„2020 m. visame pasaulyje nuo vėžio mirė 10 mln. žmonių. Lietuvoje tais pačiais metais šia liga sirgo daugiau nei 17 tūkst. Mokslininkai nuolat ieško būdų, kaip patobulinti gydymo technologijas ir vėžio terapiją padaryti dar efektyvesne.
Būtent tokio tikslo vedami, kartu su Vytauto Didžiojo universiteto (VDU) Gamtos ir technologijos mokslų tyrimų instituto (GTMTI) Ląstelių ir audinių biotechnologijos mokslinės grupės tyrėjais, atliekame tyrimus vienoje iš naujausių priešvėžinės terapijos sričių – elektriniais laukais paremtoje priešvėžinėje terapijoje“, – apie savo atliekamų tyrimų svarbą kalba Neringa Barauskaitė, VDU Gamtos mokslų fakulteto doktorantė.
2022 m. universitete organizuoto doktorantų mokslinių darbų konkurso 2-osios vietos laimėtoja, biologijos mokslo krypties 2 kurso doktorantė, šiuo metu rašanti disertaciją apie „Bystander“ efekto įtaką ląstelių gyvybingumui po molekulių elektropernašos, tikina, jog mokslo pasaulyje aktyviai dalyvauja jau nuo pat pirmųjų bakalauro studijų metų.
N. Barauskaitė su pagyrimu yra baigusi VDU Biologijos ir genetikos bakalauro bei Biotechnologijos gretutines studijas, vėliau įgijusi Molekulinės biologijos ir Biotechnologijų magistro laipsnį. Jaunoji mokslininkė taip pat gali didžiuotis Pedagogikos profesinių ir VDU Minded Verslumo akademijos gretutinių studijų diplomais.
Klasikiniai vėžio gydymo būdai – efektyvūs, bet pagrįsti agresyviu išoriniu poveikiu
Pradėdama pokalbį, tyrėja atkreipia dėmesį, jog daugiausia Lietuvoje sergama prostatos, storosios žarnos ir krūties vėžiu.
„Nors mokslui žengiant pirmyn, ši liga nebėra mirties nuosprendis, tačiau daugeliui žmonių tai reiškia sunkią ir daug metų trunkančią kovą. Natūraliai kyla klausimas – kodėl su vėžine ląstele yra taip sunku kovoti ir nugalėti šią klastingą ligą? Šios ląstelės – tai pakitusios arba mutavusios paprastos mūsų organizmo ląstelės. Jos yra be galo prisitaikančios, išvengiančios organizmo imuninio atsako ir apgaunančios organizmą taip, kad jis atpažįsta vėžinę ląstelę sava ir ši, rodos, tampa nenugalima. Tad viso pasaulio mokslininkų užduotis – atrasti būdus, kaip tokias ląsteles nugalėti“, – pabrėžia mokslininkė.
Pasak N. Barauskaitės, šiuo metu standartiniais gydymo nuo vėžio metodais yra laikomi chirurginis gydymas, chemoterapija ir radioterapija.
„Šie klasikiniai būdai yra efektyvūs, tačiau pagrįsti agresyviu išoriniu poveikiu – naikina ne tik vėžines, tačiau ir sveikas ląsteles. Mokslininkai ieško būdų, kaip patobulinti gydymo technologijas ir vėžio terapiją padaryti dar efektyvesne. Būtent tokio tikslo vedami dirbame kartu su VDU ląstelių ir audinių biotechnologijos mokslinės grupės tyrėjais. Mes atliekame tyrimus vienoje iš naujausių priešvėžinės terapijos sričių, kuri vadinama elektriniais laukais paremta priešvėžine terapija“, – pasakoja VDU doktorantė.
Terapiją, kurios metu vyksta elektroporacijos procesas, mokslininkė apibūdina tuo, jog vėžinė ląstelė yra paveikiama elektriniu lauku, dėl kurio ląstelės membranoje atsiveria poros ir į ląstelę laisvai plūsta molekulės, kurios normaliomis sąlygomis praeiti pro membraną negali.
„Po kelių minučių ląstelė vėl sugrįžta į normalią būseną, tačiau savo viduje jau turėdama perneštas molekules. Kodėl tai svarbu priešvėžinėje terapijoje? Elektroporacijos dėka į ląstelę gali būti pernešami chemoterapiniai vaistai. O jiems patekus į ląstelę, gydymo efektyvumas, lyginant su standartine chemoterapija, padidėja iki 1000 kartų“, – pastebėjimais apie savo tyrimų lauką dalinasi N. Barauskaitė.
Nors elektriniais laukais paremtų priešvėžinių terapijų yra keletas rūšių, doktorantė išskiria šiuo metu dirbanti su trimis pagrindinėmis.
„Elektrochemoterapijos metu elektrinių laukų dėka į ląsteles yra pernešamas chemoterapinis vaistas bleomicinas. Taip pat dirbu su vienu naujausiu metodu – kalcio elektroporacija, kuomet į ląstelę yra pernešamas ne chemoterapinis vaistas, o kalcio jonai, bei su negrįžtama elektroporacija, kurios metu nepernešamos jokios molekulės, o ląstelė tiesiog žūsta dėl per stipraus elektrinio lauko“, – pasakoja tyrėja ir priduria: nors elektriniais laukais paremta priešvėžinė terapija pasaulyje yra tiriama ir taikoma klinikoje pastarąjį dešimtmetį, tačiau tai yra naujas, nestandartinis ir brangus gydymo metodas, kai nėra iki galo žinoma, kas šio proceso metu vyksta.
„Šiandien Lietuvoje ši terapija klinikoje taikoma Nacionaliniame vėžio institute bei veterinarijos klinikose. Mano kaip mokslininkės tikslas – savo tyrimais ir rezultatais prisidėti, kad šis gydymo metodas būtų saugus ir plačiai taikomas gydyme“, – pabrėžia jaunoji mokslininkė.
Pirmieji pasaulyje patvirtino „Bystander“ efekto egzistavimą
Pasakodama apie savo daktaro disertaciją, N. Barauskaitė užsimena ir apie „Bystander“ efektą.
„Prieš keletą metų gydyme nuo vėžio taikydami kitą metodą – radioterapiją, mokslininkai atrado reiškinį, kurį pavadino „Bystander“ efektu. Šio proceso metu ląstelė žūdama išskiria signalines molekules, kurios, kaip ląstelių SMS žinutės, kitoms ląstelėms perduoda informaciją.
Galiausiai, šią informaciją gavusios greta esančios ląstelės, kurios nebuvo niekuo tiesiogiai veiktos, taip pat žūsta“, – paaiškina mokslininkė, pasak kurios, pats „Bystander“ efektas kilo iš angliško termino „stand by”, reiškiančio „esantis greta”. VDU mokslininkės tikinimu, nors šis efektas yra gerai žinomas radioterapijoje, elektrochemoterapijoje jis buvo visai netyrinėtas. „Niekas nežinojo, kas vyksta greta poveikio vietos esančiose ląstelėse“, – žinių svarbą prisidedant prie gydymo efektyvumo ir taikant šią terapiją klinikoje apibūdina VDU mokslininkė.
Doktorantės teigimu, pagrindinis jos tyrimų tikslas yra išsiaiškinti, ar šis efektas veikia elektriniais laukais paremtų priešvėžinių terapijų metu.
„Svarbu ištirti, ar jis pasireiškia ne tik „in vitro“, t. y. mėgintuvėlio sąlygomis, bet ir „in vivo“, t. y. gyvame organizme. Šiuo metu tyrimus atlieku „in vitro” sąlygomis, t. y. mėgintuvėlyje su ląstelėmis, kurios yra auginamos Petri lėkštelėse, bei naudoju keturias skirtingas ląstelių linijas – dvi modelines gyvūnų, iš kurių viena yra vėžinė, bei dvi žmogaus – plaučių ir krūties vėžio.
Ląstelių gyvybingumą įvertinu keliais metodais: tiriu realų ląstelių skaičių, taip pat ląstelių gebėjimą išgyventi ir daugintis bei suformuoti kolonijas“, – darbo ypatumus apžvelgia studentė ir užsimena pirmaisiais studijų metais atlikusi gausybę tyrimų, kuriais remdamasi drauge su kitais mokslininkais jau spėjo publikuoti du mokslinius straipsnius tokiuose aukšto lygio žurnaluose kaip „Cancers“ ir „Molecules“.
Vis dėlto, apibūdindama gautų tyrimų rezultatus, N. Barauskaitė neslepia džiaugsmo.
„Mano tyrimų metu pirmieji pasaulyje atradome, kad „Bystander“ efektas tikrai egzistuoja po poveikio elektriniais laukais ir labai stipriai priklauso nuo naudojimo poveikio būdo bei ląstelių linijų. Eksperimentų metu gavome tiek teigiamą, kai yra padidinamas greta esančių ląstelių gyvybingumas, tiek neigiamą, kai yra sumažinamas ląstelių gyvybingumas, „Bystander“ efektą.
Dabar, atradus šio efekto egzistavimą, atsiskleidė dar daugiau neatsakytų klausimų. Per ateinančius studijų metus bandysiu nustatyti, kokios signalinės molekulės sukelia „Bystander“ efektą, taip pat ar jis pasireiškia ir gyvame organizme. Šių tyrimų rezultatai bus be galo svarbūs naujos priešvėžinės terapijos taikymui gydyme“, – ateities tyrimų perspektyvomis dalinasi jaunoji mokslininkė.
