"Dirbtiniai audiniai ir organai gali pakeisti natūralius, tačiau dar negalime pasakyti, kada tai bus. Teks palaukti ir intensyviai dirbti. Ypatingai, jei kalbame apie sudėtingus organus“, – teigia Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro mokslininkė.
Dr. V. Bukelskienės karjera neatsiejama nuo ląstelių – prieš keturis dešimtmečius darbą pradėjo tirdama kraujo vėžio ląsteles, o paskui pasaulis atrado kamienines ląsteles, kuriomis ji labai susižavėjo. Tik vėliau, mokslininkų entuziazmui tas ląsteles pritaikyti gydymui atslūgus, prasidėjo gilesni laboratoriniai tyrimai, tad kamieninėms ląstelėms atėjo metas „sugrįžti ant laboratorinio stalo“.
Dabar mokslininkės pagrindinė veikla – dirbtinių audinių kūrimas ir jų savybių bei tinkamumo vertinimas gyvame organizme. Dr. V. Bukelskienė bendradarbiauja su odontologais, urologais, oftalmologais, kad būtų galima išgydyti ligas arba „ištaisyti gamtos klaidas“ ir kad kai kurie dabar naudojami gydymo metodai nebebūtų tokie skausmingi.
Apie turiningą mokslininkės karjerą, mėgstamiausius projektus ir tai, kaip jie gimė – su dr. V. Bukelskiene susėdome pasikalbėti jos darbo kabinete, VU Gyvybės mokslų centre.
– Kada supratote, kad norite būti mokslininke?
– Bijau, kad niekada to nesupratau (juokiasi). Man buvo tiesiog įdomu dirbti, ir visiškai negalvojau, ar būsiu mokslininke, ar tyrėja… Studentei man labai patiko ląstelės – matai, galvodavau sau, jas paima iš organizmo, o jos auga mėgintuvėlyje! Kaip jos auga? Kokie procesai ten vyksta? O mano biografija nėra įdomi, nes visada dirbau toje pačioje vietoje – kur atėjau, dar būdama studentė, tik instituto pavaldumas keitėsi.
– Kokie buvo jūsų pirmieji tyrimai? Kiek žinau, tyrinėjote kamieninių ląstelių galimybes.
– Taip. Pradžioje dirbau su profesoriumi Pranu Sadausku, imdavome leukoze sergančių karvių kraują, jo limfocitus kultivavome in vitro ir vertinome šių ląstelių jautrumą įvairioms medžiagoms, ieškodami būdo, kaip sustabdyti ligos procesą. Apie tai buvo ir mano diplominis darbas, ir mokslinio darbo pradžia. Mano pirmoji vadovė – gydytoja Liuda Pabrėžaitė.
Tada pakitimų gyvenime įnešė sukurta šeima. Grįžus, kaip tik susiformavo pusiau gamybinis, pusiau mokslinis padalinys, kuriame buvo tiriamas ir gaminamas embrioninis veršelių serumas, reikalingas ląstelių auginimui. Tai – toks terpės priedas, kuriame gausu augimą skatinančių veiksnių. Tais laikais tokio serumo pirkimas buvo didžiulė problema, be to, jis buvo labai brangus. Todėl serumo gamyba nepriklausomos Lietuvos pradžioje mums buvo ir pagalba darbui, ir prisidūrimas prie atlyginimo. Dabar jau viskas paprasčiau, serumą perkame iš garsių pasaulio įmonių, jis yra griežtai standartizuotas, todėl mūsų veikla pamažu tapo nebeaktuali.
Jau serumo gamybos veiklai einant vis labiau į pabaigą, susitikome su kardiochirurgu Raimondu Širmeniu. Nepamenu, kaip jis mus atrado, bet jis buvo labai susidomėjęs kamieninėmis ląstelėmis, pakvietė bendradarbiauti.
Turiu pasakyti, kad ne čia buvo tikroji pradžia mano „susitikimo“ su kamieninėmis ląstelėmis. Tik tada buvau dar per jauna suprasti. Dar gaminant serumą, laboratorijos vadovas dr. Vygintas Domkus jau kalbėjo apie kamienines ląsteles. Bet jos atrodė…nežinau, kažkokios keistos, neaiški jų paskirtis organizme, taigi tiesiog nesusidomėjau tuo. O kai R. Širmenis atėjo su konkrečiu pasiūlymu – galbūt kamieninėmis ląstelėmis galima gydyti žmogaus miokardo infarktą – „užkibau“ ir daug daug metų dirbau šioje srityje.
– Infarkto gydyme? Kaip tai darėte?
– Eksperimentiniu modeliu pasirinkome triušius, nes jų dydis leido kardiochirurgams atlikti širdies operacijas, nes, pavyzdžiui, pelės tokiam darbui per mažos. Laimėjome kelis projektus, kurių metu kamienines ląsteles bandėme pritaikyti infarkto gydymui.
Sukūrėme tokį modelį, kai triušiui chirurgai sukeldavo miokardo infarktą (perrišdami stambią kraujagyslę širdyje), o prieš tai dar iš to paties individo griaučių raumenų išskirdavome, užaugindavome ir padaugindavome kamienines ląstelės. Dar su jomis atlikdavome įvairias genetines modifikacijas, kad jos būtų, kaip pasakyti… gyvesnės.
Tada tas ląsteles perkeldavome į infarkto sritį ir žiūrėdavome, ar jos prigis, ar širdies funkcijos atsistatys ir t.t. Triušiukas pagydavo, pasveikdavo, pragyvendavo 1,5 mėn. (tiek leisdavome jam gyventi dėl eksperimentinių sąlygų), tada jį eutanazuodavome, kad galėtume histologiškai įvertinti, kaip elgėsi mūsų ląstelės. O jos prieš injekciją būdavo nudažomos vitaliniais dažais , todėl histologiniuose preparatuose labai gražiai spalvingai matydavome, ar ląstelės prigyja, kur jos pasiskirsto, kurios yra gyvybingesnės ir t.t.
– Ar šie tyrimai išsivystė į kažką daugiau? Ar taip ir sustojo?
– Tokie tyrimai tęsėsi gal 10 metų, tada ypač daug bendradarbiavome su Santaros klinikų kardiologais, kardiochirurgais. Kiekvieną penktadienį eidavome į susitikimus Santaros klinikose ir kurdavome planus. Klinikų kardiologai buvo itin suinteresuoti autologines kamienines ląsteles sušvirkšti į infarkto vietą. Mus labai palaikė profesorius Vytautas Jonas Sirvydis. Tuo metu medicinos ir gyvybės mokslų bendruomenėje sklandė mintis, kad tuoj nebereikės cheminių vaistų, nes visus vaistus pakeis kamieninės ląstelės. Ir mes tuo tikėjome.
Bet mokslas žengė pirmyn, atsirado naujų faktų, kurie prislopino entuziazmą. Po truputį pradėjo skverbtis kita mintis, kuri teigė, kad kamieninei ląstelei laikas grįžti ant laboratorinio stalo. Vadinasi, iš tų padebesių, kad jau viskas – rytoj turėsime efektyvius gydymo būdus, teko nusileisti ant žemės ir dar padirbėti, kad geriau suprastume tas ląsteles. Taip natūraliai darbai perėjo į kitą stadiją – į molekulinius šių ląstelių tyrimus ir į kitą šių ląstelių taikymo sritį.
– Kur pasukote tada?
– Susidraugavome su fizikais! Su šviesaus atminimo profesoriaus Algio Petro Piskarsko komanda. Jie lazerių pagalba pradėjo gaminti specialius karkasus, o mes, naudodami kamienines ląsteles, tyrėme jų toksiškumą arba biologinį suderinamumą, vertinome, kaip ant jų auga tos ląstelės, planavome, kur tokias struktūras galima panaudoti. Po truputį išsirutuliojo dirbtiniai audiniai, kuriuos kūrėme kamieninių ląstelių ir tų karkasų pagalba. Ir vėl atlikome daug eksperimentų, galiausiai, išsikristalizavome sritį – pradėjome gaminti dirbtinį kaulinį audinį, specialiai ruošti jiems reikalingus karkasus. Pradėjome dirbti su odontologais – profesorius Vygandas Rutkūnas yra labai didelis šių mokslinių tyrimų entuziastas.
Paskui gimė mintis karkasus gaminti 3D spausdintuvo pagalba. Pradžioje nusipirkome tokį paprastutį, beveik žaislinį 3D spausdintuvą. Jį naudodami tuos karkasus audiniams ir spausdindavome. Dabar jau naudojamės mūsų partnerių įsigytu moderniu 3D biospausdintuvu.
– O kaip pritaikomi jūsų kuriami dirbtiniai kauliniai audiniai?
– Jie gali būti pritaikomi labai įvairiai. Kadangi mes bendradarbiaujame su odontologais, vienas iš jų taikymo tikslų yra taisyti žandikaulio defektus, nes tai yra labai dažna problema. Pavyzdžiui, kai ilgą laiką nebūna danties, žandikaulio kaulinis audinys ima tirpti, jį reikia papildyti. Šiuo metu odontologai naudoja ir kitus metodus, bet siekiamybė yra atspausdinti reikiamos personalizuotos formos karkasą, į jį įterpiant autologines kamienines ląsteles.
– Šiuo metu vykdote ir dar vieną projektą – kuriate dirbtinę šlaplę. Kaip nuo darbo su odontologais pasukote dar ir prie darbo su urologais?
– Šie darbai labai susiję, tik karkaso fizinės savybės skiriasi. Mes ir toliau dirbame su odontologais, bet užmezgėme kontaktą ir su urologais.
Medicinos mokslas sprendžia labai įvairias problemas, kartais taiso ir gamtos klaidas. Viena iš tokių problemų – šlaplės striktūros, t.y., šlapimtakio susiaurėjimas. Jis susidaro dėl įvairiausių priežasčių – operacijų, traumų, apsigimimų ir pan. Dabar tam susiaurėjimui sutvarkyti naudojamas labai skausmingas chirurginis būdas – iš burnos ertmės imamas gleivinės lopas, kurio pagalba atkuriama anatominė šlaplės struktūra.
Neretai tokios operacijos atliekamos ir vaikams. Naudojant lopo formavimą iš burnos gleivinės, vaikui tenka kentėti ne tik šlaplės, bet ir burnos skausmą. Vaikų urologai, žinodami šią problemą, ieško būdų, kaip sukurti geresnį būdą. Taip atsirado „Šlaplės“ projektas.
Šiuo metu ir vėl dirbame su triušiais. Užauginame triušiuko kamienines ląsteles, išskirtas iš riebalinio audinio, jas įsėjame į specialų gelį, iš kurio 3D spausdintuvo pagalba formuojamas šlaplės audinio karkasas, taip įmontuotas ląsteles paauginame kelias dienas. Tada – ant paviršiaus užsėjame iš to paties triušio burnos gleivinės išskirtas kamienines ląsteles ir gaunasi toks „sumuštinis“. Paviršius yra iš burnos gleivinės epitelinių ląstelių, o karkasas – gelinė struktūra, kurioje patalpintos gyvūno riebalinės kilmės kamieninės ląstelės. Taip suformuojamas lopas, kuris naudojamas šlaplės anatominės struktūros atkūrimui.
Tik chirurgams kilo problema jį įsiūti – įsivaizduokite, kad reikia siūti šaltieną... Bet mano jaunieji kolegos – dr. Egidijus Šimoliūnas ir doktorantas Povilas Barasa – sumąstė į lopo vidų dar įdėti ploną specialų tinklelį, kuris padeda spręsti šią problemą.
– Šiame interviu ne kartą paminėjote, o ir jūsų kabinete GMC, kur dabar ir kalbamės, padėta pliušinių pelių ir triušiukų. Norėčiau aptarti ir etinę tyrimų su gyvūnais pusę. Kodėl moksliniams tyrimams dar naudojami gyvūnai?
– Paskutiniu metu tapau šio klausimo eksperte. Europoje neseniai buvo surinkta virš milijono parašų prieš eksperimentus su gyvūnais, todėl gana dažnai vis kas nors paprašo pakomentuoti situaciją. Civilizuotame pasaulyje gyvūnų gerovė yra ypatingai vertinama, visi eksperimentai su jais yra griežtai kontroliuojami, Europos Sąjungoje dar nuo 2009 m. draudžiama gyvūnus naudoti kosmetikos produktų saugumo tyrimui. Tačiau, pasirodo, Didžiojoje Britanijoje, nepaisant 25 metus ten trukusio draudimo,vyriausybė vėl leido bandomuosius gyvūnus naudoti kosmetikos sudedamųjų dalių tyrimui. Tai traktuojama kaip cheminių medžiagų saugumo vertinimas. Šitoje prieštaroje norėčiau pasakyti, kad gyvūnai moksliniams tyrimams pasaulyje naudojami, ir, matyt, taip dar gali būti ilgai, tačiau čia būtina laikytis labai griežtų taisyklių.
– Ar taip yra dėl tikslumo?
– Taip, nes gyvūnai yra tarsi žmogaus modelis. Deja, bet mažieji mūsų broliai savo gyvybę atiduoda tam, kad mes įgytume žinių. O tos žinios gaunamos tokiu skausmingu būdu.
Pasaulyje sukurtos kelios teorijos, kuriomis grindžiami eksperimentai su gyvūnais. Pati žinomiausia taisyklė – taip vadinama 3R koncepcija, jos autoriai – britų mokslininkai William M. S. Russell ir Rex Burch. Jie 1959 m. parašė knygą “Humaniškos eksperimentinės technikos principai” . Šie mokslininkai teigė, kad 1) kiekvieno eksperimento grupėje gyvūnų turi būti kiek įmanoma mažiau; 2) gyvūnai turi būti laikomi jiems pritaikytomis sąlygomis, ir 3) jei tik įmanoma, ieškoti alternatyvių (nenaudojant gyvūnų) tyrimo metodų. Mokslininkų siekiamybė buvo, kad gyvūnai moksle apskritai būtų nebenaudojami. Tokia mintis buvo jau prieš daugiau nei 60 metų.
3R teorija atsispindi įvairių lygmenų dokumentuose – tiek 2010/63/ES Direktyvoje (dėl mokslo tikslais naudojamų gyvūnų apsaugos), tiek ir mūsų Valstybinės maisto ir veterinarijos tarnybos direktoriaus įsakyme, skirtame reglamentuoti mokslinius tyrimus, kuriuose naudojami bandomieji gyvūnai.
– O kaip reglamentuojamas darbas su gyvūnais? Ką mokslininkai, kurie dirba su gyvūnais, privalo padaryti?
– Pagrindinis dokumentas, kuriuo privalome vadovautis, vykdydami mokslinius tyrimus su gyvūnais, yra Direktyva 2010/63/ES. Lietuvoje yra Europos Komisijos paskirta kompetentinga institucija – Valstybinė maisto ir veterinarijos tarnyba (VMVT), kuri Direktyvos pagrindu yra išleidusi direktoriaus įsakymą, apibrėžiantį visą mūsų gyvenimą – kaip turime vykdyti eksperimentus su gyvūnais, kaip turi būti įrengta laboratorija, kiek kokio personalo turi būti, kokia jų kvalifikacija. Viskas išdėstyta labai smulkiai. Dokumento pabaigoje pateiktos formos, kurias reikia užpildyti pateikiant prašymus eksperimento su gyvūnais leidimui gauti.
Žodžiu, kiekviena mokslininkų grupė, norėdama pradėti eksperimentą, užpildo ilgą, 16–18 lapų paraišką Etikos komisijai prie VMVT, paruošia santraukas lietuvių ir anglų kalba (jos yra viešos ir prieinamos bet kam pasaulyje), prideda eksperimentatorių kvalifikacijos pažymėjimus. Tada komisija nagrinėja prašymą, svarsto, ar duoti leidimą.
Beje, vienas iš pagrindinių klausimų paraiškoje yra procedūrų sunkumo lygmens nustatymas – tai yra, prašoma įvertinti, ar gyvūnui skaudės, ar jis kentės, ar nekentės, o jei kentės – kokias pastangas eksperimentatorius dės, kad jis nekentėtų, kokius vaistus naudos. Tai yra tikrai ilgas ir atsakingas procesas, bet jis labai drausmina tyrėjus, neleidžia dirbti bet kaip.
– Klausydamasi jūsų atsakymų, suprantu, kad dirbant jūsų darbą, reikia daug kūrybiškumo, smalsumo ir tarpdisciplininio bendradarbiavimo – juk dirbote ir su kardiologais, ir su fizikais, ir su odontologais, ir su chemikais, ir su urologais, ir tikriausiai dar sąrašo nebaigsiu?
– Visiška tiesa, tikrai to reikia. Per savo karjerą daug su kuo bendradarbiavau, sutikau daug įdomių žmonių, iš to ir gimė tiek projektų,.
– Ar yra tokių projektų, kurie jums asmeniškai arčiausiai širdies?
– Mane visada domino riba in vitro/in vivo. Ką tiriame, ką pakeičiame in vitro, kokius procesus identifikuojame ir kaip tai atsispindi organizme. Taigi, padarai tyrimą in vitro sistemoje, gauni rezultatus, bet kaip jie pasireikš tada, kai perkelsime į in vivo? Ar pasitvirtins in vitro gautos žinios? Tai va, man įdomi ta riba.
– Tiek skirtingų projektų ir tyrimų įgyvendinote per savo karjerą, kam dabar daugiausiai laiko skiriate?
– Tiesą sakant, mano darbo diena dabar tikrai neįdomi. Baigiame kelis projektus, reikia įvairius biurokratinius reikalus tvarkyti, todėl nuėjimas į laboratoriją būna labai malonus.
– Tą pati kalba daug mokslininkų – kad didelę darbo dalį atima biurokratija.
– Oi, net neklauskite… Gal ateinančioms kartoms tai pasikeis, bet dabar toks jausmas, kad institucijos, kurios finansuoja projektus, mokslininkus vertina ypatingai įtariai.
Baigiant projektus reikia suderinti visus resursus, tarp jų – ir darbo valandas, darbuotojų atlyginimus, kitas išlaidas. O čia reikalavimai kartais varo į neviltį – reikia skaičiuoti keturis skaičius po kablelio. Suprantu tas institucijas, jos apsidraudžia, kad pinigai tikrai nueitų ten, kam ir skirti. Bet kai reikia viską taip smulkmeniškai pagrįsti… Nežinau…
– O dabar – apie šiek tiek pozityvesnius dalykus, apie ateitį. Kaip manote, kada dirbtiniai audiniai ir organai pakeis natūralius? Aišku, įdomiausia yra klausyti apie tokius svarbius ir sudėtingus organus, kaip širdis.
– Gal kada ir pakeis, bet dar negreitai. Taigi teks palaukti ir intensyviai dirbti. Ypatingai, jei kalbame apie sudėtingus organus. Pavyzdžiui, su oda daug paprasčiau, ji jau ir dabar kuriama ir net taikoma kaip alternatyva gyvūnams kosmetikos produktų tyrimuose.
– Pabaigai – ar pastebite, kaip Lietuvoje keičiasi mokslas – ar jis, pavyzdžiui, darosi kokybiškesnis?
– Tikrai taip, ir tai dėl kelių priežasčių, bet pagrindinė jų – kaip bebūtų banalu, išaugęs finansavimas, juk reagentams ir įrangai reikia pinigų. Finansavimas dabar atsiranda įvairiais būdais – tiek vykdant Lietuvos finansuojamus projektus, tiek dirbant su tarptautiniais partneriais. Esminis lūžis įvyko tada, kai atsirado galimybė nusipirkti šiuolaikinės įrangos. Protų Lietuvoje visada buvo, bet ne visada turėjome, su kuo dirbti.
– Ačiū už laiką ir atsakymus!
– Ačiū jums.
Kalbino Goda Raibytė-Aleksa
Šis interviu taip pat publikuotas žiniasklaidoje:
https://www.lrytas.lt/sveikata/medicinos-zinios/2023/06/08/news/mokslininke-virgnija-bukelskiene-dirbtines-sirdies-teks-palaukti-27309244
(LRYTAS.LT SVEIKATA MEDICINOS ŽINIOS)
https://www.delfi.lt/mokslas/mokslas/gyvybiskai-svarbius-eksperimentus-atliekanti-mokslininke-virginija-bukelskiene-kai-kuriuos-zmogaus-organus-jau-keicia-dirbtiniai-93599391