Lietuvos mokslo premija buvo įvertintas VU Biotechnologijos instituto Imunologijos ir ląstelės biologijos skyriaus vedėjos prof. dr. Aurelijos Žvirblienės darbų ciklas „Naujų antikūnų kūrimas, tyrimai ir taikymas imunodiagnostikai“. Tai penkiolikos metų darbas.

Kokios pagrindinės Jūsų vykdomų mokslinių tyrimų sritys?

Mūsų vykdomi moksliniai tyrimai susiję su imunologija, antikūnų kūrimu ir jų taikymu. Kuriame antikūnus prieš įvairias molekules ir panaudojame juos kaip instrumentą nustatydami šias molekules arba tirdami jų struktūrą. Vienas iš svarbiausių mūsų tyrimo objektų yra virusų antigenai. Tai sudėtingos struktūros baltymai. Mūsų institute jie kuriami genų inžinerijos metodais, tam netgi nebūtina turėti pačių virusų. Prieš tokius rekombinantinius virusų antigenus esame sukūrę didžiulę kolekciją naujų antikūnų. Juos galima panaudoti virusinių infekcijų diagnostikai, pvz., nustatyti virusui specifiškus antikūnus kraujo ar seilių mėginyje arba nustatyti patį virusą ląstelių ar audinio mėginyje. Kai kurie iš mūsų antikūnų turi aiškų praktinį pritaikymą – jie įeina į diagnostinių rinkinių sudėtį arba yra įtraukiami į užsienio kompanijų katalogus ir pardavinėjami visame pasaulyje. Konkretus pavyzdys: Didžiosios Britanijos rinkoje platinami diagnostiniai rinkiniai, skirti tymų arba kiaulytės infekcijoms nustatyti iš seilių mėginių. Šiuos diagnostinius rinkinius sukūrėme bendradarbiaudami su užsienio mokslininkais. Antikūnai gali būti taikomi ne tik diagnostikai, bet ir fundamentiniams tyrimams. Jie padeda tirti sudėtingų baltymų ar jų kompleksų antigeninę struktūrą, išaiškinti vadinamąsias imunodominuojančias sritis. Virusinių baltymų atveju tai svarbu kuriant naujos kartos vakcinas ar kitus biofarmacinius preparatus. Panaudodami mūsų sukurtuosius antikūnus, mes esame apibūdinę keleto virusinių antigenų struktūrą, šiuos rezultatus publikavome virusologijos žurnaluose.

Kaip susidomėjote, kaip atradote šią tyrimų sritį?

Imunologijos srityje pradėjau dirbti daugiau nei prieš 30 metų, kai Vilniaus universitete baigusi biochemijos studijas išvykau į Maskvą, tuometinės TSRS mokslų akademijos Molekulinės biologijos institutą. Tai buvo vienas stipriausių mokslo institutų visoje Sovietų Sąjungoje. Šiame institute buvo viena pirmųjų laboratorijų, kurioje buvo įdiegta hibridomų technologija ir kuriami monokloniniai antikūnai. Tuo metu tai buvo didelė naujovė. Man labai pasisekė, kad patekau į šią laboratoriją. Ta tyrimų sritis man buvo labai įdomi, nors apie imunologiją tada beveik nieko neišmaniau, studijų metu net neturėjome imunologijos kurso. Dirbau Maskvoje ketverius metus, ten apgyniau daktaro disertaciją, o grįžus į Lietuvą vėlgi aplinkybės susiklostė palankiai – Biotechnologijos institute buvo įkurta Imunologijos laboratorija ir aš turėjau kur pritaikyti savo žinias ir patirtį. Taigi galima sakyti, kad ankstyva mokslinio darbo patirtis, įgyta iš karto po studijų, nulėmė visą mano tolesnę mokslinę veiklą. Žinoma, per tuos metus tyrimo metodai ir technologijos labai pasikeitė, tačiau pagrindinė darbo kryptis išliko ta pati.

Kokie Jūsų vadovaujamos laboratorijos mokslininkų kolektyvo dabartiniai darbai, ką Jūsų kolektyvas kuria?

Pastaraisiais metais pradėjome keletą naujų projektų, tarp jų – rekombinantinių antikūnų kūrimo darbus. Tai mums nauja sritis, bet jau turime įdomių rezultatų. Pavyko sukurti rekombinantinius hibridinius baltymus, sudarytus iš virusinės dalelės ir antikūnų, t. y. tokias nanodaleles, kurios yra „dekoruotos“ antikūno molekulėmis ir todėl gali atpažinti tam tikrus antigenus, juos neutralizuoti. Kitas įdomus projektas yra susijęs su Alzheimerio ligos mechanizmų tyrimais, jį vykdome kartu su LSMU mokslininkais. Mes sukūrėme antikūnus prieš beta-amiloidą, kuris kaupiasi smegenų ląstelėse ir yra laikomas šios ligos kaltininku. Mūsų kolegos, atlikę eksperimentus su žiurkių ir pelių smegenų ląstelėmis, pastebėjo, kad antikūnai, užuot sustabdę beta-amiloido žalingą poveikį, jį sustiprina. Pasirodo, kad tai susiję su imuninės sistemos ląstelių aktyvacija. Pradėjome plačiau tyrinėti šio reiškinio mechanizmą, gavome naujų įdomių rezultatų. Tai puikus pavyzdys, kai mokslinis projektas, prasidėjęs nuo konkrečios užduoties – antikūnų sukūrimo, vėliau tarsi evoliucionuoja, vystosi, inicijuoja naujas tyrimų kryptis. Tuo mokslininko darbas ir įdomus, kad ne visada gali prognozuoti, koks bus galutinis rezultatas, o kartais tas netikėtas rezultatas gali būti daug svarbesnis už tą, kurio tikėjaisi pradėdamas eksperimentą.

Be mokslo tiriamojo, Jūs dirbate ir pedagoginį darbą. Kokie Jūsų studentai?

Dėstytojo darbas tikrai įdomus. Mėgstu bendrauti su studentais, nors dažnai nelengva šį darbą suderinti su pagrindiniu darbu laboratorijoje. Dėstau imunologiją VU biochemikams. Ši specialybė visada buvo ir dabar yra populiari, ją renkasi stiprūs moksleiviai, tarp jų dažnai būna olimpiadų dalyvių ir nugalėtojų. Todėl dauguma mano studentų yra gabūs, smalsūs ir motyvuoti. Imunologija yra be galo įdomus ir intensyviai besiplėtojantis mokslas, šioje srityje nuolat atrandama kas nors nauja. Dalyvaudama tarptautinėse konferencijose, stengiuosi kuo daugiau sužinoti apie tas naujoves ir apie jas papasakoju studentams. Džiaugiuosi, jei pavyksta juos sudominti. Man patinka tam tikras grįžtamasis ryšys tarp studento ir dėstytojo. Didžiausias įvertinimas – kai studentai pasako, kad paskaitų kursas buvo įdomus. Nematau didelio skirtumo tarp dabartinių ir mano kartos studentų. Aišku, dabar studentai turi daugiau galimybių – gali naudotis naujausiais informacijos šaltiniais, gali išvykti į užsienį. Beje, VU studentai biochemikai yra puikiai parengti ir mielai priimami bet kurioje pasaulio laboratorijoje.

Ar turite savo jaunų mokslininkų grupę, kuriems rūpi Jūsų darbai ir kurie norėtų eiti Jūsų keliu?

Turiu puikią komandą, kurios daugumą sudaro jauni žmonės – studentai ir doktorantai. Mūsų skyriuje yra ir patyrusių mokslininkų, kurie patys aktyviai rašo projektus, juos koordinuoja, rengia publikacijas. Paprastai studentai pradeda dirbti laboratorijoje jau nuo II–III kurso, vėliau rengia baigiamuosius darbus, stoja į doktorantūrą. Dauguma studentų iš karto įtraukiami į laboratorijoje vykdomus projektus. Taip jie susipažįsta su mokslinio darbo kasdienybe, ima suprasti finansines ir kitas problemas, prisideda prie publikacijų rengimo. Vėliau jie patys pradeda planuoti savo darbą, perduoda savo patirtį jaunesniems kolegoms. Džiaugiuosi, kad mano kolektyve dirba motyvuoti, kūrybiški, jaučiantys atsakomybę už bendrą tikslą žmonės. Mokslininko darbas nėra toks lengvas, kaip kartais iš šalies gali pasirodyti. Šiuolaikinis mokslininkas turi būti ir geras vadybininkas, nes reikia rūpintis finansavimu, projektais.

Viena iš Jūsų mokslinės veiklos sričių – virusinių infekcijų imunodiagnostika ir molekulinė diagnostika. Gal galite plačiau papasakoti apie darbus šioje srityje?

Kai žmogus suserga infekcine liga, dažniausiai prieš ligos sukėlėją susidaro antikūnai. Paėmę kraujo ar seilių mėginį, galime tuos antikūnus nustatyti ir taip diagnozuoti ligą. Tai ir yra imunodiagnostikos pavyzdys. Šie metodai gana paprasti ir greiti, todėl plačiai taikomi laboratorinėje medicinoje. Tačiau šių metodų ne visada pakanka infekcinės ligos diagnostikai, nes antikūnai susiformuoja ne iš karto patekus virusui, o tik po kelių dienų. Be to, ne kiekvienas virusas sukelia pakankamai stiprų imuninį atsaką. Todėl naudojami ir kiti metodai ligos sukėlėjui nustatyti – nustatoma jo DNR ar RNR. Tai molekulinės diagnostikos metodai, kurie yra itin tikslūs ir jautrūs. Juos naudodami galime ne tik nustatyti virusus, bet ir analizuoti jų kamienus, mutacijas ir pan. Savo tyrimuose mes taikome įvairius metodus ir dažnai juos sugretiname, kad gautume kuo tikslesnį rezultatą. Kaip minėjau, esame sukūrę imunodiagnostikos metodus tymų, kiaulytės, taip pat hantavirusų infekcijoms nustatyti iš kraujo ar seilių mėginių. Molekulinės diagnostikos metodais tyrinėjome, kokie žmogaus papilomos viruso kamienai yra paplitę Lietuvoje.

Kaip gimsta nauji virusai? Ar atrandami nauji virusai? Ar dabar žmonės silpnesni?

Tobulėjant molekulinės biologijos, genetikos metodams, kasmet atrandama naujų virusų. Virusai yra labai gerai prisitaikę evoliucijoje. Jie gali išgyventi ir daugintis tik pakliuvę į ląstelę, turi tam tikrus patekimo mechanizmus. Jie infekuoja ne tik žmogaus ir gyvūnų ląsteles, bet ir augalus, mieles, bakterijas. Žmonės per savo gyvenimą užsikrečia daugybe virusų, bet ne visada virusinė infekcija sukelia sunkią ligą. Kai kurie virusai nėra patogeniški, todėl mes net nejaučiame, kad virusas pakliuvo į organizmą. Tokius virusus ypač sunku atrasti, nes jie nekelia jokių problemų. Dažnai virusus gana efektyviai sudoroja mūsų imuninė sistema. Sunku vienareikšmiškai atsakyti, ar žmonės dabar silpnesni, ar atsparesni virusinėms infekcijoms. Viena vertus, žmonės geriau maitinasi, todėl imuninė sistema turėtų būti stipresnė. Nusilpę, badaujantys žmonės mažiau atsparūs infekcinėms ligoms, nes jų imuninės sistemos ląstelės negali daugintis dėl baltymų trūkumo. Tačiau kita vertus, žmonės mažiau juda, patiria daugiau streso – o tai neigiamai veikia mūsų imuninę sistemą ir atsparumą virusams.

Ar Lietuvoje žmones puolantys virusai kuo nors išsiskiria iš tų, kurie kamuoja Europos šalių gyventojus, ar turime savitų virusų, būdingų tik Lietuvai ir Pabaltijo šalims?

Nėra žinoma jokių virusų, kurie būtų būdingi tik Lietuvai ar Baltijos šalims. Kas kita virusų kamienai – jų paplitimas skirtingose šalyse gali būti skirtingas. Pavyzdžiui, mes neseniai tyrinėjome, kokie žmogaus papilomos viruso kamienai yra paplitę Lietuvoje. Kai kurie šio viruso kamienai yra onkogeniniai, t. y. jų ilgalaikė infekcija gali sukelti gimdos kaklelio vėžį. Atliktas tyrimas atskleidė įdomų faktą, kad Lietuvoje tų onkogeninių kamienų dažnis yra kitoks nei Europoje – kai kurie viruso kamienai yra dažnesni, o kai kurie retesni nei kaimyninėse šalyse. Tai svarbu žinoti planuojant vėžio prevencijos strategijas. Kalbant apie naujus virusus – kitose šalyse yra buvę virusinių infekcijų protrūkių, kuriuos sukėlė iki tol nežinomi virusai. Prieš kelerius metus spauda daug rašė apie ūmią kvėpavimo takų ligą (SARS), kurią Azijoje sukėlė naujai identifikuotas virusas. Po tokių atvejų kitos šalys imasi stebėsenos ir prevencijos priemonių – taip apribojamas pavojingų virusų plitimas. Ne visada žinome, ar tie virusai, kurie surasti kažkur kitur pasaulyje, jau yra patekę į Lietuvą, ypač jei virusas mažai patogeniškas. Tam reikalingi specialūs tyrimai. Mūsų institutas irgi prisideda prie tokių tyrimų. Štai neseniai Vokietijoje buvo identifikuotas naujas galvijų virusas. Mūsų instituto mokslinkai ištyrė galvijų mėginius ir nustatė, kad šis virusas, nors ir nekeliantis didelės grėsmės galvijų ūkiams, randamas ir Lietuvoje. Tokie tyrimai svarbūs, nes padeda stebėti ir kontroliuoti virusų plitimo kelius.

Kokį virusą įveikti sunkiausia? Kiek laiko Jums ilgiausiai yra tekę ieškoti ir kurti antikūnus prieš virusą?

Virusus apskritai sunku įveikti, nes jie puikiai prisitaikę išlikti. Tik vieni virusai pavojingesni, kiti mažiau pavojingi. Visi žinome posakį, kad negydoma sloga praeina per savaitę, o gydoma – per 7 dienas. Tie virusai, kurie sukelia slogą, nėra labai pavojingi. Tačiau yra daug pavyzdžių, kai virusai sukelia sunkias ar net mirtinas ligas – pasiutligę, raupus, poliomielitą, AIDS, hemoraginę karštinę ir pan. Dabar Lietuvoje iškilo afrikinio kiaulių maro grėsmė – jo sukėlėjas irgi yra virusas, prieš kurį nėra vaistų ar vakcinų. Deja, prieš virusus neturime efektyvių universalių vaistų, kaip turime antibiotikus prieš bakterijas. Kai kurias virusines infekcijas pavyksta kontroliuoti tam tikrais vaistais, kurie slopina virusų fermentus. Pavyzdžiui, tokiu būdu galima pristabdyti ŽIV ar žmogaus hepatito C infekciją. Tačiau ne visus virusus taip galime įveikti. Virusai kinta, mutuoja, dėl to gali tapti pavojingesni, nei buvo iki tol. Kai kurie virusai net sugeba apgauti imuninę sistemą, nuslopindami tam tikrus jos elementus. Pats ryškiausas tokio viruso pavyzdys yra ŽIV, kuris infekuoja svarbias imuninės sistemos ląsteles ir sukelia sunkią imunodeficitinę būklę – AIDS. Galime pasidžiaugti, kad prieš kai kuriuos pavojingus virusus yra sukurtos vakcinos. Tai pati efektyviausia priemonė prieš juos. Tik dėl masinės vakcinacijos jau pamiršome tokias pavojingas ligas kaip raupai ar poliomielitas, nuo kurių anksčiau daugybė vaikų mirdavo ar likdavo suluošinti. Gaila, kad dabar visuomenėje skleidžiami mitai apie vakcinų žalą ir agituojama neskiepyti vaikų, net nesusimąstant apie padarinius.
Mūsų kuriami antikūnai gali ne tik padėti diagnozuoti virusines infekcijas. Esame sukūrę antikūnus, kurie neutralizuoja kai kuriuos virusus, pavyzdžiui, hepatito B virusą. Dabar bandome sukurti tokias hibridines molekules, kurios galėtų turėti priešvirusinį poveikį. Antikūnų kūrimo darbai gana sudėtingi ir užtrunka mažiausiai 5–6 mėnesius. Dažnai tenka eksperimentus kartoti keletą kartų, kol gauname norimą rezultatą.