Nanodalelės pagamintos iš bakteriofago baltymų ateityje gali būti naudojamos vėžio gydymui.
Kuriant naujas sintetines medžiagas mokslininkus dažnai įkvepia gamtos sukurta struktūrų ir formų įvairovė. Atsigręžiama ir į mažiausius biologinius objektus – virusus, pavyzdžiui, bakterijas infekuojančius virusus – bakteriofagus. Dažnai panašūs į miniatiūrinius ateivių kosminius laivus ar mažyčius voriukus jie yra visur aplink mus. Tai – gausiausia gyvybės forma biosferoje. Viename vandens laše ar dirvos žiupsnelyje jų yra milijonai, todėl nenuostabu, kad ir mokslininkai įžvelgia jų naudą. Dažniausiai bakteriofagai pritaikomi patogeninių bakterijų aptikimui arba naikinimui. Taip pat jie išnaudojami naujų medžiagų kūrimui, pavyzdžiui, nanotechnologijos srityje pritaikomi žmogaus patobulinti virusai ar jų komponentai. Mažesnės už bakterijas bet didesnės už baltymus, nanodalelės yra miniatiūrinės gamtinės arba sintetinės dėžutės, kuriamos pernešti genus, vaistus ar kitus terapinius ar diagnostinius junginius. Per pastaruosius dešimtmečius mokslininkai sukūrė nanodaleles iš labai įvairių medžiagų, pavyzdžiui, riebalų, baltymų, anglies, įvairių metalų ir virusų ar jų komponentų. Prie tokių dalelių paviršių prijungę molekules, kurios atpažįsta, pavyzdžiui, vėžines ląsteles, pažeistas kraujagysles arba infekcijos židinį, mokslininkai tikisi, kad jos pristatys vaistus tik į reikiamą taikinį. Toks taiklumas leistų sumažinti stiprius vaistų sukeliamus šalutinius poveikius.
Savo tyrimuose VU Gyvybės centro mokslininkai siekia sukurti nanodaleles iš bakteriofago baltymo, kuris geba susirinkti į vamzdelio formos savitvarkes sistemas. Genų inžinerijos metodais prie šio baltymo prijungus fluorescuojančias molekules, pavyko gauti švytinčius nanovamzdelius. Tai leido mokslininkams fluorescencinės mikroskopijos pagalba stebėti nanovamzdelių patekimą į skirtingų tipų ląsteles: imuninės sistemos ląsteles, t.y. smegenų makrofagus (mikroglija) ir pilvaplėvės (peritoninius) makrofagus bei storosios žarnos vėžio ląsteles. Paaiškėjo, kad nanodalelės kaupiasi ląstelėse ir nėra joms toksiškos. Pastebėjome, kad į senų pelių mikroglijos ląsteles nanodalelės patenka efektyviau nei į jaunų pelių. Priešinga tendencija buvo pastebėta tiriant peritoninius makrofagus – nanodalelės efektyviau pateko į jaunų pelių ląsteles. Tai rodo, kad senėjimas skirtingus organizmo makrofagus veikia skirtingai, ir tai lemia kintantį nanodalelių patekimą ir pašalinimą priklausomai nuo amžiaus. Nanodalelės efektyviai pateko ir į storosios žarnos vėžio ląsteles ir kaupėsi jų lizosomose. Prijungę prie tokių nanodalelių fermentą, kuris iš nepavojingo organizmui junginio pagamina ląsteles žudantį medikamentą, planuojame nukreipti nanodaleles į vėžines ląsteles ir toliau tirti sukurtą taip vadinamą provaisto-fermento sistemą.
VU GMC mokslininkų tyrimai dar tik pradėti, tačiau tai, kad į ląsteles patenka bakteriofago baltyminės nanodalelės, o jų kaupimasis yra susijęs su organizmo, iš kurio gautos ląstelės, amžiumi, teikia vilčių, kad jos galės būti pritaikytos kaip nešikliai medicinoje kai kurių ligų gydymui. Remiantis projekto metu gautais rezultatais, rekomenduojame bakteriofagų uodegėlės apvalkalo baltymais grįstus nanonešiklius taikyti terapinių molekulių pernešimui į vėžines ląsteles. Peritoninių makrofagų atsakas į nanovamzdelius leidžia manyti, kad su amžiumi susiję pokyčiai ląstelėse lemia prastesnį nanovamzdelių, sukurtų bakteriofagų uodegėlės baltymų pagrindu, pasisavinimą. O tai, kad vėžinės ląstelės efektyviai internalizuoja minėtus nanovamzdelius, leistų kurti efektyvius terapinių agentų nanonešiklius šių baltymų pagrindu.
Tyrimai atlikti vykdant Lietuvos mokslo tarybos finansuojamą Nacionalinės mokslo programos (NMP) „Sveikas senėjimas“ projektą „Savaime susirenkantys fagų baltymai tikslinei nanomedicinai“. Projektą vykdė Vilniaus universiteto, gyvybės mokslų centro mokslininkai dr. Vida Časaitė, Dr. Aušra Sasnauskienė, dokt. Dovydas Gabrielaitis, dokt. Vilmantė Žitkutė, dokt. Lina Saveikytė, stud. Greta Labutytė.
Paveiksle nanovamzdeliai stebimi fluorescenciniu mikroskopu ląstelės viduje (viršutinė nuotrauka), kur violetinė – nanovamzdeliai, žalia – ląstelės citoplazma, geltona – ląstelės branduolys. Apatinėje nuotraukoje – nanovamzdeliai matomi elektroniniu mikroskopu.