Dnes je nedeľa, 31.máj 2020, meniny má: Petrana, Petronela
Čas čítania
6 minutes
Zatiaľ prečítané

Ostrovčeky nádeje:Chemik Igor Lacík pracuje na „smart“ liečbe pre cukrovkárov

december 05, 2019 - 10:04
Povolanie vedca považuje za veľmi zaujímavé. Myslí si, že možnosť prinášať nové poznatky je stimulujúca a zároveň zaväzujúca. Mrzí ho, že svetová vedecká komunita zatiaľ nemá finálne riešenie liečby cukrovky pomocou princípu, na ktorom pracuje. Ing. IGOR LACÍK, DrSc., z Ústavu polymérov Slovenskej akadémie vied už niekoľko rokov „maká“ na enkapsulácii pankreatických ostrovčekov. Ak všetko dobre pôjde, ľudia s diabetom typu I., vrátane detí, dostanú možnosť zlepšenej kontroly hladiny cukru.

Zaoberáte sa výskumom, na konci ktorého bude liečba cukrovky pomocou transplantácie enkapsulovaných pankreatických ostrovčekov. Môžete vysvetliť, o čo ide?

Myšlienka kontroly hladiny cukru v krvi diabetických pacientov transplantáciou funkčných pankreatických ostrovčekov nie je nová. Vznikla asi pred štyridsiatimi rokmi. Jej podstatou je dodať do organizmu funkčné ostrovčeky produkujúce inzulín podľa aktuálnej hladiny cukru v krvi. Tieto ostrovčeky nahrádzajú nefunkčné ostrovčeky  pacienta zničené vlastným imunitným systémom. Jedným z míľnikov bol rok 2000, keď tím v kanadskom Edmontone úspešne transplantoval ostrovčeky do pacientov s cukrovkou typu I. Bolo dokázané, že ostrovčeky poskytujú potrebnú kontrolu hladiny cukru v krvi. Eliminujú výskyt hyper- a hypoglykemických stavov, čo je významné pre celkový zdravotný stav pacienta. Zároveň transplantácia ostrovčekov predstavuje – z pohľadu operácie jednoduchšiu alternatívu k transplantácii celého pankreasu. Avšak ostrovčeky transplantované podľa metodiky vyvinutej v Edmontone majú jednu veľkú nevýhodu – musia byť chránené pred imunitným systémom kontinuálnym podávaním liekov na potlačenie imunity – imunosupresív. Tieto lieky môžu mať však rôzne negatívne vplyvy na organizmus pacienta. Výskum, na ktorom pracujem, umožní, že podávanie imunosupresív nebude potrebné. Enkapsulácia uzatvorí pankreatické ostrovčeky do polopriepustnej membrány z polymérneho materiálu a potom už nie je nutné podávať pacientovi imunosupresíva. Polopriepustná membrána totiž neprepúšťa k pankreatickým ostrovčekom imunitný systém. Prepúšťa však glukózu, inzulín, živiny, kyslík a ostatné látky zodpovedné za to, aby pankreatické ostrovčeky dlhodobo žili a fungovali v tele pacienta. Enkapsulácia umožní použiť transplantáciu pankreatických ostrovčekov aj pre rizikové skupiny pacientov, ako sú napríklad deti alebo tehotné ženy. U nich totiž vôbec nie je možné aplikovať transplantáciu ostrovčekov spojenú s podávaním imunosupresívnych látok.

To je veľmi múdre riešenie. Ako sa vlastne ostrovčeky enkapsulujú, je to náročné?

Princíp enkapsulácie na prvý pohľad nie je náročný, avšak je nutné, aby podmienky procesu enkapsulácie boli zvolené tak, aby enkapsulácia negatívne neovplyvnila životaschopnosť a funkčnosť ostrovčekov. Zároveň vytvorená polopriepustná membrána musí dlhodobo – mesiace a roky poskytovať ostrovčekom imunitnú ochranu a funkčnosť. Preto treba zabezpečiť jej stabilitu a biokompatibilitu v organizme. Membrána zároveň nesmie stimulovať významnú zápalovú reakciu organizmu. V našom laboratóriu používame prírodné a nami syntetizované polyméry pre vytvorenie polopriepustnej membrány. Samotnú enkapsuláciu robíme tak, že ostrovčeky rozptýlené v jednom selektovanom roztoku, rozstrekujeme do formy kvapiek. Kvapky následne padajú do ďalšieho roztoku. V tomto druhom roztoku dochádza k dôležitej veci – k interakcii medzi komponentmi oboch roztokov a k vytvoreniu membrány vo forme gélových gulôčiek, mikrokapsúl, o veľkosti asi jeden milimeter. Čiže tu sa ostrovčeky obalia, uzatvoria do polopriepustnej membrány. Pankreatické ostrovčeky izolované z pankreasu mŕtvych darcov dostávame od projektového partnera v USA. Na vyriešení tejto otázky pracujú v súčasnosti desiatky tímov vo svete. Ako vyštudovaný polymérny chemik som sa dostal k možnosti pracovať na tejto téme najprv v zahraničí, v Spojených štátoch, a po návrate na Slovensko sa mi podarilo vytvoriť zázemie a podmienky na prácu na tejto téme v Bratislave. Súčasťou podmienok sú zahraničné projekty a spolupráca s pracoviskami vo svete, s ktorými sa môžeme posunúť ku klinickým testom.

Ľudí, najmä cukrovkárov I. typu iste zaujíma, kedy sa reálne dočkajú tejto takmer zázračnej liečby?

Túto otázku, bohužiaľ, neviem zodpovedať. V tejto fáze výskumu by bolo odo mňa nezodpovedné definovať akýkoľvek dátum. Naše enkapsulačné systémy skúšame najprv na zvieracom modeli myší a máme nádejné výsledky z pohľadu kontroly hladiny cukru, biokompatibility a stability. V spolupráci s pracoviskami v Spojených štátoch robia vedci testy na opiciach. Ak budú úspešné, začne sa klinické testovanie na ľuďoch. Výskum sa robí na mnohých akademických a firemných pracoviskách vo svete a týka sa vývoja enkapsulačných materiálov ako aj zdroja buniek. Na vašu otázku – kedy bude terapia k dispozícii, neexistuje jasná odpoveď, len že riešenia prídu a azda to bude čoskoro.

Vyštudovali ste chémiu, ako ste sa dostali k vede a potom k cukrovke? Ovplyvnil vás niekto z rodiny, kto trpel týmto ochorením?

Keď som končil vysokú školu, pôvodne som rozmýšľal, že pôjdem robiť do priemyslu. Aj som si to trochu odskúšal, ale uvedomil som si, že ma bude zrejme viac baviť vedecká cesta. Keďže už ako študent vysokej školy som pracoval v Ústave polymérov Slovenskej akadémie vied, spoznal som vedecké zázemie polymérov na Slovensku. V roku 1986 som sa rozhodol ísť na doktorandské štúdium. K riešeniu témy cukrovky ma postupne posunul život. Prišli príležitosti, ktoré som, zdá sa, vedel využiť. Ako doktorand som sa dostal do Austrálie, kde som pracoval na Sydney univerzite v tíme významného profesora. Tento pobyt mi pomohol  zorientovať sa vo vedeckom svete a utvrdil ma, že sa veda pre mňa stane povolaním na celý život. Ten pobyt mi tiež umožnil dostať sa do kontaktu s významnými pracoviskami v polymérnej vede vo svete. Po obhájení doktorandskej práce som dostal pozvanie pracovať na pracovisku, ktoré sa zaoberá polymérnou vedou, v Štrasburgu vo Francúzsku. Po ukončení pobytu ma pozvali na Vanderbilt univerzitu v Nashville, kde som začal robiť na téme enkapsulácie ostrovčekov pre liečbu cukrovky. Zo začiatku som úlohy spojené s témou bral ako vedecký a technický problém, ktorý musím vyriešiť. Postupne sa téma pre mňa stala životným poslaním. V zahraničí sme sa však s manželkou nechceli zostať natrvalo, po piatich rokoch života v rôznych krajinách, v čase keď naše deti mali začať chodiť do školy, sme sa vrátili na Slovensko.

Ste vedúcim Oddelenia pre výskum biomateriálov v Ústave polymérov Slovenskej akadémie vied. Vediete veľa projektov, ako sa vám darí zvládať toľko úloh naraz. Nezasahuje vám to do rodinného života?

Dve funkčné obdobiach – teda v rokoch 2010 až 2018 –  som bol  riaditeľom Ústavu polymérov SAV. Podarilo sa mi počas toho obdobia udržať si vedecké aktivity, spolupráce a projekty, aj keď to bolo náročné. Teraz, keď vediem spomínané oddelenie, ubudli mi administratívne povinnosti a zodpovednosť za chod ústavu. Náš tím má okolo dvadsať členov – vedeckých, vedecko-technických a technických pracovníkov aj doktorandov. Väčšina terajších aktivít sa týka zabezpečenia projektov i finančných prostriedkov pre našu prácu, a tiež zabezpečenia zmysluplných spoluprác doma a v zahraničí. Mojou kľúčovou témou je liečba cukrovky enkapsulovanými ostrovčekmi. Popri tejto téme sa tiež venujem štúdiu kinetiky prípravy polymérov radikálovou polymerizáciou. V rámci projektu mám rozvinutú dvadsaťročnú spoluprácu so zahraničnou chemickou firmou. Tieto a iné aktivity spojené s vedeckou prácou ma stále vyťažujú na „plný úväzok“. Práca doma, niekedy do hlbokej noci, je bežná. Avšak treba povedať, že takýto životný štýl nie je v živote vedca výnimočný. S manželkou musíme dopredu plánovať víkendy len pre seba a bez pracovných povinností. Ona je tiež zaneprázdnená. Vyštudovala chémiu, dlhé roky však pracuje v pozícii projektovej manažérky. Okrem toho sa venuje koníčku, psíkom. Má chovnú stanicu a zároveň vedie „cvičák“ na tréning psov. Môj oddych je aktívny – dominuje v ňom bicyklovanie hlavne v Malých Karpatoch. S manželkou väčšinu spoločného času trávime v prírode. Tento rok sa nám podarilo urobiť niekoľko nádherných túr.

 

Pankreatické ostrovčeky:

Nachádzajú sa v pankrease, no tvoria tvarovo i funkčne odlišné časti. V dospelom pankrease je ich roztrúsených okolo jedného milióna. Hmotnostne zaberajú len 2 – 3 percentá váhy pankreasu. Od ostatného tkaniva pankreasu je každý ostrovček oddelený tenkým väzivovým puzdrom. Medzi bunkami prebiehajú krvné sínusoidy, ktoré zásobujú ostrovčeky veľkým množstvom krvi. Na rozdiel od zvyšku pankreasu, ktorý produkuje tráviace enzýmy do dvanástnika, bunky pankreatických ostrovčekov produkujú hormóny do krvi. Medzi týmito hormónmi je aj veľmi dôležitý hormón inzulín, ktorý zabezpečuje stabilnú koncentráciu cukru v krvi. Cukrovkári I. typu majú poškodené pankreatické ostrovčeky, ktoré strácajú schopnosť produkovať inzulín. Do určitej miery ide aj o zdedené ochorenie, ale aj vírusy a chemikálie môžu vyvolať túto poruchu.

- - Inzercia - -