Anot biotechnologės Agnės Vaitkevičienės, šio sektoriaus pažanga gali įnešti tikrą proveržį ne tik personalizuotos medicinos srityje, bet ir padovanoti daug efektyvesnį daugelio ligų gydymą, minimalizuojant bet kokius šalutinius efektus.
„Biotechnologijos padarė tikrą perversmą medicinos sektoriuje per paskutinius metus, iš naujo suformavo supratimus apie ligas ir jų priežastis bei tvirtais žingsniais kuria naują sveikatos priežiūros ateitį. Mokslininkai medicinoje padarė labai daug, kovodami su koronaviruso pandemija, kurdami vaistinius preparatus labiausiai alinančioms ligoms, ieškant būdų, kaip užkirsti kelią susirgimų progresui ar pačiai ligai. Įvykę laimėjimai ne tik leidžia kovoti su kylančiais sveikatos iššūkiais, tačiau ir kryptingai judėti prie dar didesnio proveržio pasaulyje“, – sako A. Vaitkevičienė.
Anot jos, didžiausiais pastarųjų metų biotechnologijų pasiekimais galima laikyti kryptingą darbą personalizuotos medicinos link, genų inžinerijos atradimus, vakcinas, atrastą kamieninių ląstelių potencialą, bet nevalia pamiršti ir biotechnologijų raidos bei istorijos.
Biotechnologė, įmonės „Memel Biotech“ vadovė A. Vaitkevičienė pranešime spaudai dalinasi 10 didžiausių biotechnologijų proveržių, visiems laikams keičiančių mediciną.
Pirma. Žmogaus genomo projektas
Žmogaus genomo projektas (HGP) yra vienas didžiausių mokslo žygdarbių istorijoje, kuriuo nustatyta žmogaus DNR seka. Šis projektas buvo biologinių atradimų kelionė, kuriai vadovavo tarptautinė tyrėjų grupė.
Projektas oficialiai pradėtas 1990 metais, o baigtas 2003 metų balandžio 14 dieną. Pagrindiniai jo tikslai – nustatyti visą žmogaus genomo DNR seką ir visus žmogaus genus, tobulinti įrankius genetinių duomenų analizei, taip pat išrasti technologijas, kurios padėtų kovoti su mirtinomis ligomis.
Horizonte – nauja molekulinės medicinos era, kuriai būdingas ne simptomų gydymas, o pagrindinių ligų priežasčių paieška.
Žmogaus genomo projektas jau padėjo mokslininkams – jį vykdant buvo atrasta mutacija, kuri sukelia odos vėžį, ir paspartino genų, susijusių su diabetu, leukoze bei vaikų egzema, paieškas.
Antra. Ligos gemalų teorija
Tai, kas dabar atrodo savaime suprantama, per šimtmečius labai stipriai keitėsi. Vienas iš jų – supratimas, kad liga atsiranda ne iš oro, kaip buvo manoma dar prieš porą šimtų metų, o kad plinta per orą ir yra pernešama tiesioginio kontakto būdu.
1861 metais prancūzų mikrobiologas Louisas Pasteuras paprastu eksperimentu įrodė, kad infekcinė liga atsiranda dėl specifinių mikroskopinių organizmų, dar žinomų kaip patogenai, invazijos į žmogaus organizmą.
Šis naujas supratimas buvo reikšmingas lūžis gydant, kontroliuojant ir užkertant kelią ligoms, padėjo išvengti epidemijų, tokių kaip maras, dizenterija ir vidurių šiltinė, dėl kurių kasmet mirdavo tūkstančiai žmonių.
Trečia. Antibiotikai
Britų biologo Aleksandro Flemingo atradimas, kad pelėsis „Penicilium“ naikina bakterijas, visiems laikams pakeitė karą su mirtinomis bakterijomis. 1928 metais mokslininkas suprato, kad iš pelėsinių grybų išskiriamos medžiagos – penicilinas – gali tapti efektyviu vaistu kovojant su bakterijų sukeltomis ligomis, kaip pavyzdžiui, plaučių uždegimu, kuris buvo vienas iš pavojingiausių susirgimų tuo laikotarpiu. Dešimt metų po penicilino atradimo, du mokslininkai – Ernestas B. Chainas ir Howardas Florey – išskyrė chemiškai švarią veikliąją medžiagą ir sukūrė pirmuosius antibiotikus, kurie išgelbėjo milijonus gyvybių. Penicilino efektyvumu pilnai įsitikinta Antrojo pasaulinio karo metu.
Antibiotikai laikomi svarbiausiu 20 amžiaus medicinos atradimu.
Ketvirta. Kamieninių ląstelių potencialas
Neįtikėtinas kamieninių ląstelių potencialas buvo atrastas aštuntojo dešimtmečio pabaigoje, kai jų buvo rasta žmogaus virkštelės kraujyje. Kamieninės ląstelės unikalios tuo, kad jos yra visų kitų ląstelių pirmtakės, galinčios daugintis ir atsinaujinti, o susiklosčius reikiamoms sąlygoms netgi virsti kitos rūšies ląstele.
Šis atradimas turi didžiulį potencialą, o gydymas kamieninėmis ląstelėmis jau buvo naudojamas leukemijos ir kitiems kraujo sutrikimams gydyti, taip pat kaulų čiulpų transplantacijai. Tačiau dėl etinių problemų, susijusių su embrioninių kamieninių ląstelių naudojimu, mokslininkai, kurdami pagrįstą terapiją, susidūrė su daugybe kliūčių.
Naujų vilčių į šiuos atradimus įnešė, kai biotechnologai primityvias ląsteles atrado ir žmogaus bambagyslės kraujyje, kurių klinikinis potencialas yra ne ką mažesnis nei prieštaringai vertinamų embrioninių kamieninių ląstelių.
Tai vienas didžiausių proveržių šiuolaikinėje medicinoje – naudojant kamienines ląsteles galima išsaugoti įvairius žmogaus audinius ir netgi organus. Šiuo metu atliekami tyrimai, skirti naudoti kamienines ląsteles stuburo smegenų pažeidimams ir daugeliui neurologinių būklių, tokių kaip Alzheimerio, Parkinsono ir insulto, gydymui.
Penkta. Vakcinos
Nors vakcinos turi ilgą istoriją ir jau kelis šimtmečius gelbsti gyvybes nuo mirtinų ligų, nauja technologija, vadinama mRNR, įnešė naujų galimybių medicinos istorijoje.
Didelis jos veiksmingumas ir potencialas buvo atrastas, kai mokslininkai pirmą kartą šią technologiją pritaikė per kelis mėnesius sukuriant dvi atskiras mRNR vakcinas nuo koronaviruso. Tai įkvėpė naujiems bandymams – keisti ir kitus kovos su daugeliu ligų būdus. Šiuo metu mokslininkų akiratyje – vakcina nuo juostinės pūslelinės tos pačios pažangios mRNR technologijos principu.
Iki šiol vakcinacijos kelias buvo kiek kitoks. Vienu didžiausiu ledlaužiu laikomas anglų gydytojo E.Dženerio garsusis eksperimentas 1796 metais, kuomet berniuką užkrėtė karvių raupais, įskiepijęs nuo melžėjos rankos pūslelės gautą turinį. Vėliau L. Pasteras įrodė, kad kai kurių ligų sukėlėjai yra mikroorganizmai, ir išskyrė vištų choleros, osteomielito, taip atrasdamas vakcinaciją nuo juodligės, kiaulių raudonligės ir pasiutligės.
Vakcinos iki šiol yra laikomu didžiausiu ne tik medicinos mokslo, bet ir žmonijos istorijos atradimu, užkirtusiu kelią milijoninėmis mirtims. Šiandien vakcinomis galima kontroliuoti beveik 30 ligų.
Šešta. Personalizuoti vaistai
Personalizuota medicina – lūžis visoje sveikatos priežiūros istorijoje. Biotechnologijos atvėrė naujas galimybes įveikti ne vieną neišgydomą ligą, o gaminami personalizuoti vaistai užima vis didesnę farmacijos rinkos dalį.
Šie vaistai svarbūs tuo, kad biologiškai yra artimi žmogui, todėl yra daug efektyvesni ir geriau toleruojami.
Biotechnologiniai vaistiniai preparatai jau plačiai naudojami gydant onkologinius susirgimus, ypač leukemiją, sunkias inkstų, kaulų, sąnarių ligas, kurių nepavyksta pagydyti įprastais medikamentais, o kai kurioms ligoms prieš tai iš viso nebuvo jokių gydymo alternatyvų.
Septinta. CRISPR – Cas9 genų redagavimo technologija
CRISPR genų redagavimo technologija – nauja šimtmečio genetinė revoliucija, atverianti daugybę galimybių medicinos srityje. Medicinos pažanga, naudojant CRISPR technologiją, gali būti raktas į žalingų virusų naikinimą, genetinių ligų išgydymą ir gyvenimo trukmės prailginimą.
CRISPR-Cas9 yra unikali technologija, leidžianti genetikams ir biotechnologams redaguoti genomo dalis pašalinant, pridedant arba keičiant DNR sekos dalis. Šiuo metu tai yra paprasčiausias, universaliausias ir tiksliausias genetinės manipuliacijos metodas.
Už geno redagavimo įrankio – CRISPR atradimą, 2020 metais mokslininkai buvo apdovanoti Nobelio chemijos premija. Prie CRISPR atradimo pasaulyje ženkliai prisidėjo ir Lietuvos mokslininkai – Vilniaus Universiteto Gyvybės mokslų centro profesorius Virginijus Šikšnys ir ko komanda.
Naudojant šią genų redagavimo technologiją šiais metais sukurti ir pirmieji vaistai gydyti dviems mirtiniems kraujo sutrikimams.
Aštunta. Pagalbinis apvaisinimas
Louise Brown – pirmasis mėgintuvėlyje pradėtas kūdikis, gimęs 1978 metais. Jos mamai 1977 metais buvo atlikta procedūra, kuri žinoma kaip apvaisinimas „In vitro“ (IVF), kurią sukūrė Patrickas Steptoe, Robertas Edwardsas ir Jean Purdy.
Nuo to laiko vyko daugybė tyrimų ir eksperimentų, siekiančių atverti naujas galimybes šeimoms, negalinčioms susilaukti vaikų.
2009 metais mokslininkai paskelbė, kad išaugino spermatozoidus iš žmogaus kamieninių ląstelių, tačiau, nepaisant mokslininkų sėkmingo dirbtinės spermos panaudojimo pelėms, skeptikai abejojo, ar užteks pajėgumų su žymiai sudėtingesniu žmogiškos spermos iššūkiu.
Šiais metais pasaulį apskriejo žinia, kad mokslininkai pirmą kartą istorijoje sukūrė sintetinius žmogaus embrionus, gautus iš kamieninių ląstelių nenaudojant kiaušinėlių ar spermos.
Tai didelis žingsnis, siekiant ne tik spręsti vyrų nevaisingumo problemą, tačiau ir proveržis bei galimybės atkartoti ankstyvuosius žmogaus vystymo procesus.
Devinta. Sintetinė biologija
Nors sintetinė biologija kai kuriems kelia nemažai klausimų, tačiau neabejojama, kad atvertų beribes galimybes medicinoje.
2019 metais Izraelio mokslininkai padarė iki šiol neregėtą dalyką – trimačiu spausdintuvu sukūrė pirmąją žmogaus širdį. Atspausdinta širdis turi žmogaus audinius, kraujagysles, skilvelius ir kameras. Dabar laukiantis didžiausias iššūkis – „išmokyti“ atspausdintą širdį elgtis kaip tikrai.
Tai atvertų didžiules galimybes organų transplantacijai ir visiškai pakeistų medicinos istoriją.
Sintetinės biologijos sritis labai išpopuliarėjo per paskutinį dešimtmetį ir suteikė galimybę mokslininkas kurti naujos kartos dirbtinai valdomas ląsteles ir organizmus.
Dešimta. Progresas vėžio gydymo link
Per pastaruosius 40 metų padaryta didžiulė pažanga vėžio gydymo link. Vienas didžiausių atradimų – imunoterapija.
Šiuo metu šis gydymo būdas sulaukė ypatingo susidomėjimo. Prieš daugiau nei kelis metus registruota ir nauja vėžio gydymo strategija – biotechnologiniais metodais patobulintos T ląstelės, skirtos kovai su vėžiu. 2018 metais mokslininkai, padarę dar didesnį proveržį vėžio imunoterapijoje buvo apdovanoti medicinos srities Nobelio premija.
Imunoterapija – tai gydymas, kuriuo sustiprinamas arba grąžinamas imuninės sistemos gebėjimas kovoti su vėžiu, infekcijomis ir kitomis ligomis. Ji taip pat skiriama siekiant sumažinti tam tikrą šalutinį poveikį, kurį gali sukelti kai kurie kiti vėžio gydymo būdai.
Šis metodas nuo kitų skiriasi tuo, kad vėžį veikia netiesiogiai, bet aktyvindama T limfocitus, kurie kovoja su vėžinėmis ląstelėmis.
Per pastarąjį dešimtmetį imunoterapija tapo viena revoliucingiausių vėžio gydymo būdų.
