Pasak dr. Gabrielio Kundroto, teorinės žinios ir praktiniai įgūdžiai būtini norint mokslo institucijoje atliekamų mokslinių tyrimų rezultatams sukurti potencialią komercinę vertę, tai yra vykdyti ankstyvąją komercializaciją, sudarančią sąlygas bendradarbiauti su verslu ir realizuoti technologijos perdavimą. Realiai pritaikomas išradimas – kiekvieno mokslininko svajonė.
Dr. G. Kundrotas pirmasis Lietuvoje pradėjo mezenchiminių kamieninių ląstelių senėjimo ir genomo stabilumo tyrinėjimus. Šių parametrų įvertinimas rekomenduojamas vykdant kuriamų mezenchiminių kamieninių ląstelių pažangiosios terapijos vaistinių preparatų kokybės kontrolę.
Prieš kelis metus imunologas dr. G. Kundrotas stažavosi biotechnologijų įmonėje The Cell Factory (Nilis, Belgija), kurioje tobulinosi egzosomų gamybos, išskyrimo, charakterizavimo ir technologijos perdavimo srityje.
Prašome skaitytojams paaiškinti, kas yra egzosomos?
Pirmiausia noriu priminti, kad ląstelės yra pagrindinis gyvų organizmų struktūrinis vienetas. Ląstelės į aplinką išskiria įvairias medžiagas. Vienos jos būna laisvos formos, kitos supakuotos į pūsleles. Visos ląstelių sekretuojamos ir membraną turinčios pūslelės vadinamos užląstelinėmis pūslelėmis. Išskiriami 3 klasikiniai užląstelinių pūslelių tipai – apoptoziniai kūneliai, mikropūslelės ir egzosomos. Iš jų egzosomos yra mažiausios 50–150 nm skersmens dalelės, susiformuojančios ląstelės viduje.
Anksčiau manyta, kad per egzosomas ląstelės pašalina metabolinių procesų atliekas. Vėliau nustatyta, kad egzosomų pagrindinė funkcija yra ląstelių komunikacija. Ląstelės į egzosomas supakuoja įvairius baltymus, lipidus ir nukleino rūgštis. Tuomet toks krovinys keliauja organizmo skysčiais ir, pasiekęs ląsteles taikinius, keičia jų funkcijas.
Egzosomos yra svarbios įvairiems organizmo fiziologiniams procesams. Pavyzdžiui, per šias pūsleles komunikuoja nervų sistemos ląstelės arba imuninės sistemos ląstelės imuninio atsako metu. Egzosomos svarbios ir sergant patologijomis. Pavyzdžiui, iš virusų užkrėstų ląstelių per egzosomas kitoms ląstelėms pernešamos virusų sudedamosios dalys. Ko gero, labiausiai egzosomos yra tyrinėjamos onkologijos srityje.
Kuo svarbios egzosomos vykstant navikiniam procesui?
Nustatyta, kad užląstelinės pūslelės naviko mikroaplinkoje yra vienas pagrindinių komunikacijos mechanizmų tarp piktybinių ir nepiktybinių ląstelių. Pastebėta, kad vėžinės ląstelės išskiria didesnį skaičių egzosomų arba jų sudėtis skiriasi nuo normalių ląstelių išskirtų egzosomų. Todėl iš onkologinių pacientų organizmo skysčių išskirtos egzosomos yra tyrinėjamos kaip potencialūs biožymenys ligai diagnozuoti.
Naujai besiformuojanti tyrinėjimų sritis – egzosomų taikymas terapijoje. Atliktų tyrimų rezultatai rodo, kad egzosomų biologinis poveikis panašus į jas sekretuojančių ląstelių. Kadangi egzosomos yra saugesnės, stabilesnės ir skvarbesnės, jos yra patraukli alternatyva ląstelių terapijai. Šiuo metu pasaulyje yra vos keli klinikiniai tyrimai, kuriuose užląstelinės pūslelės buvo ar yra tyrinėjamos kaip potencialūs vaistiniai preparatai. Šiuo aspektu daugiausia pasiekta vėžio imunoterapijoje. Ankstyvųjų fazių klinikinių tyrimų preliminarūs rezultatai rodo, kad dendritinių ląstelių egzosomų terapija yra saugi ir geba aktyvinti imuninės sistemos efektorines ląsteles.
Mezenchiminės kamieninės ląstelės dėl gebėjimo moduliuoti organizmo imuninį atsaką ir regeneruoti pažeistus audinius yra labiausiai tyrinėjamos kamieninės ląstelės. Duomenų bazėse galima rasti daugiau kaip 800 mezenchiminių kamieninių ląstelių klinikinių tyrimų.
Mezenchiminių kamieninių ląstelių egzosomų tyrinėjimai pasaulyje pradėti palyginti neseniai – atradus, kad šių ląstelių imunomoduliuojamasis poveikis pasireiškia daugiausia per jų išskiriamas užląstelines pūsleles. Šių pūslelių terapinis potencialas yra įrodytas įvairių iki šiol nepagydomų autoimuninių ir neurodegeneracinių ligų gyvūnų modeliuose. Dėl pranašumo prieš jas išskiriančias ląsteles užląstelinės pūslelės, tarp jų ir egzosomos, formuoja naują terapinę paradigmą.
Kokią naudą praktiškai, šiuo atveju – gydant onkologines ligas, gali suteikti jūsų minimi moksliniai tyrinėjimai?
Svarbiausias dabartinio mokslo iššūkis – mokslo rezultatų diegimas į praktiką, investicijų į mokslą grąža visuomenei. Ši veikla ir jos efektyvumas tampa pagrindiniu ne tik visos valstybės ūkio augimo, bet ir konkrečios mokslo įstaigos vertinimo objektu. Tačiau mokslo institucija labai retai sugeba sukurtas inovacijas tinkamai ir tiesiogiai komercializuoti. Gyvybės mokslų srityje pagrindiniai inovacijų skatinimo veiksniai ir jungiamoji grandis tarp mokslo įstaigų ir didelių verslo įmonių yra mažos bei vidutinės įmonės. Šios nedidelės įmonės specializuojasi konkrečiose srityse, turi reikalingą pajėgumą vykdyti mokslo išradimų plėtojimą ir perėjimą į praktiką.
Mano, kaip mokslininko, siekis yra ne tik atrasti. Man svarbu, kad atradimas turėtų ir pritaikymo galimybę. Todėl regeneracinės medicinos srityje lyderiaujanti biotechnologijų kompanija man buvo geriausia vieta įgyti naujų žinių, kaip vykdomas technologijų perdavimas, t. y. mokslo išradimų pavertimas į komerciškai naudingus produktus. Ši įmonė pirmoji inicijuoja ankstyvosios fazės klinikinį tyrimą, kurio metu bus tiriamas žmogaus mezenchiminių kamieninių ląstelių užląstelinių pūslelių preparatas, skirtas gydyti išangės srities fistules sergant Crohno liga.
Tyrinėti egzosomas nėra paprasta, nes jos yra labai mažos, jų skaičius paprastai nėra didelis. Be to, iki šiol nėra standartizuotų rekomendacijų, kaip išskirti ir charakterizuoti užląstelines pūsleles. Nieko nuostabaus, kad mokslinėje literatūroje šios dalelės neretai yra menkai apibūdinamos. Stažuodamasis išmokau pagaminti pakankamą skaičių užląstelinių pūslelių ir jas išskirti pagal geros gamybos praktikos reikalavimus, išsamiai charakterizuoti įvairiais fizikiniais ir imunologiniais metodais. Praktiškai susidūriau su užląstelinių pūslelių tyrimų neišvengiamais iššūkiais, išmokau gudrybių, kaip standartinę laboratorinę įrangą, skirtą darbui su ląstelėmis, taikyti ir daug mažesnių užląstelinių pūslelių tyrimams.
Stažuotę užsienio valstybėje finansavo Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūra pagal projektą Mokslo ir tyrimų atvira prieiga – MITAP II. Projektas buvo vykdomas pagal patvirtintą 2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos 9 prioriteto Visuomenės švietimas ir žmogiškųjų išteklių potencialo didinimas 09.3.3-ESFA-V-711 priemonę Mokslininkų ir kitų tyrėjų gebėjimų stiprinimas.
Dėkojame už pokalbį
Specialisto komentaras
Unikali patirtis jau taikoma Nacionaliniame vėžio institute
Nacionalinio vėžio instituto (NVI) Imunologijos laboratorija kartu su Lietuvos biotechnologijų įmone Froceth tobulina pažangiosios terapijos nuo vėžio vaistinius preparatus, kurių veikliąją dalį sudaro naviko egzosomomis suaktyvintos autologinės dendritinės ląstelės.
Džiugu, kad mūsų jaunieji mokslininkai tobulinasi užsienyje ir įgytą patirtį aktyviai diegia pas mus. Dar pernai pradėtas bendras NVI ir Froceth projektas, į kurį įsitraukė dr. G. Kundrotas, įgijo labai neblogą pagreitį. Dr. G. Kundrotas yra atsakingas už vėžinių ląstelių sekretuojamų egzosomų išskyrimą ir charakterizavimą – vieną svarbiausių etapų, toliau vystant inovatyvų produktą, – sako NVI Imunologijos laboratorijos vedėja dr. Vita Pašukonienė.
Tyrėjų grupė pradinius rezultatus planuoja pristatyti jau šių metų birželio mėnesį vyksiančioje 13-oje Europos imunologų draugijų federacijos organizuojamoje konferencijoje.