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 jie nagrinėjo 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“, – pasakoja vienas šio tyrimo autorių.

Dr. A. Kanopka paaiškina, kad sritis, kurią mokslininkas nagrinėjo su kolegomis, yra RNR: „Savo darbe nagrinėjome hipoksijos ląstelės aplinkoje įtaką neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio ir Parkinsono ligos, vystymuisi. Tyrėme informacinės RNR, nuo kurių sintetinami neurodegeneraciniuose procesuose ląstelėje dalyvaujantys baltymai, raišką. Taip pat atlikome šį procesą reguliuojančių veiksnių tyrimus.“

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 ir sulėtina ligos progresavimą“, – aiškina VU GMC mokslininkas.

Mokslininkai tyrė smegenų ląstelių linijas

Dr. A. Kanopka pasakoja, kad VU GMC mokslininkų atliekamiems tyrimams buvo naudojamos iš smegenų ląstelių išvestos ląstelių linijos.

„Ląstelės buvo kultivuojamos aplinkoje, kurioje buvo mums įprasta 21 proc. deguonies koncentracija, ar specialiame įrenginyje, kuriame stabiliai palaikoma 1 proc. deguonies koncentracija. Tolesniame darbe ląstelės buvo suardomos ir išskiriama ląstelės visuminė RNR. Atlikome ir daugybę kitų, specifinių tyrimų“, – sako mokslininkas.

Šio tyrimo rezultatai, pasak dr. A. Kanopkos, atskleidė išties svarbių hipoksijos įtakos neurodegeneraciniams susirgimams aspektų: „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.“

Pasak mokslininko, 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 ne tik leidžia daryti tam tikras išvadas dėl Parkinsono ar Alzheimerio ligos ir deguonies kiekio aplinkoje ryšį, bet ir skatina ieškoti naujų, iki šiol nenaudotų priemonių šių ligų profilaktikoje: „Be to, tyrimų metu gauti rezultatai padės geriau suprasti šių ligų vystymąsi ir atrasti efektyvesnes gydymo priemones ar efektyvesnius būdus palengvinti sergančių žmonių būseną.“

Pasak mokslininko, šio tyrimo nebūtų buvę galima atlikti be unikalios VU GMC esančios įrangos. „VU 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 kompetentingų specialistų, gebančių atlikti sudėtingus tyrimus. „Ši tema – tai dr. Eglės Jakubauskienės podoktorantūros studijų, finansuotų Lietuvos mokslo tarybos, objektas. Eglė intensyviai domisi hipoksinės mikroaplinkos įtaka neorodegeneracinėms ligoms. Prie atlikto darbo taip pat reikšmingai prisidėjo jaunesnysis mokslo darbuotojas Laurynas Vilys ir 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 pakitimams ląstelėse“, – kolegomis didžiuojasi dr. A. Kanopka.

Atlikti tyrimai, pasak mokslininko, yra žingsnis į priekį, siekiant suprasti, kas ir kaip turi įtakos neurologinės kilmės ligų vystymuisi. „VU GMC Biotechnologijos institute toliau bus vykdomi tyrimai šia labai svarbia kryptimi. Neabejojame, kad žingsnis po žingsnio šie darbai virs šuoliu ateityje“, – įsitikinęs dr. A. Kanopka.