Giedrius Steponaitis, Paulina Vaitkienė
Neuromokslų institutas, Lietuvos sveikatos mokslų universitetas
Kai smegenų ląstelės ima veikti prieš mus
Kartais rimta liga apie save praneša netikėtai. Stiprėjantys galvos skausmai, staiga atsiradę traukuliai, sutrikusi kalba ar atmintis – simptomai, kurie gali visiškai apversti žmogaus gyvenimą. Viena iš galimų tokių simptomų priežasčių – galvos smegenų navikai, laikomi vienomis sudėtingiausių ir pavojingiausių ligų šiuolaikinėje medicinoje.
Galvos smegenų navikai – tai neįprastai besidauginančių ląstelių sankaupos, kurios gali augti agresyviai, skverbtis į aplinkinius audinius ir trikdyti gyvybiškai svarbias smegenų funkcijas. Viena pavojingiausių šių ligų formų – glioblastoma. Ji progresuoja itin greitai, dažnai atsinaujina net po gydymo ir iki šiol išlieka rimtu iššūkiu tiek gydytojams, tiek mokslininkams visame pasaulyje.
Kodėl glioblastomą taip sunku gydyti?
Nors medicinos technologijos sparčiai tobulėja, glioblastomos gydymas išlieka itin komplikuotas. Chirurginis naviko pašalinimas dažnai yra ribotas – per agresyvi operacija gali pažeisti smegenų sritis, atsakingas už judėjimą, kalbą ar atmintį. Tačiau tai tik dalis problemos.
Didelį iššūkį kelia ir vadinamasis kraujo–smegenų barjeras. Tai natūrali apsauginė sistema, sauganti smegenis nuo kenksmingų medžiagų, toksinų ir infekcijų. Nors ši sistema gyvybiškai svarbi mūsų sveikatai, ji kartu tampa rimta kliūtimi gydymui – daugelis vaistų paprasčiausiai nepajėgia prasiskverbti į smegenų audinį. Dėl to ne visi vaistai, veiksmingi kitų organų navikams gydyti, tinka smegenų navikams.
Situaciją dar labiau apsunkina tai, kad pati glioblastoma pasižymi didžiuliu biologiniu įvairumu. Net tame pačiame navike esančios ląstelės gali labai skirtis tarpusavyje – vienos jautresnės gydymui, kitos geba prisitaikyti ir išgyventi. Būtent todėl liga dažnai atsinaujina. Dėl šių priežasčių mokslininkai vis dažniau ieško atsakymų ne tik pačiame navike, bet ir jo ryšiuose su aplinkinėmis smegenų ląstelėmis.
Glioblastoma – aktyvus savo aplinkos kūrėjas
Ilgą laiką manyta, kad naviko ląstelės tiesiog nekontroliuojamai dauginasi. Tačiau šiandien vis aiškiau suprantama, jog glioblastomos ląstelės veikia kur kas subtiliau – jos aktyviai formuoja sau palankią aplinką. Galima sakyti, kad jos elgiasi kaip sudėtingos ekosistemos architektai.
Vienas pagrindinių jų „įrankių“ – užląstelinės pūslelės. Tai mikroskopinės dalelės, kurias ląstelės nuolat išskiria į aplinką. Jas galima palyginti su biologinėmis SMS žinutėmis ar elektroniniais laiškais, kuriais ląstelės keičiasi informacija.
Šiose pūslelėse slypinčios žinutės pasiekia kitas ląsteles ir nurodo, kaip joms elgtis: skatinti naujų kraujagyslių formavimąsi, slopinti imuninį atsaką ar keisti normalių smegenų ląstelių veiklą. Svarbiausia tai, kad sveikos ląstelės šias žinutes priima kaip „įprastą“ biologinę informaciją – jos negali atskirti, jog signalas siunčiamas naviko naudai. Taip glioblastoma geba tyliai ir efektyviai „perprogramuoti“ aplinkinį sveiką smegenų audinį.
Užląstelinės pūslelės – mikroskopinės, bet itin galingos
Užląstelinės pūslelės yra itin mažos – jų dydis siekia vos 50–300 nanometrų, t. y. keliasdešimt kartų mažiau nei žmogaus plauko storis. Dėl šios priežasties jų tyrimai reikalauja pažangių technologijų. Tačiau būtent jose slypi didžiulė biologinė informacija.
Pūslelių viduje aptinkami baltymai, lipidai, metabolitai ir įvairios nukleorūgštys. Ypatingą reikšmę turi mikroRNR – mažos molekulės, veikiančios tarsi genų „garsumo reguliatoriai“. Jos pakeičia ne pačius genus, bet lemia, ar tam tikri genai bus aktyvūs, ar nutildyti. Net nedideli mikroRNR pokyčiai gali iš esmės pakeisti ląstelės elgesį.
LSMU Neuromokslų instituto Molekulinės neuroonkologijos laboratorijoje tiriama, kokias mikroRNR glioblastoma siunčia užląstelinėse pūslelėse ir kaip šios žinutės veikia aplinkines smegenų ląsteles.
Nervinės kamieninės ląstelės – gynėjos ar netikėtos sąjungininkės?
Ypatingas dėmesys šiuose tyrimuose skiriamas nervinėms kamieninėms ląstelėms. Tai ląstelės, kurios geba daugintis ir virsti skirtingais nervų sistemos ląstelių tipais. Normaliomis sąlygomis jos padeda smegenims vystytis, prisitaikyti ir atsistatyti po pažeidimų ar traumų.
Tačiau kyla intriguojantis ir kartu nerimą keliantis klausimas: kaip šios ląstelės reaguoja į glioblastomos siunčiamas žinutes? Ar jos bando apsaugoti smegenis, ar, paveiktos užląstelinių pūslelių, pačios tampa mechanizmo, palaikančio naviko augimą, dalimi? Tai paradoksas – ląstelės, kurios turėtų padėti smegenims gyti, galimai prisideda prie ligos progresavimo.
Tyrimai, atveriantys duris naujos kartos gydymui
Šie klausimai nagrinėjami Lietuvos mokslo tarybos finansuojamo projekto “Molekulinis nervinių kamieninių ląstelių atsakas į skirtingų smegenų patologijų generuojamų ekstraląstelinių pūslelių poveikį” (projekto nr. S-MIP-23-99) metu, kuris vykdomas LSMU Molekulinės neuroonkologijos laboratorijoje vadovaujant dr. Giedriui Steponaičiui.
Jo metu tiriama glioblastomos išskiriamų užląstelinių pūslelių sudėtis, jų mikroRNR profilis ir poveikis nervinėms kamieninėms ląstelėms molekuliniu bei funkciniu lygmenimis. Ilgalaikėje perspektyvoje tokie tyrimai keičia patį požiūrį į navikų gydymą. Užuot kovojus tik su pačiu naviku, atsiranda galimybė įsikišti į jo komunikaciją. Jei pavyktų suprasti, kaip šios žinutės kuriamos, siunčiamos ir priimamos, ateityje būtų galima jas blokuoti, keisti ar net sąmoningai programuoti. Tai atvertų kelią inovatyviems vaistams, kurie ne tik naikintų naviko ląsteles, bet ir siųstų gydymui palankias žinutes – skatintų smegenų audinio atsparumą, slopintų naviko augimą ar aktyvintų natūralius organizmo apsaugos mechanizmus.
Nors glioblastoma išlieka viena sudėtingiausių onkologinių ligų, būtent šios nematomos, molekuliniu lygmeniu vykstančios sąveikos gali tapti raktu į naujus gydymo sprendimus. Kartais, norint sustabdyti ligą, pirmiausia reikia išmokti suprasti – ir perrašyti – jos siunčiamas žinutes. Lietuvos mokslo tarybos parama suteikia galimybę Lietuvos mokslininkams nagrinėti sudėtingus navikų ir sveikų smegenų ląstelių sąveikos mechanizmus ir kurti žiniomis grįstą pagrindą ateities terapijoms.
