Didėjantis sergamumas neurologinėmis ligomis ir nepakankamai efektyvus jų gydymas skatina plėsti žinias apie šių ligų patogenezės mechanizmus.
Būtent šios užduoties ėmėsi Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) mokslininkai, naujame tyrime nagrinėję sumažėjusios deguonies koncentracijos (hipoksijos) ląstelės aplinkoje įtaką neurodegeneracinių ligų vystymuisi. Tyrimas sulaukė ir pasaulinio dėmesio – jis publikuotas tarptautiniame mokslo žurnale „Gene“.
Pasaulinė statistika - negailestinga
Pasaulinė statistika, pasak šio tyrimo autoriaus-korespondento, VU GMC vyresniojo mokslo darbuotojo dr. Arvydo Kanopkos, rodo nuolat didėjantį sergamumą neurologinėmis ligomis.
„Didėjantis sergamumas neurologinėmis ligomis ir nepakankamai efektyvus jų gydymas skatina plėsti žinias apie šių ligų patogenezės mechanizmus. Skaitant su šiomis ligomis susijusią naujausią literatūrą paaiškėjo, kad deguonies trūkumas (hipoksija) daro įtaką neurologinės kilmės ligų vystymuisi: ūmi hipoksija – sulėtina, tuo tarpu lėtinė hipoksija skatina šių ligų progresavimą. Tai gali būti siejama su ląstelei būdingu adaptaciniu atsaku į aplinkoje sumažėjusį deguonies kiekį. Remiantis šiais duomenimis kilo mintis tyrinėti hipoksijos ir genų, siejamų su neurologinės kilmės ligomis, ryšį“, – atskleidžia vienas šio tyrimo autorių.
Pasidomėjus, kokia sritį mokslininkas nagrinėjo savo tyrime, dr. A. Kanopka sako, kad jis bei kolegos dirbo su RNR. „Savo darbe nagrinėjome sumažėjusios deguonies koncentracijos (hipoksijos) ląstelės aplinkoje įtaką neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio ir Parkinsono, vystymuisi. Tyrėme informacinės RNR, nuo kurių sintetinami neurodegeneraciniuose procesuose ląstelėje dalyvaujantys baltymai, raišką. Taip pat atlikome šį procesą reguliuojančių veiksnių tyrimus“, – atskleidžia GMC mokslininkas.
Dr. A. Kanopkos įsitikinimu, tema itin svarbi ir tuo, kad šiuolaikinis mokslas dar nerado efektyvių būdų padėti tokiomis ligomis kaip Alzheimerio ar Parkinsono ligos sergantiems žmonėms.
„Abiejų ligų atveju blogėja pažintinės funkcijos, atsiranda elgsenos pokyčiai, vystosi depresija, silpnaprotystė. Šių ligų išgydymo priemonių ar profilaktikos būdų nėra, o skiriamas gydymas tik palengvina simptomus bei sulėtina ligos progresavimą“, – situaciją apžvelgė dr. A. Kanopka.
Tyrė smegenų ląstelių linijas
Pasidomėjus, kokius konkrečius tyrimus GMC mokslininkai atliko nagrinėdami šią temą, dr. A. Kanopka atskleidė, kad tyrimams buvo naudojamos iš smegenų ląstelių išvestos ląstelių linijos.
„Ląstelės buvo kultivuojamos aplinkoje, kurioje buvo mums įprasta 21% deguonies koncentracija, ar specialiame įrenginyje, kuriame stabiliai palaikoma 1% deguonies koncentracija. Tolesniame darbe ląstelės buvo suardomos ir išskiriama ląstelės visuminė RNR. Atlikome ir daugybę kitų, specifinių tyrimų“, – sako GMC mokslininkas.
Šio tyrimo rezultatai, pasak dr. A. Kanopkos, atskleidė išties svarbių hipoksijos įtakos neurodegeneraciniams susirgimams pusių.
„Darbe gauti rezultatai parodė, kad sumažintos deguonies koncentracijos aplinkoje kultivuotose ląstelėse sintetinami baltymai turi papildomas įterptas baltymų sekas, kurios lemia tai, kad tokie baltymai turi didesnį polinkį agreguotis (sudaryti baltymų sankaupas), kas nulemia greitesnį ir efektyvesnį Parkinsono ir Alzheimerio ligų vystymąsi“, – sako GMC mokslininkas.
Pasak jo, tyrimas taip pat parodė, kad ląstelės, siekdamos išgyventi, prisitaiko prie pakitusios aplinkos sąlygų. Ląstelėse vyksta pokyčiai, kurių metu vienų baltymų sintezė sumažėja, o kitų, padedančių prisitaikyti prie nepalankių egzistavimo sąlygų – padidėja.
Infrastruktūra ir mokslininkų kompetencijos – raktas į sėkmę
Atlikti tyrimai parodė, kad Parkinsono ar Alzheimerio ligų atveju sumažėjęs deguonies kiekis aplinkoje lemia pagreitėjusį minėtų ligų vystymąsi žmogaus organizme. „Taip pat tyrimų metu gauti rezultatai padės geriau suprasti šių ligų vystymąsi bei atrasti efektyvesnes gydymo priemones, ar efektyvesnius būdus palengvinant sergančiųjų žmonių būseną“, – įsitikinęs dr. A. Kanopka.
Pasak mokslininko, šio tyrimo nebūtų buvę galima atlikti be unikalios VU GMC esančios įrangos. „GMC Biotechnologijos institute esanti infrastruktūra leido mums įgyvendinti kilusią idėją. Džiugu, kad Lietuvoje turime tokio lygio infrastruktūrą“, – sako dr. A. Kanopka.
Vis dėlto, pasak mokslininko, net ir geriausi prietaisai būtų beverčiai be kompetetingų specialistų, gebančių atlikti sudėtingus tyrimus. „Ši tema – tai dr. Eglės Jakubauskienės podoktorantūros studijų, finansuotų Lietuvos mokslo tarybos, studijos. Eglė intensyviai domisi hipoksinės mikroaplinkos įtaka neorodegeneracinėms ligoms. Prie atlikto darbo taip pat ženkliai prisidėjo jaunesnysis mokslo darbuotojas Laurynas Vilys bei jaunesnioji mokslo darbuotoja Inga Pečiulienė. Laurynas atlieka eksperimentus, leidžiančius suprasti kas lemia, kad nuo vienos pirminės RNR molekulės susidaro dvi ar daugiau subrendusių iRNR molekulių, kas šį procesą reguliuoja. Inga nagrinėja hipoksinės mikroaplinkos įtaką baltymų, padedančių ląstelėms išgyventi, kiekio pakitimus ląstelėse“, – kolegomis didžiavosi dr. A. Kanopka.
Atlikti tyrimai, pasak dr. A. Kanopkos, yra žingsnis į priekį, siekiant suprasti kas ir kaip turi įtakos neurologinės kilmės ligų vystymuisi. „VU Gyvybės mokslų centre, Biotechnologijos institute, toliau bus vykdomi tyrimai šia labai svarbia kryptimi. Neabejojame, kad žingsnis po žingsnio šie darbai virs šuoliu ateityje“, – įsitikinęs dr. A. Kanopka.
Parengė G. Dubonikas, VU GMC