Kodėl verta tirti aminorūgštis?
Dauguma mūsų yra girdėję apie tokius kraujo rodiklius kaip CRB, gliukozė ar kreatininas. Daug mažiau žinomi yra diagnostiniai aminorūgščių matavimai. Žmogaus organizmas baltymų sintezei naudoja 20 pagrindinių aminorūgščių, jų pokyčiai siejami su raumenų būkle, dislipidemija, cukriniu diabetu, širdies nepakankamumu, nėštumo komplikacijomis. Pavyzdžiui, 100 000 žmonių įtraukęs tyrimas parodė, kad šakotosios grandinės aminorūgštys stipriai siejamos su raumenų mase ir jėga, todėl gali būti sarkopenijos žymuo.
Aminorūgštys tiriamos retai – jų analizei reikalinga įranga, kvalifikuotas personalas ir ilgas mėginio paruošimo procesas. Atitinkamai, dėl nepakankamo tyrimų kiekio iki šiol nėra plačiai žinoma aminorūgščių klinikinė vertė. Susidaro uždaras ratas: mažai tyrimų – nežinoma vertė, nežinoma vertė – mažai tyrimų. Tokie ratai yra dažni transliaciniuose tyrimuose ir dažniausiai įveikiami tik sukaupus daug klinikinių duomenų, kuriems reikia išsamių ir brangių klinikinių tyrimų, dažnai įtraukiančių dešimtis tūkstančių pacientų. Paprastas ir greitas aminorūgščių matavimo būdas galėtų šį uždarą ratą nutraukti ir atverti naujas diagnostikos ir gydymo galimybes.
Nuo laboratorijos iki reanimacijos
„Idėja sukurti ir pritaikyti aminorūgščių matavimo technologiją gimė diskutuojant su gydytojais, o progą idėją įgyventi gavome, kai laimėjome Lietuvos mokslo tarybos (LMT) finansavimą pagal pasaulinio lygio mokslininkų grupių (SMART) programą“, – pasakoja šio projekto vadovas dr. Dalius Ratautas. „Tai leido sujungti mūsų, Bioanalizės skyriaus, mokslines kompetencijas su Santaros klinikų gydytojų klinikine praktika“, – teigia skyriaus vedėjas dr. Marius Dagys. Mokslininkų komanda sukūrė elektrocheminius jutiklius L-aminorūgštims, o gydytojai organizavo klinikinį tyrimą ir mėginių rinkimą, siekdami susieti klinikinius duomenis ir pacientų išeitis su aminorūgščių analizės rezultatais.
Pabaigus projektą buvo likę daug inžinerinio darbo siekiant sukurti realų prototipą. Taip gimė antrasis projektas, įgyvendintas pagal LMT Technologinės plėtros programą, kurio metu Vilniaus universitetas kartu su SensoLife (UAB „Bioanalizės sistemos“) sukūrė automatinį prietaisą, jungiamą tiesiai prie paciento kraujo hemodializės linijos, galintį automatiškai imti mėginius, kalibruotis, išsivalyti. Kilo nemažai inžinerinių iššūkių, pavyzdžiui, suderinti dviejų biojutiklių (aminorūgščių ir šlapalo) darbą vienoje sistemoje. Vėliau prietaisas buvo išbandytas Santaros klinikose. „Prieinama amino rūgščių analizė atvers naujas diagnostikos galimybes. Galėsime matyti, kaip jų pokyčiai atspindi gydymo korekcijas ir paciento būklę, o ateityje naudoti šią technologiją ir pasiekti geresnių gydymo rezultatų“ – komentuoja Santaros klinikų gyd. anesteziologas-reanimatologas Vaidas Vicka. Šis komandos pasiekimas buvo pripažintas kaip geriausias 2024 metų Vilniaus universiteto taikomasis mokslinis darbas.
Nuo laboratorijos iki kosmoso
Technologijos pritaikymas neapsiriboja ligonine – iš tikrųjų, neapsiriboja ir Žeme. „Aminorūgščių matavimas gali būti svarbus astronautų sveikatos stebėsenai, dėl reikšmingų pokyčių susijusių su raumenų masės netekimu“ – sako D. Ratautas. Į tai galėtų padėti atsakyti nuolatiniai aminorūgščių matavimai vietoje – kosminėje stotyje. Mokslininkų sukurta technologija buvo finansuota Europos kosmoso agentūros (ESA) tolesnei plėtrai kosmoso medicinos tyrimams. Kartu su ESA sistema adaptuojama taip, kad būtų tinkama kosmosui – mobili, nereikalaujanti buferinių tirpalų, mėginių skiedimo, bei tinkama naudoti ne laboratorijos specialistams. Technologija jau pakankamai išvystyta, kad galėtų matuoti aminorūgštis tiesiogiai iš žmogaus serumo, be laboratorijos poreikio. Komanda ką tik paskelbė rezultatus Biosensors & Bioelectronics – pasaulyje pirmaujančiame biojutiklių mokslo žurnale. Straipsnio pirmosios autorės – VU GMC studentės Deimantė Stakelytė (doktorantė) ir Estera Pelenytė (magistrantė) pabrėžia, kad ši technologija ir publikacija parodo aukštą GMC mokslo ir studijų lygį, kuris išugdo jaunųjų tyrėjų gebėjimus kurti sprendimus vertinamus tarptautinėje erdvėje.
Kur toliau?
Aminorūgščių biojutiklių kelias tik prasideda. Kitas žingsnis – paversti prototipus plačiai prieinamais diagnostikos įrankiais. Tai pareikalaus inžinerinių, gamybos, reguliacinių bei verslo problemų sprendimų. Tačiau vizija aiški: tie patys biojutikliai, kurie gali padėti pacientams intensyvios terapijos skyriuose, vieną dieną gali padėti saugoti astronautų raumenis kelionėse į Marsą.
Rezultatai publikuoti: Deimantė Stakelytė, Estera Pelenytė, Marius Butkevičius, Marius Dagys, Sandra Ortega Ugalde, Dalius Ratautas, “The Aminometer – a Finger-Sized Prototype for Total L-Amino Acid Measurements from Human Serum”, Biosensors & Bioelectronics 2025, https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117926
Tyrimus finansavo: Lietuvos mokslo taryba (Nr. S-TPP-23-3) ir Europos kosmoso agentūra (4000145870/24/NL/EH).
Turite klausimų ar norite bendradarbiauti? Susisiekite su dr. Daliumi Ratautu ()
 |
 |
 |
| VU GMC mokslininkų ir Santaros klinikų gydytojų komanda | Prietaisas jungiamas prie hemodializės linijos | Prototipas skirtas aminorūgščių matavimui kosmose |