Quantcast

Lietuvos mokslininkų siekis – mėgintuvėlyje užauginti širdį

Dienraščio „Kauno diena“ rašinys

Pasaulyje daugybė žmonių kamuojasi laukdami donorų organų, o neretai ir miršta jų nesulaukę. Mokslininkai visame pasaulyje bando įkinkyti kamienines ląsteles ir iš jų išauginti naujus audinius, organus. Tokie bandymai vyksta ir Lietuvos mokslininkų laboratorijose.

Pasaulyje daugybė žmonių kamuojasi laukdami donorų organų, o neretai ir miršta jų nesulaukę. Mokslininkai visame pasaulyje bando įkinkyti kamienines ląsteles ir iš jų išauginti naujus audinius, organus. Tokie bandymai vyksta ir Lietuvos mokslininkų laboratorijose.

Bandė atkurti skilvelį

Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) Kardiologijos instituto Ląstelių kultūrų laboratorijos vedėjas profesorius Vytenis Arvydas Skeberdis su kolegomis laboratorijoje bandė atgaivinti širdį.

"Teoriškai labai gražiai skamba. Atrodo,kad ir kur padėsi kamienines ląsteles, jos padarys viską, ką tu nori. Gyvenime taip nebūna", – teigė mokslininkas.

Jo tyrimo tikslas buvo pabandyti regeneruoti širdį, patyrusią eksperimentinį miokardo infarktą. Jam įvykus, nemenka dalis skilvelio žūsta, sumažėja jo susitraukimo jėga, tad organizmas nepakankamai aprūpinamas deguonimi.

"Naudodami kamienines ląsteles bandėme atkurti žuvusį raumeninį audinį. Kaip ir buvo galima tikėtis, rezultatas – palyginti kuklus. Palyginimui: kamieninėmis ląstelėmis atgaivinti raumeninį audinį yra tas pats, kaip dykumoje bandyti pasodinti ir auginti medį. Dykumoje nėra vandens, o čia nevyksta kraujotaka, kamieninės ląstelės nustoja daugintis ir nenori virsti širdies miocitais", – aiškino V.A.Skeberdis.

Ryšį užmezga

Profesorius V.A.Skeberdis atliko bandymus su triušio širdimi. Pasaulyje kol kas niekas nėra pasiekęs įtikinamų rezultatų, kuriuos būtų galima išbandyti su žmonėmis.
"Kamieninės ląstelės taip lengvai nevirsta miocitais (raumeninio audinio ląstelėmis). Neatsiranda reikalingi kalcio jonų srovės kanalai, nuo kurių ir priklauso susitraukimo jėga, ląstelėje neišsivysto kontaktilinis (sutraukiamasis) aparatas", – kalbėjo profesorius.

Atliekant tyrimą keltas klausimas, kaip negyvoje zonoje implantuotos ląstelės užmezga ryšį su gana toli sveikoje dalyje esančiais miocitais.

"Parodėme, kad ryšį užmegzti gali, nes formuoja ilgus tunelius, šakas, – teigė mokslininkas. – Savo tyrimuose naudojome autologinius mioblastus (to paties gyvūno skeleto raumenų kamienines ląsteles), kurie gerai dauginasi ir nesukelia atmetimo reakcijos. Tačiau, kaip visada moksle, kas per gražiai skamba, turi paslėptų trūkumų. Šios ląstelės, pradėdamos virsti širdies ląstelėmis, kažkodėl praranda tarpląstelinį ryšį formuojančius baltymus. Todėl ne tik kad neturi galimybių atkurti širdies susitraukimo jėgos, bet gali būti kenksmingos, tapti aritmijų židiniu. Mes šią problemą išsprendėme pasitelkę genetines modifikacijas."

Kas toliau? Galima bandyti kurti dirbtinius audinius? Kaip tai padaryti?

"Kamieninės ląstelės būtų pasėjamos ant sintetinio karkaso, jį užpildytų padedant bioreaktoriui ir prisidaugintų. Taip pat inkubatoriuje jas galima treniruoti elektrinės stimuliacijos būdu, kad suformuotų geresnį kontraktilinį aparatą, panašiai kaip ir sportininkai treniruoja savo raumenis. Tokių bandymų jau esame atlikę. Čia labai svarbu parinkti tinkamą sintetinį karkasą, kuris galbūt po tam tikro laiko galėtų širdyje ištirpti. Bet tai vėlgi nėra taip paprasta", – akcentavo V.A.Skeberdis.

Mokslininką kankina klausimai, kaip negyvoje vietoje atkurti kraujotaką, kaip teisingai implantuoti tokį trimatį darinį, kad jis sudarytų vientisą struktūrą su išlikusiu sveiku širdies audiniu.

Neįkainojamas pastiprinimas

LSMU Fiziologijos ir farmakologijos tyrimų laboratorijos vedėjas mokslų daktaras Arvydas Ūsas, ilgą laiką dirbęs JAV, kartu su kolegomis bando įminti inkstų paslaptis. Vieno iš projektų tikslas – inkstų regeneracija, naudojant kamienines ląsteles.

"Organų regeneracija yra sudėtingas procesas. Organizmas mobilizuoja savo jėgas, bet dažnai jam reikia pastiprinimo, papildomo stimulo. Kiekvienas audinys turi didelių vidinių išteklių ir gali atsinaujinti. Raumuo, kaulas turi didesnių galimybių regeneruotis ir sugyja savaime, o sąnarinė kremzlė pati neregeneruoja", – kalbėjo A.Ūsas.
Kalbėti apie dirbtinius inkstus, jų klinikinį panaudojimą, anot jo, yra ankstoka.

"Mūsų dabartinio projekto tikslas – naudojant kamienines ląsteles paskatinti inksto gijimą. Ląsteles naudojame kaip signalą, augimo faktorių, regeneracijai sustiprinti", - pasakojo A.Ūsas.

Eksperimentai atliekami su gyvūnais, kuriems vaistais sukeliamas laikinas inkstų pažeidimas. Negydomi inkstai vis tiek atsikurtų, funkcijos normalizuotųsi.

Įtartini pavieniai atvejai

Kada mokslininkų idėjos duos bent apčiuopiamų rezultatų, kad juos būtų galima naudoti praktikoje?

"Skaičiau, kad Lenkijoje modifikuotas ląsteles implantavo į stuburą. Atsigavo žmogus, iki tol nejudėjęs. Įvairių tyrimų, nuskambėjusių pasaulyje, atlikta ir Kinijoje, Japonijoje, Rusijoje, Brazilijoje. Bet pavieniai atvejai nieko nereiškia. Visuomet gali įtarti, kad žmogus pats būtų atsigavęs", – kalbėjo V.A.Skeberdis.

Anot pašnekovų, kuo struktūra sudėtingesnė, tuo sunkiau ją regeneruoti. Tokia yra nervų sistema, širdis, sudaryti iš įvairaus tipo audinių. Vientisą darinį atkurti yra lengviau.
Bandant pakinkyti kamienines ląsteles, reikalinga genetinė modifikacija ir tam tikras išorinis poveikis: cheminės medžiagos, tokios kaip augimo faktoriai, kiti dariniai.
"Be manipuliacijų nieko nepavyks. Šias ląsteles reikia priversti judėti tam tikra kryptimi. Ta vieta, kur jas implantuoji, niekada nebūna homogeniška. Ląstelės gauna ne vieną signalą, kuo jos turėtų tapti, ir todėl joms sunku mus suprasti. Nebesusigaudydamos pradeda judėti visomis kryptimis diferenciacijos požiūriu", – teigė V.A.Skeberdis.
Kremzlių regeneracija – paprastesnis reikalas. Panaudojant sintetinius karkasus ir pacientų izoliuotas ląsteles – chondrocitus  galima sukurti dirbtinį audinį, kuris sėkmingai pakeičia sužalotą kremzlę.

Dirbtinės kremzlės ir oda

LSMU Sporto instituto vadovas, Ortopedijos ir traumatologijos klinikos sektoriaus vadovas  profesorius Rimtautas Gudas jau yra implantavęs ne vieną dirbtinę kremzlę ir taip pagerinęs gyvenimą daugybei savo pacientų.

"Esant sąnario kremzlės pažeidimui, defektui kartais neužtenka paciento audinio. Sąnaryje nėra laisvos sąnarinės kremzlės, kad ją paėmus galėtum užpildyti defektą", –  medikų klinikinio darbo problemą pakomentavo A.Ūsas.

Kremzles LSMU medikai kol kas perka iš užsienio. Kaune bandymai patiems išauginti kremzles dar nebaigti.

"Realu, kad bus sukurta ir dirbtinė oda. Ją būtų galima transplantuoti pacientams, pavyzdžiui, po nudegimo. Oda yra beveik vientisas darinys, ji yra išorėje, nereikia gilių intervencijų", – kalbėjo profesorius V.A.Skeberdis.

Anot jo, kada nors dendritines kamienines ląsteles bus galima panaudoti kovojant su vėžiu.

Kiek gali lietuviai?

Pašnekovų nuomone, daug pasiekti galima ir Lietuvoje.

"Tai priklauso ne nuo tautybės, o nuo mokslininko proto, jo sugebėjimų generuoti idėjas. Juolab kad iš ES struktūrinių fondų mūsų šalies mokslui skirta labai daug lėšų. Daug laboratorijų yra aprūpintos puikia įranga, ne blogesne nei JAV ar kitų šalių", –  teigė V.A.Skeberdis.

Vis dėlto jis pripažino, kad mums sunkiau įgyvendinti idėjas. Tai susiję ne su mokslu, o su administravimu, biurokratija, kai kuriais Lietuvos įstatymais. Dėl jų daug darbų eina vėjais arba yra atliekami paviršutiniškai.

"O biurokratinių trukdymų ne tik kad nemažėja, o dar ir daugėja. Kitaip pažanga būtų daug didesnė", – įsitikinęs V.A.Skeberdis.

Jam pritarė ir A.Ūsas, kuris kritikavo viešųjų pirkimų tvarką norint įsigyti tyrimams reikalingų medžiagų.

"Pinigų yra, bet nusipirkti, ko reikia, iš karto negali. Tenka laukti net ir pusmetį", –  pasakojo mokslų daktaras A.Ūsas, po keturiolikos metų darbo JAV mokslo laboratorijose tyrimus nusprendęs tęsti Lietuvoje.

"Grįžęs pradėjau nuo nulio. Tik šiemet gavome patalpas, įrangos, o finansavimą projektams – prieš pusantrų metų. Tad teko prašytis į kitų laboratorijas, – apmaudžiai kalbėjo A.Ūsas. Ir paaiškino: – Mūsų darbas be poilsio dienų. Šeštadienis, sekmadienis, savaitgalis – tokie terminai, dirbant su ląstelinėmis kultūromis, neegzistuoja. Negali penktadienį ląstelių uždaryti inkubatoriuje ir pasakyti: viso gero, ateisiu pirmadienį."

A.Ūsas susidūrė su netikėtomis problemomis – juos priėmusios laboratorijos savaitgaliais nedirbo. Dėl to tuomet teko atšaukti eksperimentus.

V.A.Skeberdis atkreipė dėmesį ir į patį mokslininkų finansavimą.

"Europos parama padeda sukurti infrastruktūrą, įsigyti įrangos, o žmogiškaisiais ištekliais turi pasirūpinti Lietuvos vyriausybė. Deja, pas mus mokslui skiriama mažiausiai lėšų iš visų Europos šalių. Norint, kad moksliniai tyrimai, kaip ir bet koks kitas darbas, vyktų sėkmingai, reikia keturių privalomų sąlygų: infrastruktūros, įrangos, žmogiškųjų išteklių  ir "know-how" (žinoti kaip). Jei nors vienos sąlygos trūksta, beprasmiška leisti pinigus kitiems dalykams. O būtent žmogiškaisiais ištekliais kol kas rūpinamasi nepakankamai. Todėl specialistai išvyksta į tas šalis, kur yra vertinami, ir šios šalys pigiai gauna mūsų puikiai parengtus profesionalus", – apgailestavo profesorius V.A.Skeberdis.

Kuria biologinius stimuliatorius

Šiuo metu V.A.Skeberdis darbuojasi įgyvendinant kitą projektą: kartu su partneriais iš Kauno technologijos universiteto ir Inovatyvios medicinos centro kuria biologinius širdies vedlius. Elektrinis širdies stimuliatorius – nebe naujiena. Jis implantuojamas, kai širdis nepajėgia generuoti savo ritmo. Tačiau tokie stimuliatoriai sunkiai prisiderina prie apkrovos. Žmogui esant ramybės būsenos ir jam dirbant širdies ritmas turi keistis.

Biologiniu širdies vedliu – stimuliatoriumi galėtų tapti modifikuotos kamieninės ląstelės. Jas reikėtų taip pakeisti, kad turėtų tam tikrus kanalus, nuo kurių priklauso ritmo generavimas. Tuomet tokias kamienines ląsteles būtų galima implantuoti vietoj elektrinio stimuliatoriaus.

Spręsdami šį klausimą kauniečius susirado mokslininkai iš Kolumbijos universiteto (JAV). Jie turi daug patirties, bet susidūrė su problema: implantuotos modifikuotos ląstelės pradeda generuoti ritmą, bet jos yra labai judrios, todėl išsivaikščioja ir ritmą generuojanti struktūra išnyksta.

Nuspręsta kurti trimačius sintetinius karkasus ir juose įkalinti modifikuotas kamienines ląsteles. Tam ir prireikė kauniečių pagalbos, nes šie turi patirties ir įrangą.

Kauno technologijos fakulteto fizikai, medžiagotyros specialistai bando gaminti karkasus, LSMU Inovatyvios medicinos centras ruošia ląsteles, Kardiologijos institutas apsiėmė tikrinti, ar tikrai ląstelės tokios, kokios turi būti. Jiems taip pat reikės užpildyti karkasą ir stebėti, kaip jis komunikuoja su širdies ląstelėmis.

Jeigu šis biologinis ritmo vedlys veiks, tuomet Kauno chirurgų grupė atliks eksperimentus su šunimis ir patikrins, ar tai veikia in vivo.

Donorinės kremzlės

Kauniečių mokslininkų teigimu, nereikėtų nurašyti donorų audinių. Dirbtinis audinys gali išgelbėti gyvybę, pagerinti gyvenimo kokybę, bet niekuomet nebus pranašesnis už natūralų, kad ir kokia būtų mokslo pažanga.

LSMU Fiziologijos ir farmakologijos tyrimų laboratorijoje dirbama ir kita linkme: bandoma išsiaiškinti, kokiomis sąlygomis donoro kremzlė kuo ilgiau gali išlikti gyvybinga.
Norint ilgiau išlaikyti audinį gyvybingą, alogeninė kremzlė būna užšaldoma iki 70 laipsnių. Tačiau, audinius taip laikant ilgesnį laiką, dalis ląstelių žūsta. Pasaulio mokslininkai diskutuoja, ieško kitų sąlygų, kuriomis būtų galima išlaikyti daugiau gyvybingų ląstelių.



NAUJAUSI KOMENTARAI

Galerijos

Daugiau straipsnių