Mateja Matišić iz Slatine, doktorandica organske kemije na PMF-u u Zagrebu i kemičarka na Institutu Ruđer Bošković, na Zavodu za organsku kemiju i biokemiju izrađuje doktorsku disertaciju pod mentorstvom dr. sc. Matije Gredičaka. Kao članica Grupe za asimetričnu organokatalizu u Laboratoriju za biomimetičku kemiju, danas se u okviru projekta financiranog sredstvima Hrvatske zaklade za znanost bavi razvojem metodologija priprave spojeva koji imaju višestruku primjenu.
Sa svojim mentorom, dr. sc. Matijom Gredičakom, Mateja je razvila protokol za pripravu jedne vrste optički čistih spojeva koji sadrže strukturni motiv prisutan u nizu biološki aktivnih spojeva, kao i postojećih i potencijalnih lijekova. Rezultati istraživanja objavljeni su ove godine u časopisu Chemical communication.
Zamolili smo stoga Mateju da nam predstavi svoj rad na Institutu.
-Moja ljubav prema kemiji razvila se još u srednjoj školi Marka Marulića u Slatini. Činilo mi se zanimljivo da se putem kemijskih procesa puno toga može napraviti, istražiti i tako pridonijeti cijelom društvu. Zato sam i izabrala kemiju kao smjer u svom profesionalnom životu.
foto: IRBSVE JE KEMIJA
Vidim je kao znanost koja je iznimno važna u našim životima. Spojevi i kemijski procesi presudni su za funkcioniranje ljudskog organizma, prirode, cijelog biljnog i životinjskog svijeta te stvaranje svih predmeta koje poznajemo. Od odjeće do rakete. Dakle, sve što nas okružuje sastoji se od molekula ili spojeva. Zahvaljujući svojim svojstvima, te molekule pronalaze svoju primjenu – ističe ova doktorandica koja u „kemijanju“ vidi ozbiljnu priliku ne samo za profesionalno usavršavanje već i za pomoć društvu, napredak u liječenju bolesti kroz kvalitetnije i sigurnije lijekove te brojne druge mogućnosti koje kemija nudi.
Svaki spoj koji se pripravi u laboratoriju, znači manje posezanja za istim spojevima u biljnom ili životinjskom svijetu, kaže Mateja.
PRIRODNO I U LABORATORIJU
Ovdje se naša sugovornica poslužila konkretnim primjerom. Paklitaksel, lijek koji se u kemoterapiji koristi za liječenje različitih vrsta raka, izoliran je, naime, iz kore pacifičke tise. Zbog velike eksploatacije ova je biljka postala zaštićena vrsta. Kako se takve stvari ne bi ponavljale, kemičari poput Mateje danas u laboratoriju razvijaju načine priprave prirodnih, ali i drugih biološki aktivnih spojeva.
Njen mentor, dr. Gredičak, napominje kako se na ovaj način čuva i prirodni izvor i sprječava eksploatacija flore i faune.
-Procesi stvaranja molekula ključni su ne samo za akademska istraživanja, već i primjenu u industriji, s obzirom na to da omogućuju izgradnju novih funkcionalnih materijala, ali i nekih poznatih prirodnih spojeva te tako doprinose očuvanju biljnog i životinjskog svijeta koji bi se inače eksploatirali za njihovo dobivanje – objašnjava dr. Gredičak.
Grupa u okviru koje radi i Mateja sastoji se od sedam članova, dok ih je u samom laboratoriju oko 15. Svi oni žele unaprijediti znanost do te mjere da koristeći, laički rečeno, jeftinije polazne materijale dobiju organske molekule sa složenijom strukturom i spojeve koje žele i to na ekološki prihvatljiv i ekonomičan način, bez da interveniraju u prirodu.
Mateja objašnjava kako je suvremena tehnologija omogućila znanstvenicima da „vide“ dijelove određene molekule, skupine i atome, što je pomoglo da bolje razumiju svojstva i reaktivnost spojeva, kao i da na njih ciljano djeluju omogućujući time pripravu molekula i spojeva identičnima onima u prirodi, ali u laboratoriju.
foto: IRBVAŽAN PROSTORNI RASPORED SKUPINA UNUTAR MOLEKULE
-Poslužit ću se jednim teškim slučajem, a koji je puno toga promijenio u načinu na koji znanost gleda na raspored atoma unutar jedne molekule. Dakle, lijek Talidomid, šezdesetih godina prošlog stoljeća bio je korišten kao lijek koji ublažava jutarnje mučnine kod trudnica. No zbog njega je 10 tisuća djece iz više od 40 zemalja rođeno s teškim malforacijama udova, s raznim promjenama unutarnjih organa i kralježnice, zabilježen je i velik broj mrtvorođenih, dok je broj počinjenih pobačaja nepoznat. Od rođenih, samo pola je i preživjelo. Pokazalo se kako lijek, uz željeno djelovanje, pokazuje iteratogeni učinak – uzrokuje promjene u normalnom razvoju fetusa, izaziva urođene mane kod djece, a može uzrokovati i pobačaj. U početku znanost nije znala u čemu je problem i zašto je ta kemikalija toliko štetna, jer je okvirno sve bilo u redu – priča Mateja.
Pojašnjava kako su znanstvenici tragajući za uzrokom štetnosti lijeka došli do pitanja rasporeda atoma odnosno skupina unutar samog spoja.
Otkriveno je da prostorni raspored skupina atoma unutar samog spoja ima presudnu ulogu u tome hoće li se, u ovom slučaju lijek, pretvoriti u pomoć ili štetu.
Kako je riječ o organskim molekulama, one se sastoje od ugljikovog, vodikovog, kisikovog, dušikovog i fosforovog atoma, odnosno baze koja je sveprisutna u prirodi. Poznato je da ugljikov atom tvori četiri veze koje su usmjerene u prostoru. Također, te veze može tvoriti s četiri različite skupine, stoga postoji dva načina na koje se te skupine mogu usmjeriti u prostoru unutar spoja.
Spojevi s istim skupinama koje su različito usmjerene u prostoru imaju ista fizikalna i kemijska svojstva, ali se razlikuju u svojstvu koje se naziva optičko skretanje te mogu imati različita biološka svojstva, kao što je to bio slučaj s Talidomidom.
Kemičari su pronašli način kako pripraviti spojeve sa željenim rasporedom atoma odnosno skupina u prostoru.
foto: IRBZamolili smo je da nam na primjeru objasni.
-Zamislite reakciju između dvije molekule reaktanata od kojih je jedna planarna. Također, zamislite prazan papir, koji nam za ovaj primjer može poslužiti kao planarna molekula jednog reaktanta. Molekule drugog reaktanta mogu joj se približiti s gornje ili donje strane, u ovom slučaju s gornje ili donje strane papira, što rezultira nastankom spoja s dva prostorna rasporeda skupina.
U slučaju lijeka, važno vam je da molekule drugog reaktanta dolaze samo s jedne strane, npr. samo s gornje, kako bi se spriječilo stvaranje takvog rasporeda skupina unutar konačnog spoja koji može rezultirati štetnim djelovanjem na pacijenta – objašnjava Mateja Matišić.
Kako onda kemičari uspiju natjerati molekule da reagiraju na prostorno specifičan način?
-Jedan od načina na koji se to može postići je upotrebom kiralnih katalizatora. Mi kao katalizatore koristimo male organske molekule, organokatalizatore, što je iznimno važno jer omogućuje pripravu spojeva na ekološki prihvatljiv način. Oni djeluju tako da ‘fiksiraju’ molekule reaktanata na položaju na kojima ih želimo, odnosno blokiraju pristup molekule drugog reaktanta planarnom reaktantu s donje ili gornje strane, to jest omogućuju pristup drugoj molekuli reaktanta samo s jedne strane – objašnjava nam.
foto: IRBUpravo na tome se temelji područje u kemiji koje se naziva stereoselektivna sinteza.
-Kad sam se zaljubila u kemiju, u školi nismo imali puno eksperimenata. Bilo je to više teoretski, učenje kemije. No otkrila sam brojne platforme s video prilozima u kojima se jasno prikazuje i otkriva taj čudesan svijet spojeva, njihovih reakcija i nastanka potpuno novih molekula, zbog čega sam jednostavno znala da će me kemija vezati na cijeli život – simpatično kaže naša sugovornica.
To je ujedno poticaj i drugima koji osjećaju poziv da svijet promatraju kroz laboratorijsku prizmu, analize, spojeve, molekule, atome – da se ne obeshrabre ako im u ovom trenu konkretni pokusi ne govore puno.
-Tajna je u stalnom isprobavanju, otkrivanju – odaje Mateja.
foto: IRBIZVRSTAN TIM
U Institutu je zaposlena od 2018. godine, a svoje kolege i mentora posebno hvali kao podržavajuću i poticajnu grupu s kojom je užitak raditi i istraživati.
-U odličnoj sam se grupi našla, svi smo dobri, družimo se, razgovaramo, izmjenjujemo iskustva. Mentoru i voditeljici laboratorija dr. sc. Ivanki Jerić iznimno je stalo do nas, do našeg profesionalnog razvoja, pri čemu ističu da je briga o nama jedna od njihovih obaveza, kao i sam rad u opuštenoj i nestresnoj atmosferi. Svima nam je to velik poticaj i podrška u onome što radimo – kaže Mateja, kojoj je dr. sc. Matija Gredičak, viši znanstveni suradnik na Institutu, mentor i na doktoratu.
Pitali smo ovu znanstvenicu što radi dok ne „kemija“? Ima li mjesta u njenom životu za hobije, budući da je trenutno i na doktoratu iz organske kemije?
-Ima vrlo malo, i to ako ga išta ostane nakon čišćenja, spremanja, učenja – sa smiješkom kaže Mateja, koja priznaje kako voli plesati, čitati, provoditi vrijeme s obitelji i prijateljima te svojom mačkom Cici. – Volim i kuhati, a to što sam odmalena za ‘šporetom’ mi je pomoglo da danas dobro kuham i u laboratoriju – simpatično priznaje ova znanstvenica.
Pitali smo ju, onako, za kraj, što onda profesionalno misli o ljubavi? Je li ljubav zaista čista kemija ili tu ima i malo biologije, fizike?
foto: IRB-Nešto doista jest vezano uz molekule koje se oslobađaju u našem organizmu, ali i to je tek čista reakcija na podražaje, u ovom slučaju od strane druge osobe. Definirati ljubav samo kroz kemijske procese je jako neozbiljno, ipak je riječ o nečem toliko neobjašnjivom da ni danas nemamo točan odgovor na pitanje: što je to ljubav.
Tako da bi pravi odgovor bio možda: sve navedeno, sve znanosti i sve što ste nabrojali, ali i ono što bismo mogli nazvati „znanstvenom fantastikom“, a što je ponekad i najljepše u ovakvim reakcijama, taj misterij, zašto neke ljude zavolimo, a neke ne – smatra Mateja.
I za kraj, ali ništa manje bitno: Mateja je dio važnog tima ljudi u Institutu, koji se danas može pohvaliti i velikim brojem žena u znanosti, čak i iznad europskog, pa i svjetskog prosjeka. Svoj dan, 11. veljače, Međunarodni dan žena i djevojaka u znanosti, one su proslavile radno. Promatrajući stare i stvarajući nove spojeve koji će, njihovim zalaganjem i znanjem, vjerujemo, mijenjati svijet na bolje. (www.icv.hr, mlo, foto: Institut Ruđer Bošković – IRB)
