Pasitelkus erdvinius ląstelių modelius siekiama įgyti naujų žinių apie vėžio biologiją, išsiaiškinti naviko ląstelių atsparumo vystymosi priežastis.

Jonizuojančioji spinduliuotė (JS) – viena dažniausiai naudojamų priešvėžinės terapijos priemonių. Nepaisant sėkmingo išgijimo atvejų, vėžinių ląstelių atsparumas spindulinės terapijos veiksmingumui vis didėja.

„Spindulinės terapijos naudojimo klinikoje priešvėžinėje terapijoje pradžia galima laikyti 1951 m. Tuomet, per Antrąjį pasaulinį karą, ištobulintos dirbtinių radioaktyvių izotopų gamybos technologijos leido sukurti pirmąjį kontroliuojamąjį jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinį, – pasakojo Nacionalinio vėžio instituto molekulinės onkologijos laboratorijos vadovas prof. Kęstutis Sužiedėlis, vadovavęs projektui „Erdviniai ląstelių kultūrų modeliai navikų tyrimams“.

Siekiant išaiškinti procesus, lemiančius ląstelių virsmą į vėžines, pastaraisiais dešimtmečiais itin didelis dėmesys buvo skirtas molekuliniams, genetiniams vėžinių ląstelių pokyčiams. Didelė dalis mokslinių tyrimų, vykdomų naudojant klasikinius ląstelių kultūrų modelius, leido nustatyti įvairių su vėžio vystymusi susijusių genų funkcijų, taip pat – ir įvairių mutacijų reikšmę normalių ląstelių virsmui vėžinėmis.

Nors šie tyrimai leido sukaupti labai svarbių vėžio biologijos žinių, buvo pastebėta, kad vykdant klinikinius naujų priešvėžinės terapijos būdų ir priemonių veiksmingumo tyrimus naudojant klasikines ląstelių kultūras rezultatai labai dažnai nepasitvirtina.

3D modelinė sistema – nauja galimybė vėžinėms ląstelėms tirti

Pasaulyje vis plačiau vėžio tyrimuose naudojama erdvinė (3D) modelinė sistema buvo sukurta kaip alternatyva gyvo organizmo bei 2D in vitro (viename sluoksnyje kultivuojamų vėžinių ląstelių) tyrimų modeliams.

Lietuvos mokslo tarybos remiami mokslininkai taip pat atlieka pažangius tyrimus pasitelkdami 3D modeliavimą.

„3D sistemoje vėžinės ląstelės kultivuojamos erdvinėje struktūroje, kurioje ląstelių tarpusavio sąveika tampa panaši į vėžinių ląstelių sąveiką realiame navike. Sukuriama naviko tarpląstelinei erdvei artima mikroaplinka, praturtinta maisto medžiagomis, tirpiais augimo veiksniais bei įvairiais tarpląstelinio užpildo baltymais. Ląstelių, kultivuojamų 3D sistemoje, atsakas į priešvėžinį poveikį yra panašus į tikro naviko vėžinių ląstelių atsaką, todėl, naudojant modelinę sistemą, išauga tyrimo rezultatų klinikinės svarbos tikimybė ir padidėja galimybė kurti veiksmingesnės priešvėžinės terapijos būdus bei priemones“, – naujų technologijų panaudojimo galimybes atskleidė K. Sužiedėlis.

Pagrindinis Lietuvos mokslininkų tyrimo tikslas nėra alternatyvų spindulinei priešvėžinei terapijai (ST) paieška. Svarbiausias iššūkis – nustatyti molekulinę ląstelių reakciją į frakcionuotos dozės jonizuojančiosios spinduliuotės poveikį, siekiant sužinoti daugiau apie vėžinių ląstelių arba vėžio kamieninių ląstelių vaidmenį naviko ląstelių atsparumo spinduliuotei vystymesi.

„Nuo pat pirmojo klinikinio terapijos būdo panaudojimo ST nuolat tobulinama, siekiant kuo tiksliau nukreipti spindulius į naviką, nustatyti kiekvieno tipo navikui optimaliausią apšvitos planą, derinius su kitais terapijos būdais (pvz., chemoterapija). Tačiau šio terapijos taikymo problema tebėra naviko ląstelių atsparumo JS vystymasis. Atlikdami 3D tyrimus siekiame geriau suprasti, kokie molekuliniai procesai vyksta navikų ląstelėse po JS poveikio, išaiškinti navikų atsparumo JS vystymosi procesus“, – kalbėjo profesorius.

Yra ne viena vėžinių ląstelių atsparumo JS vystymosi molekulinė priežastis. Vėžinių ląstelių jautrumui JS įtakos turi ir biologiniai veiksniai, dėl kurių naviko ląstelės gali įgyti nuolatinį atsparumą JS. Savaiminį arba įgytą vėžinių ląstelių atsparumą JS lemia ir genų mutacijos. Paradoksalu, bet molekuliniai navikų atsparumo JS vystymosi procesai iki šiol nėra suprasti.

Iki šiol gauti tyrimo rezultatai leidžia tikėtis, kad šiame žvalgomajame tyrime pavyks nustatyti potencialius ST veiksmingumo didinimo molekulinius taikinius. Be to, dabartiniai tyrimo rezultatai yra gauti naudojant tyrimų modelius – klinikinę jų svarbą dar reikės įvertinti, naudojant pacientų, kuriems taikyta ST, navikų biologinius mėginius.

Projekto, įgyvendinamo pagal Lietuvos mokslo tarybos finansuojamos veiklos kryptį „Mokslininkų grupių projektai“, pabaiga numatoma šių metų gruodžio 31 d.