Edin Muratspahić, mladi bosanskohercegovački istraživač koji danas radi sa dobitnikom Nobelove nagrade za hemiju za 2024. godinu, profesorom David Baker, ostvario je izuzetno naučno dostignuće kao prvi autor rada objavljenog u prestižnom časopisu Nature, jednom od najuticajnijih i najprestižnijih naučnih časopisa na svijetu.
Rad pod nazivom “De novo design of miniproteins targeting GPCRs” predstavlja veliki iskorak u oblasti biomedicine, umjetne inteligencije i računarskog dizajna proteina, te potvrđuje da mladi ljudi porijeklom iz Bosne i Hercegovine danas aktivno učestvuju u stvaranju tehnologija koje bi mogle promijeniti budućnost medicine.
U emotivnoj objavi nakon objavljivanja rada, Edin je podijelio dio svog naučnog puta:
2021. godine napisao sam prijavu za postdoktorsku poziciju u laboratoriji Davida Bakera sa ciljem koji je tada djelovao ambiciozno i neizvjesno: koristiti računarski dizajn proteina za ciljano djelovanje na GPCR receptore.
Pet godina kasnije, upravo taj cilj rezultirao je objavom u časopisu Nature.
Danas Edin radi na Institute for Protein Design pri University of Washington u Seattleu, jednom od vodećih svjetskih centara za razvoj novih proteina pomoću umjetne inteligencije i računarskih metoda. Njegovo istraživanje fokusirano je na kreiranje potpuno novih proteina koji ne postoje u prirodi, a koji mogu imati revolucionarne primjene u medicini i farmaciji.
Posebno inspirativan dio njegove priče jeste činjenica da je na Institut za dizajn proteina došao iz gotovo potpuno eksperimentalne naučne pozadine, bez prethodnog dubokog iskustva u računarskom dizajnu proteina. Kroz rad sa vrhunskim svjetskim naučnicima uspio je izgraditi ekspertizu u jednoj od najrevolucionarnijih oblasti moderne biologije i umjetne inteligencije.
Šta su zapravo GPCR receptori i zašto su toliko važni?
Istraživanje se fokusira na G protein-coupled receptore (GPCR), jednu od najvažnijih grupa receptora u ljudskom tijelu. Ovi receptori kontrolišu veliki broj procesa; bol, imunitet, hormone, metabolizam, funkcije mozga, rad srca, pa čak i čulo mirisa i ukusa.
Zbog njihove ogromne važnosti, više od jedne trećine modernih lijekova danas djeluje upravo preko GPCR receptora.
Međutim, GPCR receptori predstavljaju izuzetno težak izazov za naučnike jer se nalaze unutar ćelijskih membrana i konstantno mijenjaju svoj oblik. Upravo zbog toga, precizno dizajniranje lijekova koji mogu “uključiti” ili “isključiti” ove receptore decenijama je predstavljalo jedan od najvećih problema moderne farmacije.
Tim u kojem Edin ima vodeću ulogu koristio je najmodernije AI alate poput RFdiffusion, ProteinMPNN i AlphaFold2 kako bi dizajnirao potpuno nove minijaturne proteine, takozvane miniproteine.
Ovi miniproteini mogu aktivirati receptore (agonisti) ili blokirati receptore (antagonisti), i to sa nevjerovatnom preciznošću.
Drugim riječima, naučnici više ne moraju samo tražiti molekule koji postoje u prirodi, sada ih mogu dizajnirati od nule pomoću umjetne inteligencije.
To predstavlja fundamentalnu promjenu u načinu na koji će se lijekovi razvijati u budućnosti.
Potencijal za liječenje brojnih bolesti
Tokom istraživanja, tim je uspješno dizajnirao proteine koji ciljaju receptore povezane sa: migrenskim glavoboljama, dijabetesom i gojaznošću, kancerom, virusnim infekcijama, bolom i upalama, neurološkim i metaboličkim poremećajima.
Posebno impresivan rezultat jeste činjenica da su eksperimentalne strukture gotovo savršeno odgovarale onome što je umjetna inteligencija prethodno predvidjela. Drugim riječima, proteini su se u laboratoriji ponašali gotovo identično načinu na koji su dizajnirani računarom.
Ovakva preciznost predstavlja ogroman korak naprijed za čitavu oblast AI-dizajnirane medicine.
Edin je u svojoj objavi posebno zahvalio mentorima, saradnicima i kolegama koji su mu pomogli tokom ovog puta, uključujući svoje doktorske mentore Christiana Grubera i Michaela Freissmutha, kao i Davida Bakera, kojeg je opisao kao mentora koji podstiče naučnike da “razmišljaju izvan okvira” i rade na velikim, ambicioznim idejama.
Također je istakao koliko mu je značilo raditi u okruženju gdje vrhunski naučnici nesebično dijele znanje i iskustvo tokom jednog od najtransformativnijih perioda razvoja umjetne inteligencije u biologiji.
Za Bosnu i Hercegovinu, ovo je mnogo više od još jedne naučne publikacije.
Ovo je dokaz da mladi ljudi iz naše zemlje mogu igrati ključne uloge u najvažnijim svjetskim naučnim projektima i biti dio revolucije koja će oblikovati budućnost medicine.
U vremenu kada umjetna inteligencija mijenja gotovo svaki aspekt ljudskog života, činjenica da jedan mladi Bosanac i Hercegovac stoji među vodećim autorima rada objavljenog u časopisu Nature predstavlja razlog za ogroman ponos.
Edin Muratspahić danas nije samo uspješan istraživač. On predstavlja novu generaciju bosanskohercegovačkih naučnika koja pokazuje da granice više ne postoje za znanje, viziju i upornost, istakli su Fondacije budućnosti u BiH.