Straipsnio autorė - Patricija Kilminavičienė, LRT.lt, nuotraukų autorius - J. Stacevičius (LRT), straipsnio nuoroda LRT portale
Nanotechnologijos yra viena sparčiausiai besivystančių mokslo sričių, kurioje pluša ir Lietuvos mokslininkai. Šios srities pritaikymas yra itin platus: nanomedžiagas galima panaudoti tiek statybose, tiek medicinoje. Būtent sveikatos priežiūros srityje daugiausia vilčių teikia nanotechnologijų pritaikymas vėžio diagnostikai ir gydymui.
Vilniaus universiteto profesorė biochemikė Almira Ramanavičienė kartu su kolegomis kuria specialius jutiklius, galinčius dar labai ankstyvoje stadijoje aptikti vėžines ląsteles. Šiam tikslui mokslininkai ir panaudoja nanotechnologijas. Portalui LRT.lt mokslininkė papasakojo plačiau apie atliekamus tyrimus ir jų pritaikymą praktikoje.
– Nanotechnologijos pastaraisiais metais labai dažnai aptariamos moksliniame kontekste, bet dauguma žmonių greičiausiai nelabai supranta, kas tai yra. Galbūt galėtumėte paaiškinti?
– Nanotechnologija yra tarpdisciplininė taikomojo mokslo ir technologijų šaka, kuri apima labai mažų, akimi nematomų nanodalelių tyrimus bei jų taikymą praktikoje. Nanodalelėmis laikomos struktūros, kurių dydis bent viena kryptimi yra nuo 1 iki 100 nanometrų (vienas nanometras yra viena milijardinė metro dalis, 1 nm = 1 x 10-9 m). Nanometrinėje skalėje pasireiškia mums jau žinomų medžiagų kitokios, unikalios savybės, kurios ir suteikia daug galimybių kurti išskirtinėmis savybėmis pasižyminčias naujas medžiagas, prietaisus ar sistemas.
Pavyzdžiui, visi mes žinome, kokios spalvos yra auksas, bet jei susintetinsime 13 nm skersmens aukso nanodaleles, gausime raudonos spalvos koloidinio aukso tirpalą. Didėjant aukso nanodalelėms, tirpalo spalva gali tapti ir mėlyna. Skiriasi ne tik spalva, bet ir kitos unikalios savybės, kurios sėkmingai pritaikomos chemijoje, fizikoje, biologijoje, biochemijoje, biomedicinoje, farmacijoje ir kitur. Buityje nanodalelės sėkmingai naudojamos langų, veidrodžių, kalkėtų paviršių bei kietųjų baldų paviršiams valyti, batams impregnuoti, viryklių ir kaitlenčių apsaugai nuo riebalų ir dulkių.
– Kiek žinau, šiuo metu vykdote H2020-MSCA-RISE projektą „Naujos 1D fotoninės metalų oksidų nanostruktūros ankstyvos stadijos vėžio aptikimui“ (CanBioSe). Apie ką jis?
– Vilniaus universitete, Chemijos ir geomokslų fakultete, Nanotechnologijų ir medžiagotyros centre „NanoTechnas“, mūsų tyrimų grupė vykdo minėtą Europos Sąjungos mokslinių tyrimų ir inovacijų finansavimo programos „Horizontas 2020“ Marie Sklodowska-Curie veiklos projektą, kuris yra nukreiptas į jautrių ir greitų optinių imuninių jutiklių, skirtų vėžio ląstelėms aptikti ir nustatyti, kūrimą ir tyrimą. Šiam tikslui pasiekti ruošiami paviršiai padengti metalų oksidų nanolazdelėmis, kurios viena kryptimi yra nanometrinių matmenų (1D), t. y. nanolazdelės plotis yra iki 100 nm, o ilgis gali būti ir didesnis.
Šiomis nanolazdelėmis modifikuotas paviršius sustiprina fotoliuminescencinį signalą, registruojamą po vėžio ląstelių, pažymėtų optine žyme, atrankaus prisijungimo prie paviršiaus. Taip pat kuriami tiesioginiai (be papildomų žymių) imuniniai jutikliai, kurių paviršiai, modifikuoti specialiomis biomolekulėmis (antikūnais), geba atrankiai atpažinti ir prisijungti vėžio ląsteles.
Projekto sėkmingam vykdymui labai svarbus tarptautinis ir tarpdisciplininis bendradarbiavimas tarp mokslo institucijų ir privačiojo verslo, siekiant užtikrinti greitą naujų mokslinių žinių perdavimą projekte dalyvaujančioms privačioms įmonėms, kuriančioms diagnostikos priemones.
– Kaip Jūsų atliekami tyrimai gali prisidėti prie vėžio gydymo pokyčių?
– Mūsų mokslinės grupės įdirbis ir patirtis kuriant optinius, elektrocheminius ir pjezoelektrinius imuninius jutiklius bei žinios atliekant kryptingai paviršiuje orientuotų antikūnų imobilizavimą prisidės prie jautraus ir selektyvaus imuninio jutiklio kūrimo. Ankstyva vėžio diagnostika sudaro prielaidas greitesniam ir efektyvesniam paciento gydymui.
– Kaip manote, kada pasaulis pagaliau turės vaistą nuo vėžio? Ko reikia, kad tai įvyktų?
– Į šį klausimą galėtų tiksliau atsakyti farmacijos įmonės, kuriančios vaistus. Matau dideles pastangas įvairių mokslo sričių mokslininkų ir privataus verslo, siekiant sėkmingai valdyti ir įveikti tam tikras vėžio formas, tačiau iki šiol onkologiniams susirgimams tenka didelė dalis mirčių visame pasaulyje.
– Ar įmanoma, kad ateityje chemoterapiją pakeis mažiau organizmą žalojantys vaistai? Galbūt tam ir pasitarnaus nanotechnologijos?
– Tai tikėtinas ir labai lauktinas rezultatas pasauliniu mastu. Tradiciniai vėžio gydymo būdai slopina vėžinių ląstelių greitą ir nekontroliuojamą dalijimąsi, sukelia jų žūtį, bet neišvengiama neigiamo poveikio ir sveikoms organizmo ląstelėms. Panaudojant nanotechnologijos pasiekimus ir kuriant naujos kartos vaistus, galima įveikti šį apribojimą ir padidinti tam tikromis vėžio formomis sergančių pacientų išgyvenimo ir pasveikimo tikimybę.
Nors nanodalelės yra labai mažos, jas galima užpildyti chemoterapiniu poveikiu pasižyminčiais junginiais, o santykinai didelį paviršiaus plotą panaudoti biomolekulių, nukreipiančių nanodaleles į pažeistą vietą, imobilizavimui, taip pat kitų vaistinių preparatų imobilizavimui. Nanodalelės kaupsis prie vėžio ląstelių ir pateks į jas, ir taip bus sumažintas reikalingas vaistinio preparato kiekis ir toksinis poveikis sveikoms ląstelėms. Kuriamos daugiafunkcės nanodalelės, pasižyminčios ir terapiniu, ir diagnostiniu veikimu.
– Kas, Jūsų manymu, apskritai kalbant apie nanotechnologijas ir mokslą šiandien galėtų sukelti perversmą medicinoje?
– Pasvajokim. Gal nanodalelių nanorobotų su užprogramuotomis funkcijomis organizme ir valdomų nuotoliniu būdu sukūrimas?
– Kokia yra Jūsų kasdienybė? Ar pavyksta suderinti darbą ir asmeninį gyvenimą?
– Kasdienybė yra panaši į daugumos dirbančių žmonių. Tik uždarius laboratorijos ar kabineto duris, smegenys ir toliau sprendžia įvairias mokslines užduotis, ieško galimų problemos sprendimo variantų. Buvimas mokslininku tampa gyvenimo būdu ir neatsiejama asmeninio gyvenimo dalimi.
– Kaip apskritai nusprendėte pasukti mokslo keliu?
– Tai nebuvo iš anksto suplanuotas ir labai siektinas tikslas. Gyvenime turėjau ir kitų planų, o juos įvykdžius atsirado galimybė pasirinkti doktorantūros studijas ir tęsti mokslinius tyrimus. Taip jau susiklostė, kad turėjau didelį šeimos ir mokslinės aplinkos palaikymą eiti šiuo keliu. Esu jiems labai dėkinga.
– Šiandien iš dalies žmonių girdime didelį nepasitikėjimą mokslu, sąmokslo teorijų ir kartais netgi įžūlaus melo. Kaip manote, kur yra spraga, dėl kurios tai atsiranda?
– Tai gali nulemti daug ir įvairių priežasčių. Visada tai, kas nauja, nepažįstama, neišbandyta, sukelia daug dvejonių ir abejonių. Vieniems žmonėms pavyksta tai įveikti greičiau, kitiems ilgiau užtrunka. Vieni žmonės patys bando išsiaiškinti, skaito, gilinasi į problemą, išklauso ekspertų nuomonių ir randa atsakymus į klausimus. Kiti laukia informacijos sau suprantama forma ir, deja, ją gauna iš sąmokslo teorijų kūrėjų. Mūsų, mokslininkų, užduotis yra sugebėti paprastai ir aiškiai atsakyti į klausimus, išsklaidyti ir paneigti moksliškai nepagrįstas abejones.
Daliai žmonių informacija apie naujausius mokslo pasiekimus ir jų taikymą praktikoje gali būti labai nauja ir ne visada lengvai suprantama, todėl turime pasirinkti tinkamas mokslo pasiekimų pateikimo plačiajai visuomenei formas.
– Jūs dėstote ir universiteto studentams. Ką stengiatės įdiegti į jaunuosius protus?
– Visų pirma stengiuosi studentams suteikti naujų žinių, parodyti svarbą ir sąryšį tarp anksčiau išklausytų kursų ir mano dėstomo kurso, taip pat pagrįsti žinių reikalingumą ateityje siekiant užsibrėžtų tikslų. Manau, baigę studijas studentai bus atviri naujovėms, gebės kritiškai mąstyti ir spręsti įvairias mokslines problemas. Taip pat gebės dirbti Lietuvos ir užsienio mokslo įstaigose ar įmonėse, kurti savo verslą.
– Ko Jūs esate išmokusi iš savo studentų?
– Labai smagu, kai aplink yra daug jaunų ir smalsių žmonių. Studentai skatina tobulėti visose srityse. Iš studentų mokausi nepamiršti, kad vakarai ir savaitgaliai yra skirti poilsiui.
– Šiandien yra daug problemų, į kurias mokslas vis bando patraukti visuomenės dėmesį. Kurią Jūs išskirtumėte kaip vieną svarbiausių, į kurią turėtume labiau atsižvelgti?
– Įvertinus šių dienų aktualijas, svarbiausia tema ir problema yra susijusi su SARS-CoV-2 viruso mutacijomis, greitu plitimu visame pasaulyje ir sunkiomis ligos formomis ar net mirtimi. Visi turime galimybę pasiskiepyti. Neabejoju, kad visiems labai norisi grįžti į įprastą gyvenimo ritmą.
Taip pat reikalingos greitos, paprastos ir tikslios COVID-19 ligą sukeliančio viruso baltymų ir specifinių antikūnų kiekybinio nustatymo analizės sistemos. Dalis mūsų mokslinės grupės tyrimų yra skirti tokioms sistemoms kurti ir tirti. Taip mes kartu su kitais mokslininkais, kurie atlieka tyrimus šioje srityje, prisidedame prie mokslinės pažangos nurodytoje kryptyje.