Garunaren eta alzheimerraren konplexutasuna ulertzeko, teknologia eta gailu konplexuak: kuantika eta ordenagailu kuantikoa. Biobizkaia osasun ikerketa institutuko talde batek IBMren Donostiako Quantum System Two ordenagailu kuantikoa erabiliko du alzheimerraren kontrako tratamenduak bilatzen saiatzeko. Biobizkaiko Neuroirudi Konputazionaleko taldeko ikertzaileak arduratuko dira ikerketaz. Berritzailea da alzheimerra eta ordenagailu kuantikoa ikerketa baten uztarri berean jartzea.
Osasun arazoak eta gaixotasunak ikertzeko taldeetan, normalean, medikuntzari edo biologiari lotutako ikertzaileak izaten dira nagusi. Haien lanean oinarritzen dira. Jakintzaren adar ezberdinetako adituak behar izaten dituzte, ordea, eta ohikoa da ingeniariak, informatikariak eta matematikariak ere izatea, datu asko aztertu behar dituzten taldeetan batez ere.
Biobizkaiko Neuroirudi Konputazionaleko taldea ezberdina da, ordea: matematikariak eta ingeniariak dira oinarria —telekomunikazioetan eta informatikan adituak—, eta medikuntzari eta biologiari lotutako ikertzaileak, osagarri. Gaixotasun neurodegeneratiboak ikertzen badituzte ere. Jesus M. Cortes matematikariak sortu zuen taldea, eta berak zuzentzen du.
Ikuspegi ezberdina
Horrek aldea eragiten du osasun arazoei begiratzeko eta heltzeko moduan. Ikuspegia ezberdina da. «Kliniko batek, ikertzen duenean, hipotesi bat izaten du», azaldu du Ibai Diezek. Alzheimerraren kasuan, esaterako, amiloide proteinaren plakak eta tau proteinaren matazak pilatzen dira garunean. Toxikoak. Neuronen arteko komunikazioa eteten dute, eta neuronak hil egiten dira. «Ondorioz, ikerketari dagokionez, kliniko gehienek eta enpresa farmazeutikoek ikertzen dute plaka horiek nola kendu, pentsatuz horrek alzheimerra sendatuko duela».
«Alzheimerra garatzen ez dutenen datuak aztertu nahi ditugu, ikusteko ea garunean patologia baldin badute ere zergatik dagoen haien garuna babestuta»
IBAI DIEZ Biobizkaiko ikertzailea, ikerketaren arduraduna
Ibai Diez Biobizkaiko Neuroirudi Konputazionala ikerketa taldeko ikertzailea da. Telekomunikazio ingeniaria. Ikerbasque eta Ramon y Cajal ikertzailea. Bera arduratuko da ordenagailu kuantikoa erabiliko duen ikerketa zuzentzeaz. Ondoan izango du Asier Erramuzpe informatika ingeniaria, hori ere Ikerbasque eta Ramon y Cajal ikertzailea. Proiektua Basque Quantumen, Eusko Jaurlaritzaren Osasun Sailaren —Biobizkaiaren bitartez—, Osakidetzaren eta IBM Cleveland Clinicen arteko nazioarteko aliantza estrategikoaren emaitza da.
Garunaren irudietan eta irudi horietatik ateratako datuetan oinarritzen dute ikerketa. «Guk, klinikoekin alderatuta, gauza zeharo ezberdina egiten dugu», jarraitu du azalpena Diezek. «Hipotesi bat eduki beharrean, datuek hitz egitea nahi dugu. Apriorismorik gabe joaten gara: ez dugu begiratzen gaixotasunaren barruko gauza bat soilik, eta konputazionalki gauza gehiago edo istorio osoago bat ikusten saiatzen gara». Datuei esker gaixotasunak hobeto ulertu nahi dituzte, eta, ikerketa honetan, baita terapia bat aurkitu ere.
Babesa dutenen bila
Beste modu batera esanda, ikuspegi globalagoa dute. Garunaren eta alzheimerraren kasuan, geneen, zelulen, neuronen eta abarren arteko interakzio asko daude. Pentsa, pertsona batek batez beste 86.000 milioi neurona ditu. Elementu horiek zirkuituak eta sareak sortzen dituzte. Prozesu konplexuak. Konputazioaren bidez, horiek deskodetzen saiatzen dira. Datu mota asko erabiltzen dituzte: neuroirudietatik ateratakoak, hildakoen garunetatik lortutakoak, gaixoen odoleko plasmatik ateratakoak... Datu horiek guztiak bateratzen saiatzen dira.
Erresonantzia magnetikoen bidez ikus dezakete ea pertsona baten garunaren funtzionamendua aldatzen ari den edo atrofiatzen ari den. Hildakoen garunak karakterizatzen dituzte, irudi molekularrekin. Haien amiloide eta tau kopurua ikusten dute. Gaur egun, odoleko plasman ere ikus daiteke, eta ez da beharrezkoa puntzio baten bitartez likido entzefalorakideoa ateratzea.
Eta zer funtzio izango lukete kuantikak eta ordenagailu kuantikoak? Alzheimerraren konplexutasuna aztertzen laguntzea
Datuak bai, baina zertarako? Alzheimerraren kasuan, pertsonek amiloide plakak eta tau matazak pilatzen dituzte garunean. Pertsona batzuek, ordea, proteina horiek pilatzen badituzte ere, ez dute alzheimerra garatzen. Arrazoiren batengatik, alzheimerraren kontra babestuta daude, eta ez dute izaten narriadura kognitiborik.
«Pertsona horien datuak aztertu nahi ditugu, ikusteko ea garunean patologia baldin badute ere zergatik dagoen haien garuna babestuta», azaldu du Diezek. Arrazoia aurkituz gero, mekanismo hori erabiliko lukete alzheimerraren kontrako tratamendu posible gisa.
«Kuantikak oinarri hartzen ditu zenbait egoera aldi berean gertatzeko probabilitateak, eta, gu gene askoren arteko elkarrekintzak aurkitzen saiatzen garenez, abantaila handia da»
IZARO FERNANDEZ IRIONDO Biobizkaiko ikertzailea, fisikaria
Neuroirudiek erakutsi egiten diete alzheimerra zer eremutan edo fasetan garatzen ari den. Baina ez nola gertatzen ari den. Ez diete aztarnarik ematen mekanismo molekularrei buruz. Eta horixe da, hain justu, haien helburua: ikustea geneak nola espresatzen diren, alzheimerrarekin nola aldatzen diren eta zein den aldea gaitza garatzen dutenen eta ez dutenen artean. «Gene horiek eman diezagukete arrastoren bat terapia geniko edo zelularren bat garatzeko alzheimerrarentzat», Diezen arabera. Faktore genetikoak dira alzheimerraren eragile nagusiak.
Diezek zehaztu du alzheimerrean bi fase daudela: goiztiarra eta berantiarra. Goiztiarrean, herritarren %30 inguru babestuta daude; berantiarrean, %2 bakarrik. Haiek fase guztiak aztertzen dituzte, ikusteko ea tratamenduak eraginkorrak izan daitezkeen fase ezberdinetan.
22 urte lehenago
Ikertzaileek badakite pertsonak amiloide plakak eta tau matazak pilatzen hasten direla alzheimerrak narriadura kognitiboa eragin baino 22 urte lehenago. Diezen ikerketa taldearen helburuetako bat bada aurreikustea nork garatuko duen alzheimerra eta nork ez.
Horretarako, 60 urtetik gorako pertsonen garunen irudiak ateratzen dituzte urtero, bilakaera ikusteko. Garuneko eremu batzuk atrofiatzea da alzheimerraren seinaleetako bat. «Badakigu 65 urterekin %10ek alzheimerra eduki beharko luketela, 70 urterekin %15ek eta 85 urterekin %33k», azaldu du Diezek. Donostiako Cita Alzheimer fundazioak eta AEBetako Harvardeko Unibertsitateak azken urteetan bildutako informazioarekin, irudiekin eta laginekin ere lan egiten dute. Baita Kolonbiako familia bateko kideen neuroirudiekin ere: familiako kide guztiek alzheimerra garatzen dute 45 urterekin, eta neuroirudiak ateratzen dizkiete 7 urtetik aurrera, ikertzeko.
Ikusi nahi dute geneak nola espresatzen diren, alzheimerrarekin nola aldatzen diren, eta zein den aldea gaitza garatzen dutenen eta ez dutenen artean
Eta zer funtzio izango lukete kuantikak eta ordenagailu kuantikoak? Alzheimerraren konplexutasuna aztertzen laguntzea. «Arazo batzuk konplikatuegiak dira», Diezen arabera. Alzheimerraz ari da. «Azkenean, ez dira geneak bakarrik; geneen, proteinen eta zelulen arteko elkarrekintzak daude, eta, gene batean aldaketa bat eginda, espero ez dituzun beste aldaketa batzuk gertatzen dira». Elkarrekintza eta datu horiek guztiak aztertu nahi dituzte ordenagailu kuantikoarekin. Tresna horrekin garunaren funtzionamenduaren eredu osoagoa eta hobea egin dezaketela uste dute. Hildako 1.500 pertsonaren garunen datuak dituzte —alzheimerra izan zutenak eta izan ez zutenak—, eta datu horiek guztiak emango dizkiote ordenagailu kuantikoari, patroiak ikasteko. Sistema entrenatu egin beharko dute. Patroiak aurkituz gero, egiaztatu egin beharko dituzte.
Erronka kuantikoa
Jomuga terapeutikoak aurkitu nahi dituzte: haien funtzionamendua aldarazita edo botikaren baten bitartez alzheimerra garatzea saihestu dezaketen geneak. Garunean mieloide eta tau proteinak pilatuta ere, alzheimerra garatzen ez duten horien —«erresiliente» deitu die Diezek— geneak aztertuko dituzte, zer gene espresatzen diren ikusteko. «Gaixoetan gene horiek gainespresatzen baldin baditugu, agian horrek eragin dezake erresilienteen mekanismo molekularrak erreplikatu ahal izatea, gaixoen garunak babestea eta narriadura kognitibo hori ez izatea», azaldu du hipotesia Diezek.
«Paziente bakoitzarekin organoideen bilduma bat osatuko dugu, eta, horrela, terapiak baliagarriak diren edo ez probatu ahalko dugu»
NATI ALKORTA Biobizkaiko ikertzailea, biokimikaria
Baina ordenagailu kuantikoa erabiltzea, bere hartan, erronka bat da haientzat ere. Algoritmo kuantikoak erabiliko dituzte. Izaro Fernandez Iriondoren ardura izango dira kuantika eta algoritmo kuantikoak. Ikasketaz fisikaria da, baina ingeniaritza informatikoari buruz egin zuen doktoretza. Kuantikak garuna eta alzheimerra ikertzeko duen abantaila nabarmendu du: «Kuantikak oinarri hartzen ditu zenbait egoera aldi berean gertatzeko probabilitateak, eta, gu gene askoren arteko elkarrekintzak aurkitzen saiatzen garenez, abantaila handia da. Bestela, konputazio klasikoarekin, ezinezkoa litzateke». Fernandez Iriondo Cleveland Clinic-era (AEB) joango da egonaldi bat egitera. Han erabili zuten lehen aldiz IBMren ordenagailu kuantiko bat osasun ikerketarako. Bidea ez da erraza izan: «Ikasketa prozesua luzea da; esan ziguten bi edo hiru urte behar izan zituztela oso oinarrizko gauzak egiteko. Hasi berria da teknologia hau».
Organoide zelularrak
Jomuga terapeutikoren bat aurkitzen baldin badute, organoide zelularretan probatuko dute. Organoide zelularrak pazientearen zelulekin osatutako zuntz zatiak dira, 500 mikra eta bost edo zortzi milimetro artekoak. «Arroz ale baten neurrikoak», azaldu du, hobeto ulertzeko, Diezek.
Nati Alkorta biokimikaria arduratuko da organoide zelularrez. Alzheimer gaixoen material genetikoa duten zuntz zatiak sortuko dituzte, zelula ametik abiatuta. Arroz alearen neurriko zuntz zati horietan ikusi ahalko dute ea jomuga terapeutiko horiek egokiak diren, haiek aldatuta alzheimerra garatzea saihesten den. «Paziente bakoitzarekin organoideen bilduma bat osatuko dugu, eta, horrela, terapiak baliagarriak diren edo ez probatu ahalko dugu, eta zer paziente motatarako», Alkortaren esanetan.
Alzheimerra ikertuko dute, baina osasun arazo gehiago ikertzeko lan ildoa zabaldu nahi dute: «Azkenean, jomuga terapeutikoak bilatzeko moduak oso antzekoak baitira».
