Ląstelė – kaip miestas, molekulės – kaip žmonės: FTMC doktorantė Ernesta Vitulskienė dalyvaus „Tyrėjų Grand Prix 2026“ finale

Pažangią ankstyvąją vėžio diagnostiką kurianti FTMC Molekulinių darinių fizikos skyriaus doktorantė Ernesta Vitulskienė kovo 29 d. varžysis garsiausio Lietuvoje mokslo populiarinimo konkurso „Tyrėjų Grand Prix“ finale.

10 jaunųjų mokslininkų iš įvairių institucijų per 4 minutes scenoje turės vaizdžiai ir suprantamai pristatyti savo atliekamus darbus bei jų reikšmę visuomenei.

„Manau, tokie konkursai ypač naudingi doktorantams. Be to, labai svarbu, kad visuomenė geriau suprastų, ką daro mokslininkai ir kodėl jų tyrimus verta remti“, – sako FTMC atstovė.

Kodėl svarbu „sekti“, ką veikia molekulės

Ernestos disertacijos tema – „Biologinių makromolekulių erdvėlaikinė dinamika: nuo pritaikytų mikroaplinkų iki gyvų ląstelių“. Ji su kolegomis kuria naujos kartos diagnostiką gimdos kaklelio vėžiui nustatyti: naudodami pažangius mikroskopus, mokslininkai ieško skirtumų tarp sveikų ir vėžinių ląstelių – ir bando tai pamatyti kuo ankstyvesnėje stadijoje.

Kad geriau suprastume kas vyksta žmogaus ląstelėse tyrimo metu, doktorantė kviečia įsivaizduoti didelį miestą, matomą iš aukštai.

„Jei turėtume galingus žiūronus ir priartintume vaizdą tiek, kad matytume konkretų pasirinktą vieną žmogų, galėtume sekti, kur jis vaikšto, kur sustoja, kiek laiko ten praleidžia, ir stebėti visą jo kelionę.

Būtent tą ir darome pavienių molekulių ypač aukštos skiriamosios gebos mikroskopijoje. Gyva ląstelė šiuo atveju būtų tarsi didelis miestas, o mes sekame jo „žmones“ – atskiras molekules – ir stebime, kaip jos juda ląstelėje“, – paaiškina E. Vitulskienė.

Ji tiria įvairias molekules, kurių „elgsena“ nusako svarbius procesus, iš kurių vienas aktualiausių – vėžio susidarymas: kai ląstelė tampa vėžine, joje vyksta molekuliniai pokyčiai. Pavyzdžiui, ji gali pradėti gaminti neįprastai daug tam tikrų baltymų, vietoje kelių ar keliolikos molekulių jų gali atsirasti tūkstančiai ir pan. Dėl to sutrinka normali ląstelės veikla.

(Dokt. Ernesta Vitulskienė. Gabrieliaus Mackevičiaus / FTMC nuotr.)

„Naudodami mūsų tyrimo metodiką (žymėjimą, mikroskopiją ir duomenų analizę) galime pamatyti net ir vieną vienintelę molekulę, suskaičiuoti, kiek tokių molekulių ląstelėje yra, ir stebėti jų judėjimą. Vėžinėse ląstelėse molekulės gali pradėti sąveikauti kitaip, judėti greičiau, lėčiau arba visai sustoti. Mes galime matyti šiuos pokyčius ir lyginti, kaip tos pačios molekulės elgiasi sveikose bei vėžinėse ląstelėse.

Dažnai kituose tyrimuose matomas tik bendras vaizdas arba vidurkis, o mūsų metodas yra labai jautrus: galime analizuoti kiekvieną molekulę atskirai. Pavyzdžiui, gali paaiškėti, kad trečdalis jų juda labai greitai, kitas trečdalis – labai lėtai, ir būtent šie skirtumai, kurie negali būti atskleisti jokiais kitais metodais, suteikia vertingos informacijos“, – pasakoja Ernesta.

Tam, kad pavienės molekulės būtų matomos mikroskopui, neužtenka vien pro jį pasižiūrėti: prie molekulių yra prijungiami tam tikri švytintys baltymai arba antikūnai – fluorescuojančios žymės. Grįžtant prie miesto įvaizdžio, tai būtų tarsi ryškiai šviečianti kepurė, uždėta vienam žmogui: tuomet galima jį lengvai išskirti minioje ir stebėti jo judėjimą.

Pasak jaunosios mokslininkės, vienas svarbiausių jos vystomo metodo privalumų yra tai, kad tokius pokyčius galima aptikti labai anksti. Dažniausiai liga nustatoma tada, kai jau pasireiškia simptomai – tuo metu pavienių molekulių sekimas atveria platesnių galimybių ankstyvai diagnostikai ir geresniam ligos suvaldymui:

„Šiuo metu egzistuojantys diagnostikos metodų jautrumas nėra labai aukštas, todėl tik kai molekulių skaičius tampa didelis, jau galima aptikti pokyčius. Nei vienas iš egzistuojančių metodų neleidžia matyti, kaip jos elgiasi. Mes siekiame stebėti gyvas ląsteles ir aktyvias molekules realiu laiku.“

(Dokt. Ernesta Vitulskienė. Gabrieliaus Mackevičiaus / FTMC nuotr.)

Pirmieji žingsniai

Ernesta prisideda prie jungtinės FTMC ir Vilniaus universiteto gyvybės mokslų centro (VU GMC) tyrėjų komandos, kurios kiti nariai – dr. Marijonas Tutkus, Aurimas Kopūstas, Mohammad Nour Alsamsam, dr. Guoda Žukienė, dr. Švitrigailė Grincevičienė, dokt. Mantas Žvirblis, dokt. Agnė Kvietkauskaitė, dr. Jurgita Matulienė ir prof. dr. Daumantas Matulis. Komanda bendradarbiauja su VU GMC Biotermodinamikos ir vaistų tyrimų skyriumi tyrinėjant gimdos kaklelio vėžio mėginius, kurių gauna iš klinikų.

Mokslininkai sieks nustatyti, kaip tuose mėginiuose juda karboninė anhidrazė – baltymas, kuris padeda reguliuoti ląstelės pH.

„Vėžinėse ląstelėse šio baltymo dažnai padaugėja, o veikimas pakinta. Dėl šių pokyčių aplink ląstelę susiformuoja vėžinė aplinka: rūgštinis pH už ląstelių ardo aplinkinius audinius ir ekstraląstelinį matriksą (tarp ląstelių esantį užpildą), sukuriamos palankesnės sąlygos navikui augti ir vėžinėms ląstelėms metastazuoti, o sveikoms ląstelėms tampa sunkiau funkcionuoti“, – paaiškina E. Vitulskienė. 

Pasak pašnekovės, šie atliekami tyrimai daugiausia yra fundamentiniai, t. y. labiau ieškoma atsakymų į klausimą „kaip tai veikia“, o iki realaus pritaikymo medicinos įstaigose dar lieka nemažai žingsnių. Tačiau jau pasiekta svarbių rezultatų – pavyzdžiui, Ernestai pavyko surasti būdą, kaip reikšmingą karboninės anhidrazės baltymą pažymėti taip, kad jį būtų galima stebėti mikroskopu. Mokslininkė sako, kad tai nebuvo paprasta užduotis, nes kartais šio baltymo būna tiek daug, jog pradeda šviesti visa ląstelė, ir tik pritaikius naujoviškus žymenis tampa įmanoma atskirti pavienes molekules.

„Tai pat pavyko optimizuoti sąlygas ir atlikti pirmuosius stebėjimus. Fiksuojame tūkstančius vaizdų, kuriuos vėliau analizuoja algoritmai. Galime matyti individualias molekules, jų judėjimo trajektorijas ir analizuoti jų judėjimo tipą ląstelėje. Man buvo labai įdomu pamatyti, kad dalis pažymėtų molekulių nukeliauja gan didelius atstumus, o kitos beveik nejuda. Tai iš karto kelia papildomų klausimų ir atveria naujų tyrimų krypčių“, – pasakoja jaunoji mokslininkė.

Ji priduria, kad pavienių molekulių mikroskopija naudojama ne tik jos srityje, bet ir gerokai plačiau: taip pat galima tirti bakterijas ir daugelį kitų biologinių sistemų. Jeigu pavyktų gerai suprasti skirtumus tarp sveikų ir vėžinių ląstelių, toks metodas galėtų būti universalus ir taikomas ne tik gimdos kaklelio, bet ir kitų vėžio susirgimų diagnostikoje.

(Dokt. Ernesta Vitulskienė. Gabrieliaus Mackevičiaus / FTMC nuotr.)

Net ir maži darbai yra prasmingi

Apie visa tai – tik gerokai trumpiau – E. Vitulskienė papasakos „Tyrėjų Grand Prix 2026“ finale susirinkusiems žiūrovams ir vertinimo komisijai. Dalyvauti tokiame formate doktorantę paskatino jos mokslinio darbo vadovas, FTMC Molekulinių darinių fizikos skyriaus mokslininkas dr. Marijonas Tutkus. Ernesta dalijasi, kad viešasis kalbėjimas jai yra iššūkis, todėl norėjosi išeiti iš komforto zonos ir įveikti šią baimę.

„Man labai patinka tai, kad konkurse dalyviai nepaliekami vieni – jie gauna mentorių pagalbą. Vieni duoti patarimų dėl kvėpavimo ir sceninio jaudulio suvaldymo, tobulinti kalbą, pasakojimo struktūrą ir turinį. Šios žinios man pravers ne tik finale, bet ir ateityje, pristatant savo tyrimus kolegoms ar mokslinėse konferencijose.

Manau, tokie konkursai ypač naudingi doktorantams. Be to, labai svarbu, kad visuomenė geriau suprastų, ką daro mokslininkai ir kodėl jų tyrimus verta remti. Tiesą sakant, ir giminės bei draugai gana dažnai paklausia, kuo užsiimu, todėl ši praktika pravers ir tokiems pokalbiams“, – šypsosi „Tyrėjų Grand Prix“ finalininkė.

Ji priduria, kad papildomos motyvacijos prieš lipant į sceną jai prideda tai, kad, dirbdama vėžio srityje, ji stipriai jaučia savo darbo prasmę:

„Galbūt aš pati nesukursiu naujo vaisto ar gydymo metodo, tačiau tikiu, kad mano surinkti duomenys papildys bendrą žinių lauką apie šiuos procesus. Tos žinios gali būti naudingos kitiems pasaulio mokslininkams, kurie ateityje kurs naujus diagnostikos ar gydymo būdus. Todėl tikiu, kad net ir nedidelis indėlis gali tapti svarbia didesnio progreso dalimi.“

FTMC doktorantės „Tyrėjų Grand Prix“ konkursą yra laimėjusios dukart: 2022 m. pirmąją vietą iškovojo fizikė Karolina Maleckaitė-Mačiulė, 2023 m. nugalėjo chemikė Raimonda Bogužaitė. Nuo to laiko FTMC atstovų finale nebuvo – iki šių metų. Ar Ernestai Vitulskienei pavyks užlipti ant nugalėtojų pakylos, sužinosime jau spalio 29 d.

Daugiau informacijos apie konkursą ir bilietų pardavimas – paspaudus šią nuorodą.

Parengė Simonas Bendžius