Mokslas ir IT

2020.03.02 19:32

Mokslininkas – apie greitkelį į smegenis, Parkinsonu susargdintas žiurkes ir gydantį nosies purškalą

Tautvydas Lukaševičius, LRT.lt2020.03.02 19:32

Girdėti garsaus vokiečio Aloiso Alzheimerio arba britų gydytojo Jameso Parkinsono pavardes norime kuo rečiau. Visgi vidutinė gyvenimo trukmė nuolatos didėja, todėl ši pažintis, dažnai panardinanti į užmarštį, gali kartotis vis dažniau. 

Gana dramatiškai auga sergančių neurodegeneracinėmis ligomis žmonių skaičius, kamieninių ląstelių terapijai dar reikia laiko. Koks galėtų būti sprendimas, bent trumpam nutolinantis neišvengiamą? O galbūt mums pavyks atrasti stebuklingus vaistus nuo šių su amžiumi siejamų ligų?

Konferencijos „The COINS 2020“ metu apie žmogų tyliai pasiglemžiančias ligas kalbuosi su dr. Augustu Pivoriūnu, Inovatyvios medicinos centro mokslininku. LRT.lt jis papasakojo ne tik apie šias ligas bet ir naujų būdų kovoti su jomis paieškas. Galbūt jau greitai šių ligų progresą pristabdys nosies purškalas? Galbūt jau greitai prie medicininės kortelės turėsime elektroninį „chipą“, kuriame esanti informacija padės tas ligas atitolinti?

– Kas vyksta žmogaus organizme, kai jis suserga neurodegeneracinėmis ligomis?

– Jau pats pavadinimas sako, kad palaipsniui degeneruoja centrinė nervų sistema. Centrinė nervų sistema tai yra visų pirma neuronai, bet ir ne tik jie. Labai svarbus komponentas yra glija. Astrocitai, ependiminės ir mikroglijos ląstelės, oligodendrocitai. Nervų degeneracijos procesas vyksta palaipsniui. Dažnai trunka ilgai, bet yra negrįžtamas. Jo metu silpnėja kognityvinės funkcijos, paskui sutrinka ir kitos funkcijos.

Tai didelė našta šiuolaikinei visuomenei, nes žmonių, sergančių neurodegeneracinėmis ligomis, skaičius auga labai sparčiai. Pavyzdžiui, Parkinsono liga sergančių žmonių skaičius padvigubėjo nuo 1990 m. iki 2000 m.

– Tai galime sieti su ilgėjančia gyvenimo trukme?

– Galime, bet tai tik vienas iš suprantamiausių dalykų. Tobulėja medicina, daugiau žmonių išgyvena įvairias lėtines ligas, senų žmonių skaičius populiacijoje auga.

Visgi tai nėra vienintelė priežastis. Yra ir kitų priežasčių, kurios greičiausiai veikia vienu metu. Tai ir aplinkos faktoriai ir kiti mums nežinomi veiksniai. Čia dar daug ko šiuolaikinis mokslas nežino.

– Kas šiuo metu žinoma apie aplinkos faktorių įtaką?

– Buvo padaryti gana plataus masto epidemiologiniai tyrimai Los Andželo apylinkėse. Pastebėta, kad žmonės, kurie gyvena labiau užterštoje aplinkoje, yra labiau linkę susirgti Alzheimerio liga. Buvo rastos sąsajos tarp aplinkos užterštumo ir šios ligos. Labai tikslių išvadų gal ir negalima daryti, bet yra akivaizdu, jog kažkoks poveikis yra. Galbūt jis yra netiesioginis. Galbūt toksinai tiesiogiai nesikaupia smegenyse. Galbūt tie toksinai veikia per kvėpavimo sistemą, per kardiovaskulinę sistemą. Įrodyta, kad tas irgi turi didelę reikšmę neurodegenaracinių ligų vystymuisi.

Yra toks dalykas kaip kraujo smegenų barjeras. Jis atskiria centrinę nervų sistemą nuo kraujo, nuo viso likusio organizmo. Barjeras yra gana selektyvus. Tik nedaugelis molekulių gali patekti iš kraujo į centrinę nervų sistemą. Kai kurių patologinių būklių, ligų metu barjero pralaidumas pasikeičia.

Įdomu tai, kad ankstyvos ikiklinikinės Alzheimerio stadijos metu jau yra sutrikęs tas barjero pralaidumas, jis padidėjęs. Kraujagyslė iš vidaus yra padengta endoteliu, šalia yra kiti komponentai (astrocitai, pericitai) ir toliau jau yra smegenys. Dabar jau manoma, kad kraujagyslių disfunkcija turi didelės reikšmės vystantis ir progresuojant neurodegeneracinėms ligoms. Jeigu asmuo gyvena užterštoje aplinkoje, turi žalingų įpročių, visa tai veikia.

– Į smegenis patenka ne tai, kas turėtų, ir išeina ne tai?

– Padidėja pralaidumas. Tai naujas tyrimų objektas. Mokslininkai kol kas nežino, kur višta, o kur kiaušinis? Neaišku, ar Alzheimeris, Parkinsonas pradeda vystytis dėl pokyčių smegenyse ir dėl to padidėja barjero pralaidumas, ar padidėjęs pralaidumas skatina įsijungti ligos progresavimą.

– O jūsų kokia nuomonė?

– Šiandien mano doktorantė Karolina Kriaučiūnaitė skaitys ta tema pranešimą. Mes tyrinėjame kartu su žymiu mokslininku iš Anglijos astrocitų vaidmenį šiame procese, barjero pralaidumo reguliavime.

Tiriant Alzheimeriu sergančius gyvūnus pastebėta, kad vienas iš pirmųjų įvykių, kuris įvyksta, yra astrocitų funkcijos nevisavertiškumas. Tai vadinama astenija. Ar astrocitų funkcijos nevisavertiškumas atsiranda dėl to, kad padidėja kraujo smegenų barjero pralaidumas, ar pralaidumas padidėja dėl astrocitų funkcijos nevisavertiškumo? Mes tai tiriame mėgintuvėlyje.

Manyti, kad šias ligas pavyks visiškai išgydyti, nereiktų. Jeigu pavyks sukurti vaistą, kuris pristabdytų jų vystymąsi, būtų didelis žingsnis į priekį.

Aš domiuosi, kaip egzosomos arba ekstraląstelinė vezikulės gali būti panaudotos gydant Parkinsono ligą.

– Kaip vyksta tarpląstelinė komunikacija? Turbūt žinių vis dar trūksta?

– Galiu atsakyti filosofiškai – tų žinių trūks visada. Kai tik atrandi kažką naujo, atsiveria neištirti klodai. Taip mokslas ir vystosi. Teisingai Niutonas sakė, kad jaučiasi kaip mažas berniukas, žaidžiantis su akmenukais vandenyno pakrantėje. Iš esmės ir mes tokie esame.

Dauguma mokslininkų jau sutinka, kad egzosomos yra nauja tarpląstelinės komunikacijos komunikavimo priemonė. Tai yra būdas ląstelėms apsikeisti informacija. Ir netgi keistis ta informacija per didelį atstumą. Vezikulės yra pūslelės, apgaubtos fosfolipidine membrana. Jos gali veikti kaip savotiški konteineriai. Jos apsaugo molekules nuo įvairių žalingų aplinkos veiksnių, proteazių, nukleazių. Be to, kai kurios molekulės yra hidrofobinės, o kraujas yra hidrofilinis. Ta kapsulė gali nunešti į tolimas vietas tas biologiškai aktyvias molekules.

Kai tik mokslininkai atrado tas egzosomas, buvo manoma, kad tai yra mechanizmas, kuriuo ląstelės atsikrato šiukšlių. Bet tai yra tik vienas iš daugelio mechanizmų. Dabar jau tiksliai žinoma, kad įvairių baltymų ir mikroRNR patekimas į egzosomas yra selektyvus. Tai tiksliai reguliuojamas procesas. Egzosomų turinys susiformuoja neatsitiktinai.

– Pagal kokius kriterijus daroma ta atranka?

– Geras klausimas. Daugybė mokslininkų tą bando išsiaiškinti, žinomi keli mechanizmai, bet tai tik pradedama suprasti. Daug ko nesuprantame. Yra selektyvūs procesai, kurie užtikrina biologiškai aktyvių molekulių pristatymą.

Ląstelės kilmė ir būsena taip pat daro įtaką. Jei vieną ląstelę auginsite standartinėmis sąlygomis, o kitą – trimatėje aplinkoje, pasikeis dramatiškais sąstatas. Pasikeis deguonies kiekis, pasikeis sąstatas. Ląstelė susirgs ir pasidarys vėžinė, pasikeis sąstatas. Geros ląstelės produkuoja geras egzosomas, pasižyminčias galimai terapinėmis savybėmis, blogos ląstelės gali prisidėti prie ligos progresavimo.

– Tas ėjimas gilyn į tankų mišką. Motyvuoja ar kartais ir slegia?

– Tai pats įdomiausias dalykas mokslininkams. Didžiausias iššūkis yra nepaskęsti informacijos jūroje. Kai aš buvau studentas, buvo sunku gauti informacijos, o dabartiniai studentai ir mokslininkai skęsta toje jūroje. Skaitome antraštes. Kad perskaityti visą straipsnį ir į jį įsigilinti, nėra laiko. Bet čia reikia ugdytis įprotį. Kai jau atsirenki, rask laiko ir nuo pradžios iki pabaigos perskaityk. Taip bus galima savarankiškai mąstyti, nes informacijos srautas bukina. Tas informacijos srautas taip greitai padidėjo, kad žmogaus smegenys nesugeba prisitaikyti, nespėja.

Ruošdamasis paskaitai radau informacijos, kad egzosomos turi daug panašumų su virusais. Mes radome panašų dalyka tik veikiantį kitoje sistemoje.

Maždaug prieš dešimtmetį buvo kamieninių ląstelių populiarumo viršūnė. Visi tikėjo, kad tai bus panacėja. Bet paskui sekė nusivylimas, nes mokslas parodė, kad ne viskas taip greitai ir paprastai.

Egzosomos galėtų būti alternatyva ląstelių terapijai, nes jos yra daug saugesnės. Be to, jos yra paprastesnės. Saugiau yra todėl, kad yra mažiau galimybių, jog jos po transplantacijos suvėžės. Imuninio atsako pavojus yra mažesnis. Egzosomos yra paprastesnės ir stabilesnės, jas galima saugoti šaldytuve.

Mes savo tyrimų metu, kai ieškome būdų kovoti su Parkinsono liga, bandėme gydyti Parkinsonu susargdintas žiurkes. Gydymą pradėjome per nosį. Tai labai neinvazinis būdas. Visgi egzosomos pateko į smegenis ir atliko savo darbą, pagerino motorines funkcijas, kognityvines funkcijas.

Tai labai mus nudžiugino. Matome, kad tai gali tapti gera priemone ligos progresavimui lėtinti. Dabar reikia atlikti biotechnologinį darbą, sukurti naujus ir efektyvius protokolus. Sukurtas naujas startuolis „Egzosomika“. Tikime ta idėja ir terapinėmis galimybėmis.

– Kamieninės ląstelės vis tiek lieka svarbia sritimi?

– Kamieninės ląstelės niekur nedingo. Jos bus plačiai naudojamos. Japonai jau pradėjo klinikinius tyrimus. Ši terapijos priemonė bėgant laikui taps visuotine. Visgi reikia suprasti, kad tai daug kainuos, reikia laiko.

Egzosomas galima lengviau surinkti nuo jas produkuojančių ląstelių, išvalyti ir naudoti kaip terapijos priemonę. Tai patraukli alternatyva.

– O galima šioms ligoms užbėgti už akių? Kovoti ne jau su simptomais, o anksčiau?

– Svarbiausia ankstyvoji diagnostika. Ne tik diagnostika, bet netgi prognostika. Daugelis tų baisių ligų yra poligeninės. Priežastis nėra vienas genas. DNR sekvenavimo metodai pinga, greitai ligonio kortelėje bus „chipas“ su genetine informacija, kuri bus prieinama analizei. Tobulėja metodai, kuriais identifikuojami žymenys, kurie tam tikrose pozicijose genomo padidina ligos riziką.

Gimsta vaikas. Tėvai duoda DNR pavyzdį, nustatoma seka ir žinoma, kad tas individas pasižymi didesne rizika, kad nuo 50 metų jam pradės vystytis neurodegeneracinė liga. Tai žinodamas žmogus gali imtis priemonių iš anksto, daryti pratimus, keisti gyvenseną. Tikiu, kad tai bus visuotinai įgyvendinta.

Pavyzdžiui, arterinė hipertenzija. Juk galime užbėgti įvykiams už akių ir kliudyti tai ligai vystytis.

– O kokia jūsų nuomonė dėl tokio žinojimo? Kas turi žinoti tokią informaciją?

– Tai yra labai sunkus klausimas. Mano nuomone, niekas, išskyrus tą žmogų ir jo artimuosius, negali žinoti tos informacijos. Tas žmogus laisva valia ta informacija gali dalintis. Kol vaikas nepilnametis, tai turi žinoti tik tėvai.

Žmogus turi būti informuotas, kas jo laukia ateityje. Bet tik jis. Informacija negali nutekėti. O čia aš matau didžiules grėsmes. Tai vienas didžiausių ateities iššūkių.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt