalnu akademiju za medicinu, Nacionalnu akademiju pronalazača i Američku akademiju nauka i umetnosti.

Dr Vunjak-Novaković je imenovana u mnogim patentima, uključujući EP2408401 i EP1112348, dodeljene 2016, odnosno 2005. godine, koji čine osnovu za njenu nominaciju za finalistu Evropske nagrade za pronalazače 2021. godine.

Kombinovanje ćelija i biomaterijala

Zamena oštećenog ili istrošenog tkiva je dugo bila cilj naučnika koji rade u biomedicinskom polju. Osamdesetih godina prošlog veka, kada je Vunjak-Novaković započela svoju karijeru, preovladavao je pristup kombinovanja ćelija i biomaterijala i njihova ugradnja u telo, sa namerom da takav transplant pronađe način da regeneriše tkiva.

Istraživačica je pionir alternativnog pristupa koji obuhvata laboratorijsko uzgajanje ćelija uz pažljivo kontrolisanje eksternih okruženja (temperatura, pe-ha, nutrijenti, kiseonik, faktori rasta i fizičke sile) kako bi se uticalo na vrstu tkiva u koje se ćelije razvijaju, praćeno implantacijom ovog tkiva u telo. „Ćelije ne možete da prevarite", kaže Vunjak-Novaković. „Morate im pružiti pun spektar uslova koje imaju u prirodi". 

Sa više od 53.400 citata i više od 420 članaka u naučnim časopisima, Vunjak-Novaković danas spada među najcitiranije inženjere na svetu, a tokom svoje karijere dobila je brojne nagrade i priznanja; 2007. postala je prva žena inženjer koja je održala Direktorsko predavanje na Nacionalnom institutu za zdravlje, a sledeće godine primljena je u Međunarodnu kuću slavnih žena u tehnologiji.

Uz "EpiBone", koji trenutno ima 20 zaposlenih i privukao je više od deset miliona evra investicija, Vunjak-Novaković je suosnivač još tri kompanije. Tu spadaju TARA Biosystems, koji izrađuje srcoliko tkivo za upotrebu u testiranju lekova; Xylyx Bio, koji proizvodi materijal specifičan za tkivo kako bi podržao rast ćelija; i Immplacate Health, koja koristi matične ćelije za suzbijanje različitih autoimunih i zapaljenskih poremećaja.

Mentorska uloga 

Uz preduzetničku i naučnu izvrsnost, dr Vunjak-Novaković je pokazala i impresivnu posvećenost podršci kolegama i negovanju nove generacije istraživača, obučivši preko 150 mlađih predavača, kliničkih saradnika, postdoktoranata, studenata medicine i postdiplomaca, od kojih su mnogi predavači na univerzitetima širom sveta ili rukovodioci u biotehnološkoj industriji.

Mentorsku ulogu smatra jednim od najznačajnijih aspekata svoje karijere: „Mentorstvo je najbolja i najvažnija komponenta onoga što radimo u akademskoj zajednici. Budućnost inženjerstva i medicine počiva na mladim talentima koji se bave naučnim istraživanjima", kaže ona.

Svoju višedecenijsku karijeru srpska naučnica je posvetila razvoju eks-vivo tehnike inženjerstva tkiva koja omogućava bezbednijii i precizniji način kultivacije koštanog, srčanog, plućnog i vaskularnog tkiva, bilo za transplantaciju, modeliranje bolesti ili ispitivanje lekova.

Pre nego što je razvila svoju tehniku, zamena tkiva je podrazumevala ili bolan graft iz tela pacijenta, ili je nosila rizik od odbacivanja od strane imunog sistema u slučaju graftova uzetih sa leša. Pionirska tehnika dr Vunjak-Novaković uključuje eks-vivo stvaranje živih bioloških graftova putem kultivacije novog komada tkiva iz sopstvenih ćelija pacijenta, u potpunosti eliminišući ove probleme.

Facijalna hirurgija bila je primarni fokus dr Vunjak-Novaković i kompanije EpiBone. Da bi se napravile inženjerski projektovane kosti lica, nedostajuće ili oštećeno područje se skenira ne bi li se definisao precizan oblik defekta, što pomaže u stvaranju 3D modela potrebne zamenske kosti. Model se potom unosi u uređaj za mikrofabrikaciju kako bi se deo svinjske ili goveđe kosti izrezao u isti oblik, stvarajući matricu u kojoj će rasti novo koštano tkivo.

Model se naseljava matičnim ćelijama iz abdominalnog masnog tkiva pacijenta i smešta u bioreaktor, koji oponaša precizno kalibrisane uslove u ljudskom telu, omogućavajući kosti da raste. Budući da se koštano tkivo neprestano obnavlja, animalni model je na kraju zamenjen sopstvenom kosti pacijenta. Dr Vunjak-Novaković veruje da je EpiBone jedina kompanija koja može da izvrši individualno prilagođavanje kostiju pacijenata njihovoj biologiji i anatomskom obliku.

Evropski patent za metodu regeneracije kostiju koju je razvila dr Vunjak-Novaković odobren je 2016. godine. Po njenim rečima, patenti su bili presudni za pomak njenog istraživanja u komercijalnu upotrebu. „Ako vidimo da imamo tehnologiju koja može da se patentira – što znači nešto što nije očigledno, a moglo bi da napravi veliku razliku u nekoj oblasti nauke, inženjerstva ili medicine“, kaže ona, „tada uvek podnosimo privremenu patentnu prijavu, pre nego što o tom otkriću počnemo da govorimo na naučnim skupovima ili objavimo naučni rad.“

Prototip za inženjering srčanog tkiva 

Dr Vunjak-Novaković je takođe razvila protokol za inženjering srčanog tkiva nalik onom kod odraslih ljudi, koji trenutno komercijalizuje TARA Biosystems, još jedna kompanija čiji je suosnivač. Ova tehnologija stvara živo srčano tkivo za biomedicinska istraživanja, uključujući in vitro ispitivanje novih lekova.

Srpsko-američka naučnica je i deo tima koji predvodi istraživanje o regeneraciji teško oštećenih pluća za transplantaciju, tako što ih nekoliko dana pre transplantacije povezuje sa cirkulatornim sistemom primaoca, što može imati pozitivne implikacije na uspeh transplantacije pluća. Trenutno, do 80 odsto donorskih pluća se odbija zbog ozbiljnih, ali potencijalno reverzibilnih povreda.

EpiBone se nada da će uspeti da izrađuje projektovane koštane proizvode za decu sa urođenim deformitetima glave i lica. Trenutno, deca sa takvim stanjima moraju da prođu nekoliko operacija tokom godina, jer su potrebni zamenski graftovi kako dete raste.