Dangausspalvos - Vilniaus universitetas

a b c1 pav. Suaugusio triuðio griauèiø raumenø nevisiškai diferencijuotos làstelës kultûroje ,,in vitro” (a) ir ásodintos á paþeistàðirdies miokardà: histologiniame širdies raumens preparate prigijusios transplantuotos làstelës, daþytos á branduolá ásijungianèiaisfluorescuojanèiais daþais DAPI, ðvyti mëlyna spalva (vaizdas liuminescenciniu mikroskopu) (b) ir hematoksilinu-eozinu daþytoslàstelës ðviesiniu mikroskopu – transplantuotø làsteliø sankaupa, iðsidësèiusi ástriþa juosta centrinëje preparato dalyje (c)dþiagà pradëta naudoti endoprotezø gamybai.Protezai iš vitallium lydinio buvonaudojami iki pat 1960 m., kol atsirado jøþalingo poveikio, kurá sukelia susisiekianèiøimplantø metalø korozija, árodymø.Apie 1960 m. Floridos (JAV) universitetoprofesorius L.Henchas sukûrë biostiklà,kuris vëliau JAV buvo naudotas Vietnamokaro dalyviø galûniø kaulams protezuoti.1970 m. prancûzø chirurgas P.Boutinasklubo protezavimui pradëjo naudoti aliuminioir cirkonio keramikà. Keramika nëraskaidoma organizme, ji laikoma amþina,abi ðios jos rûðys yra inertinës. Deja, tokieprotezai ne visada stabilûs, dël ávairiø prieþasèiøimplantai lûþta, sukeldami komplikacijas– gretimø minkðtøjø audiniø ar netkaulo paþeidimus. Mokslui þengiant á prieká,atsirado ir kitø medþiagø. Viena ið jø –hidroksiapatitas, endoprotezavimui naudojamasvienas ar ávairios jo kompozicijossu kitomis medþiagomis. Ðie dariniaiimituoja kauliná audiná, yra biologiškai aktyvûs,t.y. sudaro sàlygas kaulinio audiniointegracijai á protezà.Tokiø medþiagø yra daug. Fundamentiniaityrimai ir aukðtosios technologijoskiekvienà dienà atneða naujø þiniø, kuriosyra labai reikšmingos daugeliuimokslo srièiø, taip pat ir medicinai.Audiniø inþinerijaMes áþengëme á ðimtmetá, kuris þada,kad medicinos mokslas aplenks ligø gydymostadijà – þmogus tiesiog neturësgalimybës sirgti. Ar taip bus – pamatysmûsø provaikaièiai. Kol kas dar tik kalbamaapie bûsimus fantastinius medicinosmokslo laimëjimus, tokius kaip smegenømikrolustai, siunèiantys signalus ið vienossveikos làstelës kitai ir net leidþiantysmintimis kontroliuoti ávairias maðinas,laboratorijoje uþsakomi ir pagaminamiinkstai arba plauèiai, tabletës, kurios kiekvienànorintá padarys protingà ir kûrybingà,implantai, kurie suteiks norimos spalvossaulës ádegá, taèiau apsaugos nuoodos vëþio. Ir tai tikrai dar ne viskas. Molekulinëbiologija, medþiagotyra, làstelësmokslas, nanotechnologijos jau duodavaisiø – padeda gydyti ligonius. Kai kuriosidëjos, dar neseniai atrodþiusios ypaèdràsios, jau pasiekë klinikiniø tyrimø stadijàir jau bandomos pritaikyti þmogausorganizme. Tai dar kartà parodo, kokiasvarbi yra þmogaus mintis!Šiuo metu á praktikà skinasi kelià galne tokie fantastiniai, bet dar labai netolimojepraeityje revoliuciniais laikyti gydymometodai. Vienas ið jø – audiniø inþinerija,kuri ilgà laikà buvo laikyta tik biomedþiagømokslo dalimi. Pastaruoju metuypaè suaktyvëjus kamieniniø làsteliøtyrimui, audiniø inþinerija ágavo didþiulápagreitá ir dabar ágijo teisæ bûti savarankiðkatarpdisciplinine mokslo šaka. Be jokiosabejonës, biomedþiagas ir audiniøinþinerijà sieja glaudus ryðys.Audiniø inþinerija yra apibûdinamakaip mokslas, suteikiantis galimybæ atkurtipaþeistà audiná arba já pakeisti nauju.Daþnai audiniø inþinerija tapatinama suregeneracine medicina. Ði tarpdisciplininiømokslø technologija plëtojama keliomiskryptimis.Viena ið jø – làsteliø terapija, kuri remiasipaèiø làsteliø transplantavimu. Vaizdþiaitariant, tai yra serganèiø làsteliø pakeitimassveikomis – savomis arba svetimomis. Tamnaudojamos kamieninës arba vëlesnës nevisiškaidiferencijuotos làstelës, kurios išskiriamosiš organizmo ir tiesiogiai arba padaugintosin vitro suðvirkðèiamos á paþeidimoþidiná. Dabar kamieninës làstelës ir làsteliøterapija yra viso pasaulio mokslininkø,gydytojø ir pacientø dëmesio centre, su ðiomislàstelëmis siejama daug vilèiø. Taèiaukol kas jos nëra iki galo paþintos, nors plaèiaityrinëjamos jø fundamentinës savybës,visapusiškai analizuojamos galimybës jastaikyti gydymui.Šioje srityje Lietuvoje pirmieji pradëjoeksperimentuoti ir jau daugiau kaip deðimtmetø bendradarbiauja Biochemijosinstituto ir Vilniaus universiteto ligoninësSantariðkiø klinikø Ðirdies chirurgijos centromokslininkai ir gydytojai. Modeline sistemanaudodami laboratorinio triuðio organizmà,jie ið griauèiø raumenø iðskirianevisiškai diferencijuotas làsteles, jas padauginadirbtinëje aplinkoje ir suðvirkðèiaá eksperimentinio miokardo sritá. Èialàstelës prigyja, pradeda daugintis, o vëliau,tikëtina, diferencijuojasi á recipientinioaudinio tipo làsteles, perima jo funkcijasir taip atstato paþeistà audiná (1 pav.).Dar vienas audiniø inþinerijos konstravimobûdas – dirbtiniø audiniø gamyba.Tokiø audiniø gaminimo technologijos galibûti dvi. Pirmoji – kuriami sintetiniai matriksai,kurie transplantuojami á organizmàir dël organizmo natûraliø regeneraciniøgaliø skatina formuotis naujus biologiniusaudinius. Tam tikrais atvejais, pritaikiusspecialias technologijas, tokie dirbtiniaimatriksai gali bûti naudojami kaip augimofaktoriø arba vaistø fiksuotu greièiu sklidimoorganizme priemonë. Antrasis remiasibiologinës (natyvinës) kilmës audiniø,ið kuriø paðalintos làstelës, implantavimuá reikiamà vietà organizme. Tokios kilmëskarkasai reikalingi naujai besiformuojanèiøaudiniø làstelëms auginti.Su minëtais audiniø inþinerijos bûdaisglaudþiai siejasi treèiasis blokas – dirbtiniøaudiniø konstravimas, kai kamieninës ar vëlesnësdiferenciacijos làstelës in vitro uþauginamosant sintetiniø ar biologinës kilmës„belàsteliniø“ karkasø ir taip paruošti audiniaitransplantuojami á patologiná þidiná. Plëtojamadaug ir ávairiø technologijø, kuriossuteikia plaèias galimybes kurti dirbtiniusaudinius, taip reikalingus medicinos praktikai.Viena jø – lazerinë dvifotonës polimerizacijostechnologija, kuri leidþia sukurti trimaèiuslanksèius, ávairaus porëtumo biologiškaisuderinamus ir tinkamus auginamomslàstelëms tvirtintis ir daugintis polimeriniusdarinius. Tokie karkasai yra puikuspagrindas làstelëms auginti, taigi kartuir dirbtiniams audiniams kurti.Mokslas ir gyvenimas 2009 Nr. 10 3