Akadēmiskais centrs
Nineļa Miriama Vainšeļbauma ir Latvijas Universitātes (LU) Bioloģijas fakultātes Ph.D. grāda ieguvēja molekulārajā bioloģijā, kā arī bijusī LU fonda eksakto, medicīnas un dzīvības zinātņu doktorantūras stipendijas saņēmēja. 2023. gada 9. oktobrī stipendiāte aizstāvēja savu promocijas darbu “Ļaundabīgo audzēju ar poliploīdiju asociēto atavistisko un reproduktīvo evolucionāro adaptāciju izpēte” un 22. februārī saņēma PhD diplomu.
Lasi interviju ar Nineļu:
Par ko ir Tavs promocijas darbs?
Ļaundabīgie audzēji jeb vēzis stabili ierindojas vadošo nāves cēloņu desmitniekā mūsdienu pasaulē un onkoloģisko slimību izplatība arvien pieaug. Vēža nāvējošais potenciāls ir saistīts ar tā šūnu spēju evolucionēt, strauji pielāgojoties apkārtējās vides apstākļiem un tādā veidā pretojoties ārstēšanai. Turklāt vēža šūnām ir raksturīga epiģenētiskā pārprogrammēšanās un atavistiskā pāreja – evolucionāri agrāko, senajiem organismiem raksturīgo gēnu un signālceļu augšupregulācija.
Pētījums fokusējas uz vēža evolūcijas virzītājspēku – poliploīdiju, proti, hromosomu komplektu jeb genoma kopiju skaita palielināšanos, kas piešķir šūnām lielāku izturību pret vēža attīstībai nelabvēlīgām mutācijām un genotoksisko iedarbību (ķīmijterapiju, radioterapiju), un sekmē šūnu fenotipa plasticitāti (spēju aktivēt citiem šūnu tipiem raksturīgas gēnu ekspresijas programmas).
Kāda ir pētījuma galvenā būtība?
Vēža šūnas spēj ekspresēt embrionālo cilmes šūnu un gametu marķiergēnus, kas ir asociēti ar paaugstinātu slimības agresivitāti un pacientu mirstību. Turklāt augsti poliploidizētajām vēža šūnām (poliploīdajām vēža gigantšūnām jeb PVGŠ) ir raksturīgs nestandarta dalīšanas mehānisms, kas reducē ploīdiju un no vienas PVGŠ veido lielu daudzumu mazo, pret terapiju rezistento meitšūnu, kas atsāk dalīties mitotiski un ataudzē audzēju, novedot pie vēža recidīva. Tādējādi, vēža poliploīdija ir atgriezeniska un cikliska.
Šī pētījuma gaitā tika izmeklēta hipotēze, ka vēža ploīdijas ciklā ir iesaistīts evolucionārais mehānisms, kas "aizņemas" gēnus un funkcijas no reproduktīvajiem procesiem (proti, gametoģenēzes un agrīnās embrioģenēzes), lai veicinātu rezistenci pret terapiju un metastāžu veidošanos. Gametoģenētisko gēnu iesaiste organismu, kas vairojas bezdzimumiski, dzīves ciklos ir novērojama seno vienšūnas eikariotu starpā, kas ir īpaši interesanti vēža atavistiskās tendences kontekstā. Pētījums ietver lielapjoma datu (gan publiski pieejamos audzēju un normālo audu paraugu kariotipus, copy-number datus, transkriptomus un proteomus, gan MDA-MB-231 šūnu līnijas, kas mūsu laboratorijā apstrādāta ar pretvēža medikamentu doksorubicīnu, transkriptomus) analīzi, izmantojot bionformātiskās un sistēmbioloģiskās metodes. Iegūtie rezultāti atbilst izvirzītajai hipotēzei, jo tie norāda, ka somātisko ļaundabīgo audzēju poliploīdija ir asociēta ar gametoģenēzē un agrīnajā embrioģenēzē iesaistīto signālceļu augšupregulāciju un gametoģenētisko un embrionālās attīstības gēnu kooperatīvo aktivāciju ar daļēji atavistisko raksturu. Turklāt pētījuma gaitā tika novērota saikne starp vēža poliploīdiju un cirkadiānā pulksteņa deregulāciju, kas ir arī raksturīga embrionālajām cilmes šūnām.
Kāda ir pētījuma nozīme un novitāte?
Promocijas darbs bija veltīts līdz šim brīdim salīdzinoši maz izpētītam fenome nam vēža attīstībā un evolūcijā – tas fokusējās uz poliploīdo vēža šūnu epiģenētisko reprogrammēšanos uz iepriekš nepieejamiem fenotipiem, kā evolucionāro adaptāciju pret terapiju. Rezultātā tika identificēta saikne starp poliploīdiju, atavistisko pāreju un reproduktīvo gēnu ekspresiju un asociāciju kooperatīvajos gēnu tīklos. Gametoģenētisko gēnu grupa tika izvirzīta ka potenciāls mērķis nākotnes terapiju izstrādei, kas iedarbotos uz vēža šūnu augsti reorganizēto gēnu regulatoro tīklu.
Stipendiāte dalās pateicībā: "Es gribētu izteikt lielu pateicību Latvijas Universitātes fondam un uzņēmumam Mikrotīkls par piešķirto doktorantūras stipendiju eksaktajās, medicīnas un dzīvības zinātnēs 2019. un 2022. gadā, jo promocijas darba laicīga un kvalitatīva izstrāde šajā turbulentajā laika periodā visticamāk nebūtu iespējama bez mecenātu atbalsta. Pateicoties stipendijas finansējumām, es varēju ne tikai veikt pētījumu, bet arī paaugstināt kvalifikāciju ar specializēto kursu (EMBL-EBI Cancer Genomics) palīdzību un uzstāties starptautiskajās konferencēs, kas pavēra svarīgas tīklošanās un sadarbības iespējas. Stipendijas saņemšanas laikā iegūtā pētniecības, pedagoģiskā darba un zinātniskās komunikācijas pieredze dod man pārliecību un iedvesmu turpināt darbu vēža evolūcijas izpētes jomā arī šobrīd."
Par Latvijas Universitātes fondu
Jau kopš 2004. gada nodrošina iespēju mecenātiem un sadarbības partneriem investēt Latvijas nākotnē, atbalstot gan LU, gan citas vadošās Latvijas augstskolas. LU fonda prioritātes ir atbalstīt izcilākos studentus, pētniekus un viņu vadītos projektus un pētījumus, veicināt modernas mācību vides izveidi, kā arī nodrošināt universitātes ēku būvi un rekonstrukciju.
