Како победити рак и зауставити развој канцера, један је од највећих изазова савремене науке. Само рак дојке глобално убија више од 500.000 људи, углавном жена годишње, а око 98% пацијената умире од метастазе. Истраживачи свакодневно усавршавају нове методе, не само за брзо детектовање, изoловање и карактеризацију малигних ћелија, него и за предвиђање и спречавање њиховог ширења. Нови предиктивни маркер за рак дојке, који ће с прецизношћу предвиђати да ли ће код пацијента доћи до метастазе или не, на чијем развоју са својим тимом ради ван. проф. др Бојана Глигоријевић, има потенцијал да помери границе у онколошкој дијагностици и лечењу.
Др Бојана Глигоријевић је дипломирани хемичар са Природно-математичког факултета у Београду, са докторатом из биофизике на Универзитету Џорџтаун, у Вашингтону. На њујоршком колеџу „Алберт Ајнштајн“ развила је видео методе за снимање ћелија канцера флуоресцентном микроскопијом у реалном времену, као главног средства за разумевање метастазе и развој бољих прогностичких маркера за рак дојке. Ванредни је професор на Катедри за Биоинжењеринг на Универзитету Темпл, у Филаделфији и члан одсека за Канцер биологију на Fox Chase Cancer Center.
Флуоресценција на трагу дешифровања развоја метастаза
„Сваки корак у каскади метастазе заснован је на миграцији ћелија. Дешифровање овог процеса није могуће без снимања ћелија рака, као и околног окружења, у реалном времену“, каже др Глигоријевић. У процесу истраживања, додаје, користе се колоније људских ћелија са различитим мутацијама, које се техником молекуларног инжењеринга комбинују са флуоресцентним протеинима из корала који расту на дну Пацифика и сјаје у мраку. „Трансфером ДНК из корала, модификоване ћелије постају наследне и почињу да сјаје у мраку, што омогућава да се њихово понашање сними ласерским дво фотонским микроскопом“, наводи наша саговорница.
Флуересцентни протеини, за чије је откриће и развој 2008. године тројици научника додељена Нобелова награда за хемију, незаобилазни су део истраживања у готово свим областима, нарочито у медицини. Један од Нобеловаца, Роџер Чен развио је читав спектар флуоресцентних протеина, тако да данас постоји више од 30 боја које је могуће комбиновати.
„То је заиста револуционарно октриће. Флуоресценција обезбеђује најједноставнији начин за праћење и детекцију различитих процеса у ћелијској и молекуларној биологији“, истиче др Глигоријевић. Као пример наводи своју лабораторију. „Помоћу фулуоресцентних протеина крвне судове маркирамо црвено, конективно (везивно) ткиво љубичасто, ћелије тумора су зелене, а имуне ћелије плаве.„На тај начин можемо истовремено да пратимо њихово понашање, као и начин на који се туморско ткиво развија и дођемо до информација кључних за нову предиктивну дијагностику која ће, ако се моје истраживање покаже валидним, омогућити предвиђање развоја метастаза, али и примену персонализованих третмана.“ То је, подвлачи, изузетно важно ако се има у виду да већина пацијената тренутно добија исту хемотерапију, иако 90 одсто њих не треба да је прима, јер им нарушава имуно систем, а неки чак и умиру од последица те терапије.
Како преварити ћелије рака
У истраживању на којем др Глигоријевић тренутно ради у фокусу су механизми доношења одлука у ћелијама канцера током метастазе. „Канцер је један комплексан систем који је у сталној интеракцији са својом ближом и даљом околином. Као и код сваког другог органа и ћелије канцера интерагују и уче. На пример од имуних ћелија уче како да уђу и изађу из крвног суда, а од ћелија мишића уче на који начин да се крећу кроз ткиво. Значи, способне су да разменом информација са ћелијама домаћина науче нове врсте понашања и примене их у своју корист“, подвлачи др Глигоријевић.
За миграцију из примарног тумора, ћелије рака најпре морају да прођу кроз околно везивно ткиво, које је састављено од мреже колагенских влакана. Да би прошле кроз ту структуру ћелије тумора формирају краткотрајне инвазивне структуре – инвадоподије. Оне попут „бушилица“ разарају околно ткиво, долазе до оближњег крвног суда на којем праве „рупу“, смештају се у њега и путују до било ког другог органа у телу где формирају метастазе.
Све те одлуке о промени понашања ћелије рака, према речима наше саговорнице, доносе на основу сензација које примају из околине крвног суда. Зато је стратегија коју њен тим жели да примени у истраживању усмерена на промену непосредне околине тумора. „Ако, користећи инхибиторе, променимо густину везивног ткива, то ће збунити ћелију рака. Односно, неће имати додатни сигнал да развије инвадоподије, нападне околно ткиво и продре у крви суд. На тај начин могли бисмо да спречимо њихово кретање ван примарног тумора, који увек може да се одстрани операцијом“, објашњава др Глигоријевић.
На корак до „интелигентног“ маркера и „мрачна тајна“ инвадоподије
Наша саговорница изражава уверење да ће њен тим у наредних пет година развити нови предиктивни дијагностички маркер за рак дојке. Он би укључивао анализу људског ткива, флуоресценцију и маркере тог ткива, артифицијелну (вештачку) интелигенцију и предиктивни математички модел, који ће на основу анализе добијених података предвиђати да ли ће код пацијента доћи до развоја метастаза.
„Недавно смо добили велики грант од Националног института за канцер САД и успоставили сарадњу са банкама ткива. То нам даје приступ и базама података о историји болести и начину лечења пацијената са раком дојке различите градације. То ће у великој мери убрзати наше истраживање јер смо у прилици да под микроскопом издвојимо на десетине параметара из људског ткива и упоредимо маркере инвазивних структура – инвадиоподија и њихово понашање, односно да ли предвиђају метастазу. Ми очекујемо да ће то бити могуће за пет година“, наглашава др Глигоријевић.
У вези са овим пројектом је и тзв. „семафор“ маркер који се налази у језгру ћелије и помоћу којег се утврђује старост ћелије, и када ће да се подели. Када је језгро црвено, ћелија је у младом добу. У одраслом добу, када почиње да прави дупликате ДНК у језгру, онда је жута¸ а када почиње деобу онда је зелена. Оно што је тим др Глигоријевић открио звучи помало застрашујуће, а то је чињеница да се инвадоподије стварају само у младим ћелијама, што значи да и кад постоје не могу да се таргетују хемотерапијом.
Када је реч о прогнозама даљег развоја дијагностике и лечења у области онкологије, наша саговорница каже да је најбоље чему можемо да се надамо да ће научници пронаћи лекове који ће, као и у случају ХИВ-а, ћелије рака држати под контролом. Међутим, додаје она, рак је системска, и врло лична болест. Пошто је сваки рак другачији, то је уједно и највеће ограничење за науку да развије лек који би свима помогао, закључује на крају др Глигоријевић.
********************
О опцијама сарадње са Машинским факултетом
Др Бојана Глигоријевић боравила је у вишедневној посети Београду обухваћену називом „Наука и уметност микроскопије“, током које је одржала низ научнопопуларних предавања и изложбу у Музеју примењене уметности у Београду. Њену посету организовао је ван. проф. Ђорђе Чантрак са Машинског факултета уз подршку US Speaker програма у Србији. Серију предавања започела је управо на нашем факултету где је пред бројним аудиторијумом говорила о историјату микроскопије и методологијама за снимање у природним наукама у молекуларним, ћелијским, ткивним или организационим скалама.
Наша гошћа посетила је и Лабораторију за биомедицинско инжењерство и Лабораторију за турбуленцију и мерење брзине струјања флуида, где је са истраживачима разговарала о могућностима за успостављање сарадње и рад на заједничким пројектима. Др Глигоријевић истиче да простора за сарадњу има. „Већ смо отворили разговоре на тему могућих грантова на које бисмо могли да аплицирамо. На жалост, нема пуно иницијатива где би Америка и Србија могле да деле грант, али неке опције ипак постоје“, каже наша саговорница.
Једна од могућности, према њеним речима, је да Београдски универзитет као субконтрактор (подуговарач) обави нека специфична истраживања за америчку страну. На пример, да истраживачи у Србији дизајнирају неки уређај и на њему обаве анализу, а податке које добију пошаљу колегама у САД, који би платили са својих грантова. Друга опција је да се заједно пријаве за једини светски грант Human Frontiers оf Science Program. Он обухвата све земље света, а једини лимит је да су сарадници из различитих земаља.
Поред ових могућности, простор за сарадњу постоји и кроз универзитетску сарадњу. „Уверена сам да би студенти Београдског универзитета имали пуно користи од доласка на америчке универзитете на шест месеци као visiting study, а нарочито уколико би се одлучили за мастер или докторске студије на неком од универзитета у САД. То би за њих свакако била прилика да дођу до нових знања и искуства које би могли да примене када се врате у Србију. На Темпл Универзитету осим мене, раде и два професора на катедри Математике и један на катедри Физике. Сви имамо врло позитивна искуства са дипломцима Београдског Универзитета, укључујући студенте са Машинског факултета , ПМФ, ЕТФ и ФОН-а, од којих је преко десет тренутно на Темплу. Све студенте са питањима позивам да ме контактирају“, поручује др Глигоријевић.
Аутор: Ивана Субашић