Būt daļai no tīkla

Šādu salīdzinājumu lieto Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Vispārīgas ķīmijas tehnoloģijas institūta direktors, vadošais pētnieks un Baltijas Biomateriālu ekselences centra (BBEC) projekta vadītājs Jānis Ločs, skaidrojot, kāpēc zinātnē liela uzmanība jāvelta starptautiskai sadarbībai un profesionāļu tīkla veidošanai. Viņš ir Skandināvijas Biomateriālu asociācijas valdes loceklis un darbojas Eiropas biomateriālu asociācijas jauno zinātnieku forumā, līdz ar to viņa vārdiem par ieguvumiem no tīklošanās nav tukša skaņa.

Izdrukāt rezerves daļas

Pētījumi un izstrādnes, radot biomateriālus, ar ko aizvietot bojātos cilvēka audus un orgānus, piemēram, kaulaudus, RTU sekmīgi notiek jau gadiem. Sadarbībā ar Rīgas Stradiņa universitāti (RSU) sintētiski biomateriāli, kas saaug ar kaulu, tiek eksperimentāli lietoti stomatoloģijā, sejas un žokļa ķirurģijā, bet sadarbībā ar Rīgas 2. slimnīcu notiek pētījumi par osteoporotiskā kaula pastiprināšanu lūzumu gadījumos, kuros RTU izstrādātie materiāli tiek lietoti lielo kaulu lūzumu operatīvā terapijā. Jaunu lietojumu materiāliem plānots meklēt arī sadarbībā ar Traumatoloģijas un ortopēdijas slimnīcu. Kā salīdzina J. Ločs, «cukuram nav tikai viena funkcija — saldināt tēju. Ir arī citas funkcijas, iespējams, kāda no tām ir daudz vērtīgāka par tējas saldināšanu.» Tādēļ sadarbībā ar Traumatoloģijas un ortopēdijas slimnīcu varētu tikt meklēts risinājums biomateriālu izmantošanai situācijās, kad nepieciešams ievietot implantu, piemēram, nomainot gūžas protēzes, ir radies iekaisums, nelabvēlīga vide.

Vispārīgas ķīmijas tehnoloģijas institūtā ietilpstošajā Rūdolfa Cimdiņa Rīgas Biomateriālu inovāciju un attīstības centrā izstrādāti dažāda sastāva un lietojuma biomateriāli, tai skaitā kompleksi bionoārdoši materiāli ar zāļu piegādes īpašībām. Tie nodrošina lokālu medikamentu, piemēram, antibiotiku, piegādi pēc manipulācijām. Tā ir tendence biomateriālu pētniecībā un attīstībā ne tikai Latvijā, saka J. Ločs un min vēl vairākas aktualitātes. «Medicīnas zinātnes un bioloģija gūst arvien lielāku izpratni par to, kā šūnas savā starpā «sarunājas», kā cita citai dod signālus. Materiāli, ko izstrādājam mēs, darbojas kā pamatne, kam virsū var uzsēt mazas molekulas, lai pastāstītu citām šūnām, kur jānāk. Sarežģītība rodas faktā, ka katrs organisms atšķirīgi reaģē uz komunikāciju. Jautājums — kā kontrolēt, kā paredzēt, ko šūnas atbildēs,» viņš pauž. Materiālzinātniekiem vieniem ar šādiem izaicinājumiem grūti tikt galā, tāpēc pētījumi kļūst arvien starpdisciplinārāki.

Vēl viena aktualitāte — biomateriālu 3D drukāšana. Šī sfēra attīstās, lai arī to ierobežo Eiropas Savienības (ES) regulējums par materiāliem, ko drīkst izmantot. Tirgū ir pieejamas tehnoloģijas metāla izstrādājumu drukāšanai, taču metāls uz mūžu paliek organismā, nenoārdās. Noārdošu materiālu drukāšanā ir lielas attīstības iespējas. Jārod gan atbilde uz jautājumu, kā 3D drukātas cilvēka rezerves daļas saglabāt sterilas. No reglamentējošā viedokļa vieglāk būtu detaļas drukāt operāciju zālē, jo tad tās nebūtu jātransportē, mazinātos riski, saka pētnieks. Jautājums ir arī par to, kādu tinti izmantot. RTU zinātnkieki sadarbībā ar ārvalstu partneriem strādā pie tinšu sastāva izstrādes, uzmanības lokā ir hialuronskābe.

Būt līdzās, nevis aiz muguras

J. Ločs neslēpj, ka Latvija šobrīd nedaudz atpaliek no Eiropas 3D drukas iespēju pētniecībā un izmantošanā biomateriālu izstrādē, kas saistāms ar ierobežotiem līdzekļiem. Lai sasniegtu augstāku līmeni, iecerēts iegādāties 3D printeri un jaunos speciālistus sūtīt stažēties pie ārvalstu partneriem. Šādi netiktu zaudēti vairāki gadi, kas nepieciešami tehnoloģijas aprobācijai.

J. Ločs šobrīd vada starptautisku projektu Baltijas Biomaterialu ekselences centrs (BBCE). BBCE izveides pamatā ir ciešāka sadarbība un zināšanu apmaiņa ar vietējiem un ārvalstu partneriem, un industriju, apvienojot kompetences un attīstot biomateriālu nozari. Baltijas Biomateriālu ekselences centrs ir ES Apvārsnis 2020 pētniecības finansēts projekts. Projekta realizācijā iesaistīta starptautiska zinātnieku komanda no Šveices AO Research Institute Davos, Vācijas Fridriha- Aleksandra Erlangenas-Nirnbergas universitātes Biomateriālu centra, RTU Rūdolfa Cimdiņa Rīgas Biomateriālu inovāciju un attīstības centra, Rīgas Stradiņa universitātes (RSU), RSU Stomatoloģijas institūta un Latvijas Organiskās sintēzes institūta. Ekselences centriem no ES paredzēts finansējums nevis pētījumu veikšanai, bet atbalstam, piemēram, iespējai piesaistīt ārvalstu pēcdoktorantus un doktorantus, solot tiem konkurētspējīgu atalgojumu. «Šobrīd ārvalstu pētnieki reti brauc stažēties uz Latviju. Ja mums būtu finanšu līdzekļi, varētu izsludināt starptautisku konkursu ar konkurētspējīgu atlīdzību. Tā būtu zināšanu apmaiņa — mēs mācītos no ārvalstu pētnieka, viņš no mums. Pēc diviem vai trim gadiem, kad pētnieks aizietu prom, mēs piedāvātu vietu citam. Varbūt pēc gadiem desmit šis zinātnieks būs dekāns Oksfordas Universitātē un atcerēsies pieredzi Latvijā, viņa CV tas būs rakstīts. Tas celtu mūsu starptautisko popularitāti un ļautu veidot aģentu tīklu. Ārvalstīs šī filozofija ir daudz izplatītāka,» teic J. Ločs. Turklāt regulāra starptautisku pētnieku uzņemšana vairotu arī biotehnoloģijās komptetento speciālistu loku, iespējams, ļaujot Latvijai kļūt par investoriem interesantu tirgu, kur varētu tapt arī kāda biomateriālu ražotne.

Pārņemot kolēģu un sadarbības partneru pieredzi, iespējams arī neatkārtot iepriekš pieļautās kļūdas un ātrāk virzīties uz mērķi. Statistika rāda, ka mēs strādājam ar zemāku efektivitāti; tas saistīts arī ar to, ka mēs nepasakam citam, ko un kā darīt, lai nonāktu ātrāk pie risinājuma. Lai to mainītu, iecerēts veidot elektroniskās studentu darba grāmatas, kas uzkrās informāciju par pētījumu gaitā paveikto un ļaus to izmantot citiem pētniekiem. «Bakalaura, maģistra darbu izstrādātājiem pēc studiju beigšanas pieraksti paliek, bet tos ir grūti izlasīt. Pašos darbos ir pērles, melnais darbs neparādās, bet pierakstu kladēs vajadzētu būt pilnīgai informācijai,» stāsta pētnieks. Informācijas apmaiņai ar kolēģiem vērtīgi ir arī apmeklēt dažādus seminārus, konferences. J. Ločs neslēpj — tīklošana prasa laiku.

Skar arvien vairāk

Impalntu tehnoloģijas un metodes ir augošs tirgus, kam rasti vairāki iemesli — kopumā pasaulē palielinās iedzīvotāju skaits, palielinās dzīves ilgums, līdz ar to nepieciešamība arī dzīves izskaņu pavadīt pilnvērtīgi, paralēli palielinās arī finanšu iespējas un medicīnas tehnoloģiju pieejamība. Vienlaikus arvien agrākā vecumā cilvēkiem tiek diagnosticētas dažādas slimības, piemēram, osteoporoze un infarkts, gūžu endoprotēzes tiek ievietotas arvien jaunākiem cilvēkiem. Pētījumi atklāj — jo jaunāks pacients, jo implants ātrāk nolietojas. Tas skaidrojams ar to, ka jaunie pacienti ir fiziski aktīvāki. Te atkal paveras pētniecības lauks — ir sarežģīti nomainīt biomateriālu implantus, kas saaudzis ar ķermeni.

Dzīves ilgumam pagarinoties un sabiedrībai kā Latvijā, tā Eiropā novecojot, ļoti būtiska ir visdažādāko slimību agrīna diagnostika un terapija. «Vēzis un demence ir šajā brīdī akūtākās slimības, jo saistās ar vecumu. Vēzis lielā mērā ir vecuma slimība, protams, to nevar attiecināt uz visiem vēža tipiem, bet daudziem. Pavasarī atgriezos no Amerikas, kur piedalījos ASV vēža pētniecības asociācijas sanāksmē. Pirms gadiem piecpadsmit tā bija diezgan neliela sanāksme, šogad Čikāgā lielā konferenču centrā pulcējās ap 20 tūkstošiem reģistrētu dalībnieku,» pētniecības aktualitāti iezīmē Alvis Brāzma, Eiropas Molekulārās bioloģijas laboratorijas (EMBL) vadošais pētnieks un laboratorijā ietilpstošā Eiropas Bioinformātikas institūta (EMBL-EBI) Gēnu ekspresijas nodaļas vadītājs. EMBL ir Eiropas vadošā dzīvības zinātņu laboratorija, tā ir starpvaldību organizācija ar vairāk nekā 80 neatkarīgām pētniecības grupām. Viens no EMBL darbības mērķiem ir Eiropas dzīvības zinātņu integrācija, nodrošinot zinātniekiem un studentiem iespējas praktizēties pētniecībā. Latvijas dalība EMBL paplašinātu iespējas Latvijas doktorantiem studēt šajā laboratorijā, kā arī Latvijas zinātniekiem piedalīties augstākā līmeņa starptautiskajos pētījumos, ieskaitot iespējas pieteikties grantiem Eiropas Pētniecības padomē. Dalība EMBL dotu iespēju arī piedalīties laboratorijas padomes sēdēs, ļaujot labāk izprast aktuālos pētniecības virzienus un potenciālās sadarbības, viņš teic. Protams, pastāv risks, ka kāds EMBL pētījumos iesaistīts Latvijas students un zinātnieks nesteigtos uzreiz atgriezties dzimtenē, taču, pat paliekot ārpus Latvijas, viņi veidotu vienotu zinātnieku tīklu, kam ir liela nozīme zinātnes attīstībā, finansējuma piesaistē un zināšanu pārnesē. «Vienīgais veids, kā šo informāciju un pieredzi gūt, ir vairāk bružāties Eiropas zinātnes elites aprindās,» viņš uzskata.

Līdzdalība starptautiskās pētniecības organizācijās jāvērtē arī no drošības stiprināšanas rakursa, uzsver A. Brāzma. Proti, saikne ar starptautiskām zinātnes organizācijām stiprinās Latvijas zinātnes sabiedrības tēlu, palīdzēs veidot kontaktus dažādos līmeņos un dažādās sabiedrībās. Pagaidām Latvijas un latviešu izcelsmes zinātnieku tīkls, viņa vērtējumā, ir plāns un vēl ir daudz darāmā, lai «Latvija dziļāk integrētos Eiropas zinātnē».

«Cik fiziķiem ir svarīga dalība Eiropas Kodolpētniecības organizācijā (CERN), kur Latvija gatavojas iesaistīties, tik biologiem un mediķiem svarīga ir EMBL,» pauž A. Brāzma, aicinot apsvērt Latvijas dalību tajā vai ar to saistītās organizācijās.

Kopš 2015. gada Lietuva ir potenciālā dalībvalsts, kas ļauj tai piekļūt laboratorijas pakalpojumiem un programmām, kā arī piedalīties laboratorijas padomes sēdē novērotāja statusā. Savukārt Igaunija ir Eiropas dzīvības zinātņu bioloģiskās informācijas infrastruktūras ELIXIR dalībniece. Kā saka A. Brāzma, «iesaistīties starptautiskajā bioinformātikas apritē ir vieglāk nekā citās nozarēs, jo nav nepieciešami lieli kapitālieguldījumi. Bioinformātika ir vairāk bitu un baitu nekā atomu un molekulu pasaule. Tāpēc nekas daudz vairāk par datoru un internetu nav vajadzīgs.»

Pieaug bioinformātikas loma

Dzīvības zinātnēs arvien lielāka loma ir bioinformātikas metodēm, datu analīzei. Viens no Eiropas Bioinformātikas institūta darbības virzieniem ir vēža genoma pētniecība, lai saprastu, kādas izmaiņas vēža genomos notiek, kā tās klasificēt, kādi ir potenciālie molekulārie mehānismi, kas no izmaiņām genomā noved līdz vēzim un kā šīs zināšanas potenciāli izmantot terapijā, stāsta A. Brāzma.

«Onkoloģisko saslimšanu pamatā ir šūnu nevēlēšanās pakļauties organisma kontrolei. Tās vairs nav kontrolējamas un sāk augt, «strādāt» savā labā. Visos daudzšūnu organismos, ieskaitot cilvēku, ir dažādi mehānismi, kas šūnām, cenšoties iziet ārpus kontroles genomu mutācijas dēļ, liek, tā teikt, izdarīt pašnāvību. Un tāpat ir dažādi ceļi, kā šūnas no šiem mehānismiem mēģina izvairīties. Molekulārā vēža pētniecības ideja ir saprast, kādi ir potenciālie ceļi, ko šūnas izvēlas, lai izvairītos no pašnāvības, un kā tos bloķēt,» izmantojot vienkāršus salīdzinājumus, skaidro A. Brāzma. Viņš ir pārliecināts, ka tuvāko desmit piecpadsmit gadu laikā 80—90 % vēža tipu būs ārstējami, iespējams, tā saglabāsies kā hroniska saslimšana, tomēr nebūs letāla un arī dzīves kvalitāte slimniekiem tik ļoti necietīs.