Skverbiantis į medicininės diagnostikos rinką

Į molekulės lygmenį

V. Butkus pateikia ir tokį palyginimą: jeigu auglys matomas echoskopu, tai ten jau milijardai pažeistų ląstelių, bet auglys prasideda nuo vienos ar kelių susirgusių ląstelių. Šiuolaikinės molekulinės biologijos metodai tobulinami taip, kad būtų galima aptikti tą vieną pakitusią ląstelę ar net vieną pakitusį geną. Tada potencialų auglį bus galima aptikti prieš 10–15 metų iki jis pasireikš. Būtų gydoma pati ligos priežastis, o ne padariniai kaip yra dabar.

Gali kilti klausimas, kas trukdo jau šiuo metu dirbti vienos ląstelės ar molekulės lygmeniu, jeigu taikomi tokie tikslūs molekulinės biologijos metodai, pasiekiamas stebėtinas tyrimų tikslumas? Dauguma reagentų tam nepritaikyti. Žmogus kvėpuoja, taip pat nuo jo odos nuolat „atplyšta“ daugybė mikro ir nano dalelyčių, tad ore susidaro labai didelis tų dalelių fonas. Pačioje aplinkoje tiek daug priemaišų, kad ieškomos dalelytės, geno ar molekulės aptikti pasidaro neįmanoma. Fonas įneša tiek trukdžių, kad tyrimai eina perniek. Ko reikėtų? Naudojami reaktyvai turi būti pagaminti taip, kad juose nebūtų jokios pašalinės ląstelės, bakterijos ar geno, antraip pats reagentas tokiai paieškai bus visiškai netinkamas.

Šiek tiek supaprastinant galima pasakyti, kad didžiulės Fermento darbuotojų pastangos ir nukreiptos į tai, kad nuo šiol gaminami reagentai tiktų ir tokiems tyrimams, kai žengiama į vienos ląstelės, geno ar molekulės lygmenį. Šie reagentai bus naudingi naujų medicininės diagnostikos metodų kūrimui, taip pat naujų vaistų kūrimui, atitiks aukščiausius medicininės diagnostikos reikalavimus.

Senas ligas diagnozuoti naujais metodais

Tiesa, naujų vaistų gamyba ir taikymas gydymo tikslams jau išeina už Fermento bendrovės interesų ribų, nes pakanka ir kitų rūpesčių. Jie susiję su medicininės molekulinės diagnostikos problematika, naujų itin švarių reagentų ir jų rinkinių kūrimu. Senos ligos bus diagnozuojamos naujais metodais. Tai nauja Fermento veiklos kryptis, kuri jau šiandien pradedama vis plačiau taikyti. Kuriamus naujus reagentus naudos ne tik kitų šalių naujų tyrimo metodų, technologijų ir vaistų kūrėjai, jie ne mažiau reikalingi ir patiems Fermento mokslininkams, kurie taip pat kuria naujus medicininės diagnostikos metodus, gamina tyrimų rinkinius, preparatus. Tai ir yra ta mokslinė veikla, kuri gali sudaryti modernios Lietuvos įvaizdį kitose valstybėse, nes didžiausios pasaulio farmacijos ir medicinos bendrovės ne tik žino Fermentą, bet ir naudoja jo gaminamus reagentus.

Nuo pelėno žmogus
nelabai nutolo

Kas yra toji medicininė molekulinė diagnostika? Pasak bendrovės Fermentas mokslo direktoriaus prof. Arvydo Janulaičio, ši diagnostikos kryptis grindžiama nukleino rūgščių tyrimu. Jose užkoduota visa gyvojo pasaulio informacija. Molekulinės diagnostikos naujas kokybinis šuolis pasaulyje sietinas su 2000 m. baigtu šifruoti žmogaus genetiniu kodu (žmogaus genomu). Ta informacija – ne vien žmonių, bet ir kitų gyvūnų, žuvų, kirminų, bakterijų – glūdi DNR molekulėje. Ją sudaro dvi spiralės, du polimerai, susiviję vienas aplink kitą. Šios dvi polinukleotidinės grandinės sudaro DNR molekulę, kurios sudėtyje yra keturios bazės A, G, C, T. Galima ir iššifruoti: adeninas, guaninas, citozinas ir timinas. Tai štai šiomis „raidėmis“, teisingiau jų kombinacijomis, ir užrašytos visos paveldimos žmogaus savybės. Visa kompiuterinė technika, kompiuterinės programos grindžiamos binariniu kodu, kurį sudaro 1 ir 0, o gyvybės formų genetinis kodas susideda iš minėtų keturių elementų kombinacijų. Jos ir lemia visas įmanomas gyvųjų organizmų savybes bei ypatybes. Tai, kas slypi nukleino rūgštyse ir reiškiasi per ląstelėje vykstančius procesus, dešifravus atrodo kaip keturių raidžių sekos. Žmogaus genetinį kodą sudaro 3 mlrd. dubliuotų „raidžių“ kombinacijų. 3 mlrd. polimero juostų kiekvienoje ląstelėje. Jeigu sudėtume į eilę vienos ląstelės tas polimero juostas, gautume 2 m ilgio grandinėlę. Anot A. Janulaičio, tai tam tikri informacijos „pakavimo“ stebuklai. Jeigu kam nors šautų į galvą surašyti tą visą informaciją, gautume 3 mln. puslapių „knygą“, į kurią Ponas Dievas surašė žmogaus genomo kodą.

Daug raidžių, labai stora knyga. Tik gal nereiktų pernelyg didžiuotis, nes kukurūzo burbuolėje yra ne kažin kiek mažiau – 2,6 mlrd. tokių bazių porų, o kviečio varpoje – truputį daugiau kaip 1,6 mlrd. Žmogus turi tik trečdaliu daugiau genų už kirmėlę, o 99 proc. žmogaus genų sutampa su pelinių šeimos genais. Taigi gal ne tiek jau daug pasistūmėjome kopdami gyvybės evoliucijos laiptais.

Dalis DNR sekų koduoja baltymų, sudarytų iš 20 amino rūgščių, grandinės seką. Vietoj vienos amino rūgšties baltyme atsiradus kitai, vyksta pakeitimai ląstelėje, organizme, nuo tų pokyčių pasireiškia vienos ar kitos bet kurio augalo, gyvūno, taip pat žmogaus ypatybės. Akių rainelės spalva, gabumai, charakterio savybės – visa tai glūdi genetiniame kode.

Individualizuota medicina

Jeigu sugebėtume fiksuoti ląstelėje vykstančius pokyčius (o kompiuteriniais skaičiavimais tai įmanoma padaryti), galėtume suprasti daug svarbių dalykų – žmogaus polinkį susirgti įvairiomis ligomis, pamatyti, kiek efektyviai veikia vaistai, ar padeda, o gal kenkia. Visa tai priklauso nuo genetinio kodo.

Vis dėlto A. Janulaitis neabsoliutina vien tik genetinio kodo reikšmės žmogaus savijautai, gyvenimui ir likimui. Labai svarbu, kokioje aplinkoje užaugome, kokį maistą vartojame, kokios toje aplinkoje paplitusios kenksmingos medžiagos, kokia socialinė aplinka ir t. t. Šių veiksnių svarbą patvirtino identiškų pagal genetinę informaciją dvynių tyrinėjimai.

Vieniems ta pačia liga sergantiems žmonėms vaistai padeda, kitiems neduoda naudos. Kodėl? Todėl, kad vaistai pripažįstami tinkamais remiantis statistiniais jų poveikio duomenimis: jeigu didesnei žmonių grupei padeda, tai nereiškia, kad padės kiekvienam konkrečiam ligoniui. Gydytojai dažnai kaitalioja pacientui skiriamus vaistus ir jų dozes, ieško tų, kurie padėtų. Ligonis tampa lyg savotiško eksperimento auka, bet kitos išeities nėra. Bent ligi šiol nebuvo. Tačiau padėtis keičiasi, nes molekulinės medicininės diagnostikos galimybės padeda pereiti į personalizuotos medicinos lygmenį.

Paėmus biologinius mėginius ir naudojant šiuolaikinius diagnostikos metodus, kuriose taikomi ir Fermento gaminami reagentai, pavyksta nustatyti daugybę įvairių ligų – nuo gripo iki paukščių gripo. Bet ir tai ne pabaiga. Didžiulės galimybės atsiveria diagnozuojant onkologines ligas ir jų priežastis, manoma, kad bent dalis jų susijusios su genomo pakitimais. Taigi ir medicininė molekulinė diagnostika juda vienos atskiros ląstelės tyrimo link. Dabar jau ir paveldimas ligas pavyksta nustatyti dar perinatalinėje būsenoje.

Medicinos ateitis artėja nenumaldomais žingsniais

A. Janulaitis taikliai pastebėjo: kiekvienam ligoniui reikia savojo vaisto. Ne šiaip vaisto, o savojo. Priklausomai nuo žmogaus konkretaus genotipo. Artėjame prie genetinės medicinos eros. Tiesa, tokio apibūdinimo iš gerbiamų autoritetų lūpų neteko išgirsti, gal tebus Mokslo Lietuvos nekuklus pasiūlymas. Medicinos ateitis tokia, kad dar kūdikiui negimus, jo genomas bus nustatomas, o jei taip, tai bus galimybės ir jį veikti. Medicinine prasme tai neįtikėtinas žmonijos laimėjimas, bet kartu kils ir daugybė kitų problemų – etinių, moralinių, religinių ir t. t. Kad ir toks paprastas klausimas: ar neatsiras siekiančių manipuliuoti atsiveriančiomis galimybėmis, ar intelekto „supermenų“ varžybos nepersikels į sritis, kurios ligi šiol buvo Gamtos ir Pono Dievo valioje? Kai žmogaus galios toli prašoka jo atsakomybės ir moralinių kriterijų stabdžius, šie klausimai neatrodo visiškai be pagrindo.

Kitas klausimas, kaip toli esame nuo praktinių visų šių galimybių įgyvendinimo? Žmogaus genomo iššifravimas kainavo gerokai daugiau, negu Amerikos astronautų skrydis į Mėnulį, tad kiek kainuos kiekvieno atskiro žmogaus genomo nustatymas? Šiandien kainuotų milžinišką sumą, norima pasiekti, kad nekainuotų daugiau kaip 1 tūkst. JAV dolerių. Naujausios technologijos, taip pat dar kuriamos, turėtų mums priartinti šią ateitį.

Nustačius įvairius polinkius susirgti viena ar kita liga, gausime gydymo ir profilaktikos programas: kokios dietos laikytis, kokioje aplinkoje gyventi, o kokios vengti, pagaliau, kokį darbą (gal ir viršininką) rinktis. Ir dabar gimusiems Lietuvoje vaikams nustatoma, ar jie neturi įgimto genetinio, vienos amino rūgšties apykaitos sutrikimo. Tai gali vesti į silpnaprotystę, bet laiku nustačius šį polinkį susirgti ir taikant atitinkamą dietą, šių liūdnų padarinių pavyksta išvengti. Žinant individualius genetinio kodo ypatumus, atliekant tikslinę stebėseną ir vartojant tam tikrus vaistus (kai kurie jau sukurti) galima išgelbėti daug potencialių ligonių, kurie ligi šiol buvo nepagydomi. Tokios individualizuotos medicinos galios, bet tai ateities dalykai. Apie visa tai galėjome samprotauti Lietuvoje veikiančioje bendrovėje Fermentas, o ne vien stebėtis vartant spalvotus žurnalus apie užsienio mokslo „stebuklus“.

Bus daugiau

Gediminas Zemlickas