Paskutinę viešnagės sostinėje dieną su profesoriumi kalbėjomės ne tik apie jo ryšius su Alma Mater, bet ir apie mokslinę veiklą, kuri, panašu, netolimoje ateityje žada proveržį biologijoje ir medicinoje.
Nuo Vilniaus iki Toronto
Pašnekovo mokslinis kelias iš Vilniaus vedė į Vengriją: baigęs VU biofiziką išvyko į Segedo universitetą studijuoti doktorantūroje. Mokslininkas gilinosi į fotosintezės biofizikinius procesus Biologinių tyrimų centre, esančiame tame pačiame Segedo mieste.
„Baigęs doktorantūrą gavau prestižinę Europos molekulinės biologijos laboratorijos stipendiją ir nuvykau į podoktorantūros stažuotę Laisvajame Amsterdamo universitete. Vykdžiau tyrimus pirminių fotosintezės procesų srityje. Amsterdame susidomėjau netiesinės optinės mikroskopijos taikymu tiriant fotosintetinius organizmus. Paskui atsirado galimybė išvažiuoti į JAV, Kalifornijos universitetą San Diege. Įsitraukiau į grupę, kuri kūrė naujus mikroskopus ir generavo femtosekundinius rentgeno spindulius. Po nepilnų trejų metų pradėjau siųsti užklausas į įvairius Amerikos ir Kanados universitetus profesoriaus pozicijai gauti. Toronto universitetas pasiūlė geriausias sąlygas. Nuo 2002 m. esu šio universiteto Fizikos fakulteto profesorius“, – apie savo mokslinį kelią pasakoja lietuvis.
Toronto universitete jis subūrė netiesinės optinės mikroskopijos tyrimų grupę.
Galima aptikti vėžinius žymenis
Profesoriaus komanda kuria naujus mikroskopus. Juos naudoja vėžio diagnostikai, raumenų, kitų biologinių objektų vaizdinimui, fotosintezei. Naujus mikroskopijos metodus tenka išrasti patiems.
„Anksčiau savo pavyzdžius matuodavome kiuvetėse – lėkštose stačiakampėse vonelėse, kur yra daug baltymų. Tačiau man visada įdomesnė buvo viena molekulė ar baltymas negu visas baltymų ansamblis. Tuo domėtis pradėjau Amsterdame, bet nauji metodai buvo kuriami būtent San Diege. Kadangi mikroskopus naudojau įvairiems biologiniams objektams tyrinėti, norėjau pasimokyti kurti tokius mikroskopus. Pradėjęs biologinių mikroskopų tobulinimo ir taikymo veiklą, ją tęsiau Toronto universitete“, – domėjimosi naujais mikroskopijos metodais pradžią prisimena mokslininkas.
Jo grupė pirmoji pasaulyje parodė, kad su netiesiniais mikroskopais generuojama harmonika galima vaizdinti audinius ir taip nustatyti, ar jie yra vėžiniai, ar ne. Mokslininkai, naudodami antros ar trečios harmonikos mikroskopą, kuris nereikalauja nudažyti pavyzdžio vaizdinant, gali įžiūrėti kolageną – siūlo pavidalo baltymą, randamą beveik visuose audiniuose.
„Mūsų mikroskopuose vietoj kristalo naudojamas audinys, kuris infraraudonąją (nematomą) šviesą paverčia žalia. Taip kolagene nustatome vėžinius žymenis. Tirdami širdies ir skeleto raumenų ląsteles, pastebime jų susitraukinėjimą, o tai leidžia studijuoti širdies aritmiją ir kitus raumenų darbo sutrikimus. Toks vaizdinimas pranašesnis tuo, kad, norint pamatyti struktūrą, nereikia įvesti dažo. Kai norime atlikti gyvo organizmo diagnostiką, nebereikia naudoti jokių vaistų ar žymeklių“, – savo komandos kuriamų mikroskopų privalumus išskiria prof. V. Barzda. Jo grupė pirmoji pasaulyje pradėjo taikyti šį mikroskopijos metodą patologiniams pavyzdžiams vaizdinti ir nagrinėti. Vėžinių susirgimų nulemti pokyčiai buvo pastebėti plaučių, skydliaukės, kasos ir kai kuriuose krūtų vėžio audiniuose.
Praktinis panaudojimas augalams tirti
Lietuvio vadovaujami mokslininkai naujai kuriamus mikroskopus taiko ir augalams. Tai leidžia pamatyti įvairias fotosintetines sistemas, augalų kristalines struktūras. Pavyzdžiui, morkoje susikaupusio karoteno molekulės ne šiaip pasklidusios, bet susiformavusios į kristaliukus: „Šių beta karoteno molekulių kristalinė struktūra labai graži. Žiūrėdami pro mūsų mikroskopus galime pasakyti, kaip kristalas susiformavęs, kokia jo struktūra. Tokios pigmentinės struktūros aptinkamos ir fotosintetiniuose objektuose, lapuose, žieduose. Galime pamatyti krakmolo granules ir vandens išsidėstymą jose. Žemės ūkyje svarbi šių krakmolo granulių kokybė, nes tai yra pagrindinė maisto sudedamoji dalis. Taip pat galima vaizdinti kristalinę celiuliozę nustatant jos struktūrą, kokybę ir pagaminimo šaltinį. Tokiais tyrimais domisi farmacijos kompanijos, nes pagrindinė tablečių sudedamoji dalis yra kristalinė celiuliozė.“
Projektas su brazilais
Profesorius sako, kad senyvo amžiaus žmonės regėjimui gerinti kaip maisto papildą naudoja liuteiną. Tai yra vienas iš natūralių karotenoidų, aptinkamų žaliose lapinėse daržovėse – špinatuose ar salotose. Jį organizmas naudoja kaip antioksidantą ir mėlyną šviesą absorbuojantį pigmentą.
„Liuteinas išgaunamas keliais būdais. Vienas jų – iš dumblių. Tyrinėjame liuteino kaupimąsi dumbliuose. Mano komandos atlikti tyrimai rodo, kad pramonė galėtų tuo pasinaudoti optimizuodama šių organizmų auginimo sąlygas“, – tvirtina pašnekovas.
Mokslininko grupė vykdo bendrą projektą su kolegomis iš Brazilijos. Kadangi joje per metus būna daug saulėtų dienų, ten padidėjęs sergamumas melanoma – piktybiškiausia odos vėžio forma.
„Bandome savo mikroskopais nustatyti, ar odos pakitimai yra vėžinės kilmės, koks kolageno pakitimas prieš prasidedant vėžiui, kokie kiti priešvėžiniai pokyčiai, kuriuos būtų galima pastebėti ir taip diagnozuoti priešvėžines būsenas“, – apie dar vieną veiklos sritį kalba prof. V. Barzda. Kol kas dar atliekami tyrimai, tad apie praktinį lygmenį kalbėti kiek ankstoka. Klinikiniai tyrimai užtrunka apie 3–5 metus, kartais ir ilgiau, nes reikia tiksliai numatyti, ar pacientui nauja mikroskopinio vaizdinimo technologija nesukels pašalinio poveikio.
Lietuvos mokslas – konkurencingas
Mokslininkas prisipažįsta, kad visuomet palaikė ryšį tiek su VU, tiek su kitų mūsų šalies institucijų mokslininkais, atliko bendrus fotosintezės ir mikroskopijos sričių tyrimus.
„Kadangi šįkart buvau išėjęs akademinių atostogų, galėjau šiek tiek ilgiau pabūti Vilniuje. Per tą laiką atlikome keletą eksperimentų profesorių Leono Valkūno ir Vidmanto Gulbino laboratorijoje.
Išbandėme naują koherentinės antistoksinės mikroskopijos metodą. Taip pat bendradarbiavau su prof. Ričardu Rotomskiu ir Nacionaliniu vėžio institutu, tyrinėjome raumenis ir laidžiąją širdies sistemą. VU Fizikos fakulteto biofizikos doktorantams skaičiau kursą apie naujausius mikroskopijos metodus biofotonikoje. Buvo malonu vėl sugrįžti į savo Alma Mater ir pasidalyti žiniomis, kurias sukaupiau. Susirinko nemažai studentų, kurie tuo domėjosi“, – produktyvia viešnage Vilniuje džiaugiasi prof. V. Barzda. Jis mano, kad čia atvykti skaityti paskaitų turėtų kuo daugiau dėstytojų iš užsienio, nes tai studentams būtų įdomu ir naudinga.
Ar Toronto universiteto mokslininkai žino mūsų fizikus ir jų darbus? Profesoriaus atsakymas nenuvilia: „Manau, kad kai kuriose srityse mūsų fizikai ir jų darbai išties žinomi. Viena jų – lazeriai. Lazerinė fizika Lietuvoje labai stipri. Užsienio mokslininkai, dirbantys su lazeriais, jų taikymu, be abejo, žino lietuvių lazerinę mokyklą, kartais net įsigyja lietuviškų lazerių.“
Prof. V. Barzda reziumuoja, kad Lietuvos mokslo lygis geras, laboratorijos aprūpintos nebloga įranga ir kad mokslininkams persikėlus į naujuosius mokslo centrus Saulėtekyje paspartės bendradarbiavimas, keitimasis žiniomis. Tik, pasak profesoriaus, Lietuvoje galėtų būtų labiau finansuojamas mokymas, atnaujinamos mokomosios laboratorijos, įsigyjama daugiau naujoviškos aparatūros laboratoriniams darbams vykdyti.
