Vilniaus universiteto Onkologijos instituto Biomedicininės fizikos laboratorijos duris atvėrė jos vadovas prof. Ričardas Rotomskis. Jis trumpai supažindino, kaip lazerių šviesa naudojama onkologijoje.

Visame pasaulyje mirčių nuo vėžio skaičius užima antrą vietą po širdies ir kraujagyslių ligų. Šių dienų onkologijoje naudojami keturi pagrindiniai kovos su vėžiu metodai: chirurginis navikų šalinimas, chemoterapija, spindulinė terapija, o pastaraisiais metais klinikinėje terapijoje pradėta diegti fotosensibilizuota navikų terapija.

Siekiant veiksmingo gydymo, įvairūs metodai ir metodikos derinamos tarpusavyje, ieškoma naujų būdų ir junginių, veiksmingai veikiančių navikines ląsteles ir kuo mažiau kenkiančių sveikoms. Viena pagrindinių šiandienos onkologijos mokslo problemų – pašalinti selektyvų navikinį darinį, atrasti tikslaus jo sunaikinimo būdų.

Vilniaus universiteto Onkologijos instituto Biomedicininės fizikos laboratorijos mokslininkai plačiai išplėtojo dvi tyrimų sritis: onkologinių ligų, onkologinių darinių diagnostiką, kitaip tariant, optinę diopsiją, ir fotosensibilizuotą navikų terapiją, tai yra navikinių ligų gydymą radijo šviesa.

R. Rotomskis. Audinių pigmentų – kas yra mūsų audiniuose ar mūsų organizme – sudėtyje yra labai daug įvairių molekulių, kurios turi savo šviesos sugerties spektrus. Jei pataikytume šviesa į vieną kažkurią molekulę, tai ji, jei pasižymi tam tikromis savybėmis, po kiek laiko gali išspinduliuoti savo šviesą, vadinamąją fluorescenciją.

Ką darome? Jei sergame, tai tam tikrų molekulių koncentracija mūsų organizme gali būti sumažėjusi. Situacija tokia pat, kaip ir kepenų: mes labai gerai žinome, kad jei žmogui kyla problemų dėl šio organo, jo oda įgauna geltoną atspalvį. Organizme atsiranda papildomų molekulių, kurios mums parodo tą ligą.

Tokiu būdu matuodami spektrą ir žinodami, kad jis yra susijęs su tam tikromis organizme esančiomis molekulėmis, galime numatyti ligą ir ją diagnozuoti, taip pat surasti tam tikrą vietą, kuri šviečia kitaip, t.y. rasti ligos šaltinį.

Kalbant apie onkologiją ir navikus, pasirodo, kad navikinis darinys pasižymi skirtingomis savybėmis nei kiti audiniai. Matuodami jo švytėjimą galime diagnozuoti navikinį darinį ir nustatyti jo ribas, atskirti sveiką audinį nuo nesveiko. Tai palengvina diagnozavimą.

Chirurgas, darydamas operaciją, ne visada mato, kur yra riba tarp sveiko ir navikinio darinio. Panaudojus atitinkamą apšvietimą, švitinimo sistemas, galbūt lazerius, galima tiksliau nustatyti, kur yra navikas, o kur ne. Tada chirurgas gali tiksliau išpjauti naviką ir nepalikti vėžinių ląstelių, kurios vėliau atauga.

Ar mėginote tai pritaikyti praktiškai?

R. Rotomskis. Panaudojimas nėra susijęs su šviečiančių molekulių analize, nes švytėjimas labai priklauso nuo įvairių veiksnių: nuo temperatūros, žmogaus nuotaikos ir t. t.

Tam tikros molekulės, kurios šviečia ir selektyviai kaupiasi navikiniame darinyje, į organizmą įsodinamos. Mes dirbame su kolegomis iš Groshaderno klinikos Miunchene. Jie diagnozuoja navikus smegenų glijoje (neuroninėse smegenų ląstelėse) štai tokiu būdu: jeigu gydytojui neaišku, kur naviko ląstelių yra likę, jis pasišviečia atitinkama melsva šviesa, kuri parodo šviečiančias molekules audinyje.

Bet tai vyksta Miunchene. O Lietuvoje?

R. Rotomskis. Naudodami Europos Struktūrinių fondų paramą, kartu su kitomis devyniomis institucijomis vykdome projektą Lietuvoje. Jo lėšomis nusipirkta brangi stereotaksinė biopsijos sistema. Dabar matyti pirmieji rezultatai – neurochirurgai ją pradeda naudoti ir stengiasi pritaikyti.

Kol kas tai vyksta eksperimento tvarka?

R. Rotomskis. Reikia išmokyti medikus naudotis technika, perprasti metodiką, nes tai nauja aparatūra.

Tiesa, gydytojas Kęstutis Skauminas jau yra patyręs, nes jis šią metodiką išbandė su žiurkėmis: jas operavo, atidarė smegenis. Jis stažavosi Vokietijoje, žiūrėjo, kaip dirba vokiečiai, kokia jų darbo metodika, kokios galimybės įdiegti metodiką Lietuvoje.

Lazeriai onkologijoje naudojami diagnozei nustatyti?

R. Rotomskis. Taip, chirurgas, darydamas operaciją, kiek pats mato, tiek navikinio darinio pašalina, tačiau norėdamas pasitikslinti, ar nepaliko jo dalies, jis gali naudoti šį naują metodą.

O kalbant apie lazerių panaudojimą onkologijoje, Europoje, 2005 m. duomenimis, yra apie dvylika navikų rūšių, o pasaulyje – per penkis šimtus, ir kiekvienas jų turi savo specifiką.

Tad Jūsų kuriamas lazeris visiems navikams netinka.

R. Rotomskis. Taip, tikrai. Čia taip pat, kaip ir negali būti vieno vaisto nuo visų ligų.

Jei pasaulyje yra penki šimtai navikų, tai tiek ir lazerių reikia sukurti?

R. Rotomskis. Nebūtinai. Gali būti vienas lazeris, tačiau jame bus derinamos specifinės technologijos, parenkami skirtingi bangų ilgiai, keičiami spindulių parametrai. Mano mintis tokia, kad realiai Europoje yra apie dvylika skirtingų navikų, ir jiems jau patvirtinti penki fotovaistai, o kai kuriais atvejais ir diagnostiniai sensibilizatoriai, kuriais medikai gali atlikti gydymo procedūras.

Paprastai gydytojas siūlo gydytis keliais būdais: gali padėti chemoterapija, gama spindulinė terapija, galima chirurgiškai gydyti arba naudotis visų šių gydymo būdų derinimu. Aš, tarkime, paprašyčiau taikyti fotosensibilizuotą navikų terapiją.

Kas yra fotovaistas?

R. Rotomskis. Mes turime visą grupę lazerių, ir kiekvienas iš jų yra skirtas atitinkamai tam tikram fotovaistui. Tai tokia molekulė, kuri įsodinama į organizmą. Ji nenuodinga ir organizmui nekenkia.

Fotovaistas, įvestas į kraujotakos sistemą, po truputį pradeda kauptis navikiniame darinyje. Kol šviesos nėra, tol molekulė nėra toksiška, tačiau pašvietus lazerine arba kita raudona šviesa, fotovaistas tampa piktas. Šis radijo vaistas iš lazerio šviesos kvanto pasiima energijos ir pereina į vadinamąją „sužadintą būseną“, „nužudo“ ląsteles. Bet jis yra susikaupęs tik navikinėje ląstelėje, tad „nužudo“ tik ją.

Lazerio šviesa galima nužudyti naviką, sunaikinti jį. Net jei mes netyčia apšviesime didesnį plotą, norėdami sunaikinti visas navikinio darinio ląsteles, sveikos ląstelės pažeistos nebus, nes jose nebus fotosensibilizatoriaus, fotovaisto. Tikriausiai tai yra pirmasis metodas, skirtas selektyviam naviko gydymui: metodas nepažeidžia sveikų audinių.

Tarkime, jei gama spindulinės terapijos spinduliai eina per audinį, tai jie vienodai pažeidžia ir sveikas, ir nesveikas ląsteles. Dėl to bandome specialiai moduliuoti signalą, kad didžiausią moduliaciją gautų navikas, o aplinkiniai audiniai gautų kuo mažiau spindulių.

Fotovaistas naudojamas chirurgijoje?

R. Rotomskis. Ne, jis gali būti naudojamas ir atskirai, ir papildomai. Dažniausiai yra naudojamas atskirai. Tai yra ketvirtas navikinių ligų gydymo metodas.

Mes lygiagrečiai nagrinėjome, kaip su šviesa, su lazeriais galima geriau pamatyti naviką, kad vėliau chirurgas galėtų jį pašalinti (t. y. šviesą panaudoti diagnostiniams tikslams) ir kaip galima šviesą bei lazerius panaudoti naviko suardymui, sunaikinimui (tai jau laikytina gydymu).

Ar tai jau naudojama?

R. Rotomskis. Eksperimento tvarka – taip. Onkologijos ligoninėje eksperimento tvarka šis gydymo metodas naudojamas. Juo gydyta daugiau nei septyni šimtai ligonių. Kai kurioms naviko rūšims šis gydymo metodas yra išties veiksmingesnis.

Laboratorijoje atliekate bandymus su gyvoms pelytėmis?

R. Rotomskis. Taip, eksperimentuojame su gyvomis pelytėmis. Norėdami suprasti visus procesus, išmatuoti fotosensibilizotos terapijos veiksmingumą, darome eksperimentus su gyvūnais. Laikomės visų etikos taisyklių. Laboratorijoje turime baltų pelyčių, C57 – juodų pelių, netgi baltų žiurkių turime – tai yra mūsų eksperimentiniai gyvūnėliai, kuriems įskiepijame naviką, kitaip tariant, dirbtinai susargdiname, o navikui išsivysčius, galime jį operuoti arba gydyti. Tada žiūrime, kaip pelė su juo gyvena ar kaip navikas mažėja, dingsta iš organizmo. Kitais atvejais tiriame vaisto pasiskirstymą, kiek jo susikaupia navike, kiek – šalia esančiuose audiniuose. Keičiame švitinimo dozes, bangos ilgius, kitaip tariant, atliekame daug tyrimų, kuriais siekiame surasti optimalų šviesos šaltinį, nustatyti šviesos šaltinio ir paties vaisto parametrų rinkinį, užtikrinantį patį veiksmingiausią gydymą.

Ar šie principai gali būti panaudojami kitose medicinos srityse?

R. Rotomskis. Tai gali pasitarnauti chirurgams, darantiems širdies operacijas. Vykstant operacijai, chirurgas nemato širdies laidžiosios sistemos. Jis gali tik pagal atlasus orientuotis, kur ji turėtų būti. Jam būtų daug geriau, jei jis matytų tą sistemą. Kitu atveju, pažeidus sistemą, jis sutrikdo širdies veiklą, ir žmogus lieka visam gyvenimui neįgalus. Jos įvaizdinimas vyktų panašiu principu, kaip ir naviko.

Taip pat mes norėtume panaudoti šį metodą gydyti reumatoidinį artritą. Taip pat mes turime visą spektrą idėjų, kaip šį metodą panaudoti ir kitose srityse, perduoti kitiems medikams. Fotosensibilizuota navikų terapija, moksliniu požiūriu, unikalių idėjų požiūriu, jau praėjęs etapas, dabar ieškoma konkrečių gydymo metodų, kuriami prietaisai.

Šiuo metu atsiranda tokios sritys kaip nanomedicina, nanotechnologijos. Navikų diagnostika, navikų gydymas gali būti pagerintas naudojant ne klasikinius fotovaistus, bet nanovaistus ar nanodaleles. Atsiveria naujų galimybių, nes sužinomos naujos medžiagų savybės.

Dabar mes taip pat nagrinėjame kvantinius taškus, kvantinių taškų sintezę, žiūrime, kaip jie pasiskirsto ląstelėje, vaikšto žmogaus organizme, nes ir nanodalelės pasižymi tam tikromis optinėmis savybėmis, prie jų galima prijungti atitinkamas molekules, kurios nuvestų nanodalelę į vėžio vietą. Gali būti, jog atsiras naujas efektyvumo šuolis gydant onkologines ligas.

Mes jau turime konfokalinį ir atomo jėgos mikroskopus, nagrinėjame nanoderinių savybes. Kai juos ištirsime, žiūrėsime, kaip jie juda ląstelėse, kaip jie kaupiasi, po to tirsime ir eksperimentinius gyvūnus, nagrinėsime bendrus nanodalelių migracijos organizme procesus. Lygiagrečiai turime žiūrėti, ar tos nanodalelės nepablogina ko nors, ar nepažeidžia organizmo, ar nėra toksiškos ląstelėms, ar nėra nuodingos. Kitaip tariant, atsiranda naujų problemų.

Jei jau prakalbome apie nanodalelę, kvantinį tašką, tai kuo ši dalelė ypatinga?

R. Rotomskis. Ji unikali dėl to, kad gali laisvai keliauti per organizmą, tačiau prie tos nanodalelės aš galiu prikabinti aktyvią biomolekulę. Jei ši biomolekulė reaguos su navikiniu dariniu kaip antikūnis, tai visos mano nanodalelės iš kraujotakos sistemos nukeliaus prie navikinių ląstelių ir prie jų prikibs. Jei švies, tad aš matysiu naviką. O jei prie nanodalelės prikabinsiu kažkokį vaistą, tai viena molekulė nutemps tą mano nanodalelę prie naviko, o kita galės pradėti jį gydyti.

Problemų čia kyla labai daug. Viskas tik atrodo labai paprasta. Jungtinių Amerikos Valstijų programoje „Nano cancer“ – „Nano vėžys“ labai daug lėšų, naudojamų remti nanotechnologijoms, skiriama vėžio problemai. 2020 m. jie planuoja pateikti visiškai naujos kartos vaistą. Yra, sakysime, aukso dalelė, į kurios vidų įdėtas vaistas, kad ir klasikinis, o prie aukso dalelės yra prikabintos vadinamosios taikininės molekulės, galinčios „nuvežti“ aukso kiautą su vaistu į naviko vietą. Kitaip tariant, tos visos nedidelės „vaistų bombos“ turi patekti į tą vietą, kur yra navikas. Problema ta, kad vaistai gadina ir naviką, ir sveikas ląsteles. O remiantis nanotechnologijomis, vaistą galima nutempti tiesiai prie naviko, tada atidaryti kapsulę, išleisti vaistus ir sunaikinti naviką nepakenkiant sveikosioms ląstelėms, pasitaikančioms vaisto kelyje. Kai vaistas kapsulėje jau būtų nuneštas iki naviko, pašvietus infraraudonuoju lazeriu, aukso dalelės kiautas subyrėtų, išsiardytų, nes aukso dalelės pasižymi labai specifinėmis šiluminėmis savybėmis.

Čia jau kitas žingsnis...

R. Rotomskis. 1985 m. mes sužinojome apie fotosensibilizuotą naviko terapiją, o po dvidešimties metų, 2005-aisiais, perėjome prie problemos sprendimo būdų. Dabar vyksta antrasis spiralinis mūsų virsmas, nes, turėdami patirties dirbti su lazeriu optinės biopsijos srityje, labai lengvai ją galime pritaikyti nanotechnologiniams sprendimams ir pabandyti pakilti laipteliu dar kokybiškesnio navikinių ligų gydymo link.

Yra toks posakis, juokelis, kad mokslininkai tenkina savo smalsumą už valstybės pinigus. Ką apie tai manote?

R. Rotomskis. Šis posakis, ko gero, teisingas, tačiau gera valstybė sugeba iš to smalsumo tenkinimo gauti rezultatų. Visi mokslininkai taip ir daro: mes nežinome, tačiau bandome, ieškome. Ieškoti gali tik būdamas smalsus, norintis žinių, norintis kai ką naujo surasti, o ką jis suras, ir pats nežino.

Esmė tik ta, kad reikia duoti pinigų smalsumui, ir valstybė turi nesužlugdyti šito smalsumo, o iš jo padaryti daiktų arba kurti naujas metodikas, o tai pagerintų visuomenės gyvenimą.

Parengta pagal Lietuvos radijo laidą „Žinių amžius“

Pasidalinkite su draugais

Aut. teisės: bernardinai.lt

Autoriai: Jolanta Jurkūnienė

Komentarai (1)