Gaasplasma võib aidata tulevikus vähktõbe ravida

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Olulised vähirakke tapvad ühendid on vesinikperoksiid ja hüpokloorishape. Autor/allikas: WellcomeImages/(CC BY-NC-ND 2.0)

Vähk on Eestis surmapõhjusena südame-veresoonkonnahaiguste järel teisel kohal ja seetõttu on uute tõhusamate ravimeetodite leidmine väga oluline. Üks paljutõotav võimalus on madalatemperatuurilise gaasplasma kasutamine, kirjutab Tartu Ülikooli inimese füsioloogia kaasprofessor Sirli Raud.

Tänapäeva arenenud ühiskonnas on vähktõve esinemissagedus tõusuteel. Seda seletatakse mitmesuguste teguritega, näiteks keskmise eluea pikenemise, füüsilise aktiivsuse vähenemise, keskkonna saastumise jms .

Praegu on üks sagedaseim ravimeetod keemiaravi. Kahjuks pole paljud kemoterapeutikumid kuigi valivad – lisaks vähirakkudele tapavad need ka terveid kiiresti paljunevaid rakke. Seetõttu esinevad keemiaraviga sageli tõsised kõrvalmõjud, nagu kiilaspäisus, seedetrakti limaskesta haavandid, vereliblede vähesus jt . Neid kõrvalmõjusid taluvad patsiendid halvasti, sest need vähendavad oluliselt haigete elukvaliteeti ning võivad mõjutada ka nende ravisoodumust ja ravivalikuid.

Madalatemperatuurilise plasma võime tappa valikuliselt vähirakke avastati 2007. aastal üsna juhuslikult. See oli avapauk suurele hulgale kõrgetasemelistele uuringutele, mis valdavalt on näidanud plasmateraapia perspektiivikust erinevate kasvajate puhul. Nendes töödes on plasmaallikas tavaliselt plasmajuga, mille korral süüdatakse plasma umbes ühe millimeetrise läbimõõduga kvartstorus kõrges elektriväljas ning inertgaasi, näiteks heeliumi- või argoonivoos.

Torust väljudes reageerivad plasmaosakesed õhu koostisesse kuuluvate molekulidega ning edasi ka rakke ümbritseva vedeliku molekulidega. Selle käigus moodustuvad vedelikus reaktiivsed hapniku-, halogeeni- ning lämmastikuosakesed nagu näiteks osoon, vesinikperoksiid, hüpokloorishape, nitritioon, nitraatioon jt . On ka näidatud, et kui vett töödelda plasmaga ja hiljem lisada töödeldud vett rakkudele, siis on sellel samuti vähirakke hävitav toime.

Praeguste arusaamade kohaselt tuleneb rakke tappev toime plasma tekitatud reaktiivsete osakeste mõjust. Aga endiselt pole teada, millest tuleneb osakeste erinev mõju vähirakkudele ja tervetele rakkudele. Seda on püütud seletada mitmete hüpoteesidega.

  • Vähirakkudes on reaktiivsete hapnikuosakeste sisaldus võrreldes tervete rakkudega kõrgem juba enne plasmatöötlust ja seepärast arvatakse, et vähirakud ei suuda toime tulla plasma tekitatud reaktiivsete osakeste lisavooga.
  • Plasma tekitatud reaktiivsed osakesed saavad kergemini vähirakku difundeeruda, kuna nende difusiooni soodustavate rakumembraani struktuure, akvaporiine on vähirakkudes rohkem kui tervetes.
  • Vähirakud on reaktiivsete osakeste rakumembraani kahjustava toime suhtes tundlikumad kui terved rakud, sest nende rakumembraanis on vähem kolesterooli.
  • Eeltoodud tegurid võivad põhjustada immuunogeenset rakusurma. Plasmatöötluse mõjul toodavad vähirakud markereid, mis vallandavad organismi immuunvastuse ja selle tulemusena rünnatakse ka neid vähirakke, mis ei ole plasma tekitatud reaktiivsete ühenditega otseselt kokku puutunud. Sel viisil piisab plasmaravi korral ühest ründepunktist ja organismi immuunsüsteem teeb ülejäänud töö kasvajarakkude hävitamiseks terveid rakke kahjustamata.

Teine kriitilise tähtsusega küsimus on erinevate plasma tekitatud reaktiivsete osakeste bioloogiline roll. Seda pole lihtne välja selgitada, sest nagu eespool märgitud, tekitavad plasmaosakesed õhumolekulidega reageerides palju erinevaid reaktiivseid ühendeid.

Vedelike töötlemisel plasmaga on võimalik tekitada vähirakke hävitavaid reaktiivseid ühendeid. Autor/allikas: Sirli Raud

Viimastel aastatel on antud teemaga aktiivselt tegelenud Tartu Ülikooli teadlased bio-ja siirdemeditsiini instituudist ja füüsika instituudist. Eesti Teadusagentuuri grandi "Plasmaproduktide mõju kasvajarakkude elulemusele" raames ehitasid plasmafüüsikud ainulaadse plasmareaktori, mis võimaldab oluliselt paremini kontrollida plasma poolt tekitatavate reaktiivsete osakeste koosseisu vedelikus.

Nii näiteks on võimalik tekitada ainult reaktiivse hapniku- või halogeeniosakesi ilma lämmastikuühenditeta. Koostööprojektis selgus, et olulised vähirakke tapvad ühendid on vesinikperoksiid ja hüpokloorishape. Seejuures on erinevate vähitüüpide tundlikkus nendele ühenditele erinev.

Näiteks nahavähi rakuliini M21 puhul toimivad efektiivselt nii vesinikperoksiid kui ka hüpokloorishape. Samas munasarjavähi rakuliini, SKOV-3, mis on praktiliselt tundetu vesinikperoksiidi suhtes, saab hävitada hüpokloorishapet sisaldava vedelikuga. Reaktiivsed lämmastikuühendid isegi suurendavad teatud tingimustel vähirakkude vastupanuvõimet plasmatöötlusele.

Uuringutest rakuliinidega inimeste ravimiseni on veel pikk tee, kuid algus on tehtud. Teadustöö järgmiste sammudena plaanime uurida plasma tekitatud reaktiivsete osakeste ja nanoosakeste koosmõju vähirakkudele ja ka vähi loommudelitele.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: