Mladi Hrvat objavio članak u prestižnom znanstvenom časopisu: 'Podloga je za buduća otkrića u medicini'

U jednom od najutjecajnijih znanstvenih časopisa na svijetu, prestižnom Natureu, našlo se ime jednog bivšeg učenika Gimnazije Josipa Slavenskog Čakovec, 29-godišnjeg Borne Novaka. On je, naime, prvi autor istraživanja koje se najjednostavnije rečeno bavi razumijevanjem složenih bolesti, poput karcinoma. Objava u ovom časopisu za njega je, priča nam, veliko priznanje za godine rada, učenja i istraživačke upornosti.

- U znanosti moraš biti spreman griješiti i udarati glavom u zid, pa je ovakva objava znak da je tvoja ideja zapravo bila ispravna i vrijedna truda. Ali više od svega, to mi je dokaz da tvoje polazište ne određuje tvoj domet, već tvoja znatiželja i upornost. Iako sam prvi autor, važno je naglasiti da je ovo rezultat izvrsne suradnje s mojim mentorima i kolegama. Znanost je danas timski sport, a objava u ovakvom časopisu je pobjeda cijelog tima, naglašava Novak.

Ovog mjeseca stekao je i titulu doktora znanosti iz područja računalne i sustavne biologije pri jednom od vodećih američkih sveučilišta - Washington University u St. Louisu. Doktorat se bavi razumijevanjem kako genetske varijacije utječu na strukturu i ponašanje intrinzično neuređenih proteina, korištenjem kombinacije umjetne inteligencije (dubokog učenja) i fizikalnih modela.

Borna Novak | foto: Privatna arhiva

'Može poslužiti kao podloga za buduća otkrića u medicini širom svijeta'

U radu koji je nedavno izašao u časopisu Nature fokusirao se na to kako možemo bolje razumjeti i 'pročitati' varijacije u ljudskom genetskom kodu. Danas je, objašnjava nam, sekvenciranje genoma (čitanje našeg DNA koda) postalo rutina, ali postoji ogroman problem - 'znamo pročitati kod, ali ga ne znamo u potpunosti protumačiti'.

- Zamislite da čitate priručnik za sastavljanje stroja i naiđete na rečenicu u kojoj je jedno slovo promijenjeno. Ponekad ta promjena ne znači ništa, a ponekad zbog nje cijeli stroj prestane raditi. U medicini te promjene zovemo varijante nepoznatog značaja (VUS). Kada liječnik pronađe takvu promjenu kod pacijenta, on često ne može sa sigurnošću reći hoće li ta osoba oboljeti ili ne. To stvara neizvjesnost i odgađa liječenje. Ono što moj rad čini specifičnim je fokus na tzv. intrinzično neuređene proteine. Većina ljudi zamišlja proteine kao čvrste male strojeve fiksna oblika (poput ključa). Međutim, ovi proteini su više poput 'mrdajućih niti' ili 'užeta' koji nemaju stalan oblik. Upravo zbog te njihove promjenjivosti, klasične metode eksperimentalnog istraživanja nad njima često zakazuju, pojašnjava Novak.

Stoga su razvili STARLING - okvir koji koristi umjetnu inteligenciju i napredne računalne simulacije kako bi predvidio kako genetska promjena utječe na te 'neuhvatljive' proteine. Ovdje koriste fizikalne zakone i 'duboko učenje' (deep learning) kako bi izračunali hoće li ta promjena uzrokovati promjene u fizičkom ponašanju tih proteina.

- Glavna ideja je zapravo bolje razumijevanje individualnih razlika u našem genetskom kodu na najosnovnijoj, molekularnoj razini. To je zapravo vizija precizne medicine - razumjeti te male razlike kako bismo u budućnosti mogli bolje pristupati svakom pacijentu. Iako je moj rad primarno bazična znanost, nevjerojatan je osjećaj znati da to temeljno razumijevanje može poslužiti kao podloga za buduća otkrića u medicini širom svijeta, ističe Novak.

Utjecaj Gimnazije Josipa Slavenskog Čakovec

Preostaju mu još dvije godine medicinskog obrazovanja, a onda se sprema na program koji spaja medicinsku specijalizaciju s intenzivnim znanstvenim radom. Za studij koji je započeo s 19 godina dobro ga je pripremila i njegova srednja škola. Kako kaže, rad s tako naprednim temama u prirodnim znanostima omogućio mu je da studij započne s izuzetno čvrstim temeljima i bez ikakvih poteškoća.

- Također, iako se jezici najbolje uče kad ste forsirani koristiti ih u inozemstvu, učenje engleskog jezika od malih nogu, a pogotovo tijekom srednje škole, puno mi je pomoglo da komforno komuniciram s ostalim studentima i profesorima, navodi Novak.

Nakon srednje škole 2015. godine započeo je 'Bachelor of Science (B.S.)' iz biokemije i Pre-Med na studiju u Philadelphiji. Naziv fakulteta bio je University of the Sciences, današnji Saint Joseph University.

- Dosta mala škola za američke pojmove, oko 3.000 studenata, ali lokacija je bila fantastična. Nalazila se u susjedstvu Philadelphije koje se zove University City i gdje se nalazi oko 50.000 studenata koji su pohađali razne škole, od University of Pennsylvania, Drexel, Temple, Thomas Jefferson do University of the Sciences. Takva akademska okolina pružala je puno akademskih prilika i prilika za poznanstva. Škola se primarno fokusirala na biomedicinske znanosti i stvarno je u tome briljirala. Zbog takvog fokusa i manje sredine mogućnosti za samostalan rad u laboratoriju bile su ogromne, što mi je omogućilo brzi rast u znanosti, prisjeća se Novak za srednja.hr.

Svjedočio nekim od najkompliciranijih operacija

Okolina u kojoj se nalazio, poput University of Pennsylvania i Children's Hospital of Philadelphia (CHOP), pružila mu je uz vlastite kliničke interese i druge mogućnosti. Ubrzo nakon početka studija mogao je iz prve ruke svjedočiti primjeni medicinske znanosti u bolničkom okruženju. Nekoliko puta bio je sjena kirurga (na engleskom 'shadowing') i svjedočio nekim od najkompliciranijih operacija (Whipple operacije). To mu je dodatno potvrdilo želju da postane liječnik-znanstvenik i dalo mu uvid u to koliko znanost može izravno utjecati na ljudske živote.

- Godine 2019. odlučio sam započeti program koji povezuje medicinu i znanost u jedno obrazovanje zvano MSTP (Medical Scientist Training Program) ili M.D./Ph.D. Cilj programa je postati liječnik-znanstvenik koji lagano može komunicirati s liječnicima i znanstvenicima i prevoditi znanstvena postignuća u kliničke realnosti. Iz Philadelphije sam otišao u St. Louis u školu koja se zove Washington University in St. Louis. Naspram University of the Sciences, WashU je puno veća institucija koju pohađa oko 20.000 studenata s više of 1.000 istraživačkih laboratorija. Naravno, od 20.000 studenata, M.D./Ph.D pohađa samo 20-ak svake godina, tako da sam jako sretan da sam uspio upasti na tako kompetitivan program. Medicinske škole u Americi su jako skupe, oko 60.000 američkih dolara godišnje, ali M.D./Ph.D je potpuno besplatan uz dodatnu mjesečnu plaću, tako da je puno lakše, pojašnjava Novak.

U SAD-ga je doveo i - tenis

Za obrazovanje u Sjedinjenim Američkim Državama (SAD) Novak se odlučio zbog - tenisa. Igrao ga je tijekom cijele srednje škole i svidjelo mu se kombinirati ga s obrazovnim putem. Omogućavao mu je da zaboravi akademske stresore, 'a istovremeno je i dosta mentalni sport'. Kako se kraj srednje škole bližio, shvatio je da želi nastaviti i s jednim i s drugim, a to je gotovo jedino bilo moguće u SAD-u.

- Isto tako sam znao da Amerika puno ulaže u znanost i medicinu, pa su prilike, ali i kompeticija magnitudama veće. Nadalje, vidjeti svijet, ili barem dio svijeta, mi se dosta dopalo jer sam smatrao da će me izlazak iz zone komfora i upoznavanje novih kultura najbolje pripremiti za globalnu prirodu suvremene znanosti. Počeo sam razmišljati o edukaciji u Americi početkom druge godine srednje škole. Važno je početi dosta rano, jer je potrebno dobro završiti prijemni ispit, SAT or ACT i ispit engleskog jezika TOEFL. Svaka škola ima vlastite pragove, a što je rezultat bolji, to su veće šanse za upis na prestižna sveučilišta, ali i za dobivanje akademskih stipendija koje dobro dođu jer obrazovanje može biti dosta skupo. U mom slučaju uspio sam osigurati akademsku stipendiju kroz te rezultate i sportsku stipendiju kroz tenis, tako da je oko 80 posto bilo plaćeno. Naravno troškovi nisu samo akademski, tu je i stan, hrana, avionska karta, tako da treba to sve staviti u računicu, ističe Novak.

Nakon što 2028. godine završi M.D./Ph.D. program planira upisati specijalizaciju koja je integrirana s intenzivnim znanstvenim radom. Razmišlja o onkologiji ili molekularnoj patologiji jer želi da njegov rad s pacijentima bude usko povezan s njegovim laboratorijskim istraživanjima.

- Izuzetno mi je važno da klinička praksa izravno nadopunjuje moje znanstvene ciljeve i obrnuto. Dugoročno bih volio voditi vlastiti istraživački laboratorij s fokusom na molekularnu i računalnu biologiju u dijagnostici, kako bismo bolesti razumjeli i liječili na jednoj sasvim novoj razini, zaključuje Novak.