Latvijas Universitātes (LU) zinātnieki pēta, kā nogādāt medikamentus pie šūnām, kurām nepieciešama ārstēšana, pēc iespējas mazāk ietekmējot veselās šūnas. Šim nolūkam tiek izstrādāta īpaša zāļu piegādes sistēma, kas nākotnē varētu palīdzēt samazināt arī ārstēšanas izmaksas. Par pētījumu "Radio SWH TV" raidījumā "Latvija zinātnē", kas top ar "Rietumu Bankas" atbalstu, stāsta LU Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes vadošā pētniece Evita Rostoka.
Pastnieks, kuram jāatrod īstā adrese
Lai medikaments sasniegtu vajadzīgo šūnu, ar pareizās adreses zināšanu vien nepietiek. Piegādes molekulai jāpārvietojas pa asinsriti, jāiekļūst audos un jāatrod konkrētais mērķis, turklāt nogādātajām zālēm jāsaglabā spēja iedarboties. Tieši visu šo uzdevumu apvienošana ir viens no lielākajiem izaicinājumiem.
"Mums vajag panākt, lai pastnieks ar savu "kravu" varētu veiksmīgi aiziet pa asinsrites sistēmu tieši uz to vietu, kur ir nepieciešams," pauž Evita Rostoka.
Zinātniekiem jau ir zināmas piegādes molekulas un medikamenti, skaidri ir arī mērķi, kur tie jānogādā. Sarežģītākais ir šos elementus apvienot vienotā sistēmā, kas būtu ne tikai efektīva, bet arī izmaksu ziņā pieejama.
Slēdzene, atslēga un iespēja samazināt izmaksas
Pētnieku uzmanības centrā ir aptamēri – nelielas nukleīnskābju molekulas, kas var būt veidotas no DNS vai RNS un spēj atpazīt noteiktus proteīnus uz šūnu virsmas.
"Viņi viens otru atpazīst kā slēdzeni ar atslēgu," Rostoka raksturo aptamēra un šūnas virsmas proteīna mijiedarbību. Aptamērs piesaistās atbilstošajam proteīnam, un šūna var uzņemt to kopā ar pievienoto "kravu", piemēram, medikamentu.
Aptamēru priekšrocība ir to nelielais izmērs un salīdzinoši vienkāršā izgatavošana. Atšķirībā no lielajām antivielu molekulām tos iespējams sintezēt ķīmiski, kas varētu samazināt izmaksas. Turklāt mazākām molekulām var būt vieglāk nokļūt dziļāk audos, kur atrodas vajadzīgās šūnas.
"Tas ir lētāk. Tas īstenībā ir viens no galvenajiem faktoriem," saka pētniece.
Pētniece uzsver, ka augstās izmaksas ir viens no šķēršļiem mērķētas terapijas plašākai izmantošanai. Tāpēc iespēja lētāk izgatavot piegādes molekulas ir nozīmīga, lai gan vēl nav zināms, cik izmaksātu uz tām balstīta ārstēšana.
Taču ar piemērota aptamēra atrašanu vien nepietiek. Viens no būtiskākajiem Rostokas pētījuma uzdevumiem ir izstrādāt savienojumu jeb linkeri – savdabīgu tiltiņu, kas savieno piegādes molekulu ar tās nogādājamo "kravu".
Pētnieki eksperimentē ar dažādiem linkera darbības principiem, tostarp pārbauda, vai tam noteiktu enzīmu ietekmē būtu jāsadalās vai jāsaglabājas stabilam. Mērķis ir radīt pēc iespējas universālāku risinājumu, kas ļautu mainīt gan aptamēru, gan tam pievienoto vielu.
Šādas sistēmas iespējamais pielietojums neaprobežojas tikai ar onkoloģiju. Nākotnē līdzīgu pieeju varētu izmantot arī antibiotiku mērķētai piegādei, lai iedarbotos uz konkrētām baktērijām, pēc iespējas mazāk skarot pārējo organismu.
Lukturītis, kas palīdz pārbaudīt molekulas ceļu
Kā zinātnieki var pārliecināties, ka izveidotā sistēma patiešām sasniedz vajadzīgo vietu? Viens no paņēmieniem ir medikamenta vietā pievienot fluorescējošu vielu, kas darbojas kā savdabīgs lukturītis. Ar īpaša mikroskopa palīdzību iespējams novērot, kur molekula nonākusi.
Latvijas pētnieki savu piegādes sistēmu pagaidām pārbauda laboratorijā, izmantojot šūnu kultūras un telpiskus šūnu modeļus jeb sferoīdus. Tie palīdz noskaidrot, cik dziļi molekulu komplekss spēj iekļūt audus atgādinošā šūnu kopumā. Līdzīgi molekulu kompleksi pasaulē jau izmēģināti arī preklīniskajos pētījumos ar dzīvniekiem, taču līdz pārbaudēm ar cilvēkiem šī pieeja vēl nav nonākusi.
No viena risinājuma līdz daudzām iespējām
Rostoka šim pētniecības virzienam pievērsusies pirms dažiem gadiem, sadarbojoties ar LU organiskās sintēzes pētniekiem. Lai uzsāktu jaunu pētījumu virzienu, nepieciešama nauda. "Lai iegūtu valsts finansējumu, jābūt jau kaut kādiem rezultātiem, tāpēc mums ļoti nozīmīgs ir LU fonda atbalsts. Saņēmām finansējumu "MikroTik" projektu konkursā dabaszinātņu, tehnoloģiju un medicīnas zinātņu jomā," skaidro pētniece. "Vēlāk jau varējām startēt biomedicīnas un fotonikas inovāciju platformā BioPhot un FLPP finansējuma konkursos."
Darbā iesaistījies arī doktorants, kurš izstrādā un sintezē molekulu savienojumus. Eksperimentu gaitā sākotnējā iecere attīstījusies, paverot arvien jaunus iespējamos risinājumus. Rostoka stāsta, ka pirms diviem trim gadiem bija viens skats, taču tagad ieraudzīti vairāki attīstības ceļi.
Lai gan līdz šādas sistēmas izmantošanai medicīnā vēl nepieciešami turpmāki pētījumi, laboratorijā iegūtās atziņas palīdz zinātniekiem izvērtēt jaunus risinājumus un pilnveidot zāļu mērķētas piegādes iespējas.
Noskaties visu raidījumu:
Radio SWH TV raidījums "Latvija zinātnē" iepazīstina ar Latvijas zinātniekiem, pētniekiem un inovatoriem, kuru idejas un sasniegumi veido nākotnes tehnoloģijas un risinājumus, vienlaikus atklājot zinātni kā aizraujošu un cilvēcīgu procesu. Sarunas ar zinātniekiem top sadarbībā ar "Rietumu Banku" – izcilība nekad nav nejaušība. Zinātniekus atbalsta Latvijas Universitātes fonds.
