Prestižiniame mokslo žurnale „Biosensors and Bioelectronics“ buvo publikuotas Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) ir Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) mokslininkų tyrimas apie naujo tipo biojutiklius. Šis darbas suteikia vilčių sukurti komercinę technologiją, padėsiančią diabetu sergantiems žmonėms gliukozės kiekį kraujyje kontroliuoti daug patogiau ir paprasčiau.

Matė visuomenės poreikius

Tarptautinio pripažinimo sulaukusio tyrimo vadovas, VU GMC Biochemijos instituto Bioanalizės skyriaus mokslo darbuotojas dr. Dalius Ratautas pasakoja, kad naujo tipo biojutiklių kūrimo idėja jam kilo prieš porą metų. „Kirbėjo mintis, kad ir mes, lietuvių mokslininkai, galime pabandyti sukurti naujo tipo biojutiklių sistemą, kurios esminiai privalumai būtų mažesnis dydis ir didesnis stabilumas“, – prisimena mokslų daktaras.

Naujos sistemos poreikis, pasak dr. D. Ratauto – išties didelis, nes pasaulyje naudojami implantavimui skirti biojutikliai (pvz., „Dexcom Continuous Glucose Monitoring System“) yra paremti sena, XX a. septintame dešimtmetyje išrasta technologija.

„Suprasdamas, koks didelis tokių technologijų poreikis, subūriau nedidelę, tačiau plačiomis kompetencijomis pasižyminčią specialistų komandą, kuri man padėjo atlikti šį tyrimą. Kartu su VGTU studentu Luku Ramašausku ir VU GMC profesoriumi Rolandu Meškiu išplėtojome tyrimo idėją ir sudarėme eksperimentų planą. Prof. R. Meškys konsultavo fermentų parinkimo ir jų sintezės, optimizavimo ir pritaikymo biojutikliui kurti klausimais, o L. Ramašauskas atliko daugumą matavimų ir su entuziazmu vykdė tyrimus“, – pasakoja dr. D. Ratautas.

Pasidomėjus, ar tyrimas visą laiką vyko pagal planą, L. Ramašauskas ir dr. D. Ratautas prisimena, kad buvo momentų, kai tyrimo sėkmė pakibdavo ant plauko. „Iššūkiai, kuriuos teko spręsti, buvo technologiniai – kartais sistema realybėje veikė kitaip, nei mes tikėjomės teoriškai. Tokiais atvejais ieškodavome sprendimų – ką daryti kitaip, kad viskas veiktų taip, kaip mes norime“, – pasakoja tyrėjai. Pasaulinis koronaviruso protrūkis tapo dar viena netikėta kliūtimi šio tyrimo kelyje, tačiau lietuvių mokslininkams pavyko sėkmingai ir laiku atlikti papildomus eksperimentus ir įveikti kilusius iššūkius.

Biojutikliai – nesudėtinga ir efektyvu 

Teorinė tyrimo dalis atskleidžia biojutiklių praktinį pritaikymą. Lietuvių mokslininkų komandos nariai teigia, kad biojutiklių sistemos veikimo principas nėra sudėtingas, o cukriniu diabetu sergantys žmonės biojutiklius gali rinktis kaip patogesnę alternatyvą kitiems gliukozės kiekio kraujyje nustatymo metodams.

„Biojutiklis įleidžiamas pacientui po oda į pilvo riebalinį sluoksnį ir nuolat matuoja cukraus kiekį kraujyje. Jei cukraus kiekis padidėja arba sumažėja, žmogus apie tai yra įspėjamas“, – naudojimo principą paaiškina dr. D. Ratautas.

Paklausus, kodėl biojutikliams parenkamas riebalinis audinys, tyrimo vadovas pateikia labai paprastą pavyzdį. „Turbūt daugelis yra pastebėję, kad įsidūrus rakštį į pirštą po kurio laiko jis pradeda pūliuoti – tai natūrali organizmo reakcija į svetimkūnį. Todėl biojutikliai gliukozės kiekiui matuoti turi būti  implantuojami būtent ten, kur yra mažesnė imuniteto atsako rizika – riebaliniame sluoksnyje“, – sako jis.

Dr. D. Ratauto teigimu, dėl mažos atmetimo tikimybės biojutiklių naudojimas yra efektyvus. „Tyrimų rezultatai rodo, kad gliukozės biojutikliai – tai veiksmingas būdas kontroliuoti diabetą, nes nuolatinė gliukozės stebėsena leidžia operatyviai reaguoti į situaciją“, – sako mokslininkas.

Vizija, galinti virsti nauja galimybe

Sukurti metodą, leidžiantį biojutiklius padaryti patogesnius vartotojams, sumažinti jų dydį, tapo vienu pagrindinių dr. D. Ratauto vadovaujamo tyrimo tikslų.

„Dauguma šiuo metu naudojamų diabeto biojutiklių vis dar yra gana dideli. Adatos auselės dydžio implantas būtų daug patogesnis diabetu sergančiam žmogui nei piršto dydžio prietaisas, koks yra naudojamas šiuo metu“, – sako VU GMC mokslininkas.

Dr. D. Ratautas viliasi, kad jo aprašyta technologija ateityje padės įgyvendinti mažo ir stabilaus prietaiso viziją. „Tyrimas kol kas yra eksperimentinis ir laukia dar ilgas kelias, kol jo rezultatai bus pritaikyti praktikoje. Tačiau aš tikiu, kad tyrimo pagrindu gali būti sukurtos technologijos, palengvinsiančios kasdienybę žmonių, kuriems dėl įvairių ligų reikalinga nuolatinė tam tikrų junginių, pavyzdžiui, gliukozės, stebėsena kraujyje“, – sako dr. D. Ratautas.

Mokslų daktaras pabrėžia, kad šis tyrimas – ne tik asmeninis nuopelnas. „Džiaugiuosi, kad mes kartu su kolegomis parodėme, jog Lietuvoje galima daryti aukščiausio lygio mokslą biojutiklių srityje. Dažnai užsienio mokslo tyrimai implikuoja, kad svetur mokslo lygis yra geresnis, tačiau iš tikrųjų dabar galimybės Lietuvoje kurti aukšto lygio mokslo tyrimus niekuo nenusileidžia Vakarų valstybių mokslo įstaigų galimybėms. Kartu šis tyrimas – puikus dviejų mokslo institucijų, VU GMC ir VGTU, bendradarbiavimo pavyzdys“, – sako jis.

VU GMC infrastruktūra – galimybė mokslui ir verslui

Prestižiniame mokslo žurnale publikuotas Lietuvių mokslininkų tyrimas nemaža dalimi įgyvendintas dėl unikalių instrumentų, esančių VU GMC. „Mano ir kolegų idėjos nebūtų buvę įmanoma realizuoti be GMC turimų prietaisų, pavyzdžiui – atominės jėgos mikroskopo“, – sako dr. D. Ratautas. Šis mokslininko naudotas prietaisas leido atlikti kontroliuojamą paviršinę biomolekulių, ląstelių analizę nanolygmeniu, manipuliuoti atskiromis biomolekulėmis bei ląstelėmis ir tirti jų savybes.

„Džiaugiuosi, kad tarptautinio pripažinimo sulaukęs darbas, kuriam vadovavo GMC mokslininkas, sėkmingai įgyvendintas bendradarbiaujant su VGTU tyrėju“, – pasidžiaugė VU GMC direktorius prof. G. Valinčius.

Pasak jo, ši publikacija puikiai iliustruoja, kad bendrai naudojami VU GMC mokslinės infrastruktūros ištekliai, modernūs prietaisai užtikrina mokslo atvirumą, skatina idėjų mainus, leidžia įgyvendinti kūrybinius sumanymus ir pasiekti įspūdingų rezultatų.

„Paskatintas šio tyrimo sėkmės noriu pakviesti ir kitus mūsų šalies mokslininkus aktyviai naudotis GMC Atviros prieigos centro instrumentais. Ši įranga vienodomis sąlygomis prieinama visiems Lietuvos tyrėjams, nesvarbu, kuriame universitete ar tyrimų centre jie dirba. Ja gali naudotis ir privačios įmonės. Verslo atstovams šiuo metu išties reikia inovatyvių, moderniomis technologijomis grįstų sprendimų, kuriuos jie gali rasti mūsų centre“, – sako VU GMC direktorius.