Tuuli Käämbre on keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi (KBFI) bioenergeetika labori juhataja ja tema grupp uurib nii normaalsete kui ka vähirakkude bioenergeetikat ning vananemisprotsesse südamerakkudes. Lihtsalt öeldes uurivad nad seda, kuidas rakud oma energiat saavad ja milleks seda kasutavad.

Käämbre ja tema kolleegid mõõdavad, kuidas kasutavad rakud ja koed ATP-d (adenosiintrifosfaat) ehk molekuli, mis universaalselt suudab energiat talletada ja üle kanda ning mis osaleb raku ainevahetuses.

Kust energiat ammutada?

Erinevat tüüpi rakud kasutavad ATP-d erinevalt ja just selle pinnalt on võimalik kindlaks teha, kas tegu on normaalse või vähirakuga. Nimelt on rakud erinevalt organiseeritud: kõige organiseeritum on südamerakk, normaalne rakk on samuti hästi organiseeritud. Vähirakk on aga selline suhteliselt rumal rakk, mis püüab kontrollimatult paljuneda. Siiani arvati, et selleks paljunemiseks tarvitab ta glükolüüsi, aga tegelikult see asi väga tihti nii ei ole.

Glükolüüs on üks organismi ainevahetusradadest, milles lõhustatakse peamiselt glükoosi. See on aga suhteliselt väikese saagisega energia tootmise viis.

Ja nii ongi teadlased avastanud, et tegelikult kasutavad vähirakud hoopis suurema saagisega energia tootmise viisi ehk oksüdatiivset fosforüülimist. Seegi on üks raku ainevahetusradadest, kuid selles sünteesivad ensüümid ATP-d kahe koensüümi NADH ja FADH2 oksüdeerumise käigus vabanevast energiast. Ja see on juba oluliselt suurema energiasaagisega.

Käämbre selgitab, et kui vähirakul on tarvis ohjeldamatult paljuneda, peaks ta üritama võimalikult palju energiat toota. Nii ongi viimasel kümnendil tegeletud vähiraku bioenergeetika uurimisega koostöös PERHi onkoloogidega.

Selleks, et teada saada, kuidas normaalsete ja vähirakkude energiatarbimine erineb, uurivad teadlased kasvaja koe tükke, täpsemalt operatsioonidel patsiendilt eemaldatud kasvajaid.

Teada on, et näiteks rinna- ja soolevähi rakud tarbivad rohkem hapnikku kui terve kude kasvaja kõrval. Näiteks pärast operatsiooni on sageli väga oluline teada, kas see kude, mis jäi eemaldamata, on terve või on tegu juba vähirakkudega (muidugi tegelevad sellega haiglas edukalt ka patoloogid). Hapnikutarbimise mõõtmine annaks võimaluse sellele sõna otseses mõttes elutähtsale küsimusele vastus saada juba samal päeval mõne tunni jooksul.

Mida selle teadmisega teha?

On teada, et kasvaja, selleks et ta saaks kasvada ja hästi elada, vajab hapniku tarbimiseks veresooni. Veresoonte loomist või hapnikutarbimist pärssides on võimalik piirata ka kasvaja elutegevust.

„Meie saaksime määrata kohe kasvaja hüpoksia- ehk hapnikupuuduse tundlikkuse,“ selgitab Käämbre. See tähendab, et oleks võimalik kasvajat vastavalt ravida. „Kui kasvajal on väga kõrge hapnikutarbimine, on võimalik seda kiiresti tuvastada ja lasta patsiendile ravi määrata.“

Kuid see on bioenergeetika rakendusvõimalus ravis, diagnostikas ei saa seda meetodit kasutada, küll aga näiteks saab analüüsida, kas välja lõigatud kasvaja kõrval on veel vähirakke või on tegu normaalsete rakkudega. Nii on võimalik vaadata, kas kasvajal on potentsiaali edasi areneda. See meetod ei konkureeri praegu haiglas kasutatavate meetoditega, küll aga annab ta kasvaja kohta vajadusel lisainformatsiooni.