- Басты бет
- Жаңалықтар
- Тәттім ШӘЙКЕН, профессор: Қатерлі дерттің табиғатын анықтап,емдеуге мүмкіндік туды
Тәттім ШӘЙКЕН, профессор: Қатерлі дерттің табиғатын анықтап,емдеуге мүмкіндік туды
Техас университетінің адъюнкт-профессоры Тәттім Шәйкен қатерлі ісік биологиясы саласында ұзақ жыл бойы зерттеу жүргізіп келеді. Кейінгі 10 жылда қатерлі аурудың себебін ген деңгейінде ғана емес, сонымен қатар физикалық-химиялық тұрғыдан зерттеп, таяуда жаңа тұжырымдамасын ұсынды. Ғалымның жаңалығы қатерлі ісікпен қатар, басқа да аурулардың себептерін зерттеп, емдеу тәсілдерін әзірлеуге жол ашады. Қазір бұл жаңалыққа әлем ғалымдарының назары ауып отыр. Профессор Т.Шәйкен Алматыға арнайы келіп, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінде ашылған Қазақстан – Америка цитоматрица орталығының ашылуына қатысты. Осы игі шара барысында ғалыммен кездесіп, әңгімелескен едік.
– Тәттім Егінбайұлы, қатерлі ісік жасушасын физикалық-химиялық тұрғыдан зерттеуіңіз әлемдік деңгейде ғалымдардың назарын аударып отыр. Қатерлі дерттің пайда болуы мен емдеу жолы ұзақ жылдар бойы зерттеліп келеді. Бұл жаңалықтың қандай ерек-шелігі бар?
– Қатерлі ісік генетикасы кейінгі 50 жылда терең зерттелгенімен, оның табиғаты ғалымдарға құпия болып келді. Менің жұмысым қатерлі аурудың цитоплазмалық құбылысын зерттеумен тығыз байланысты. Соған орай жаңа тұжырымдама әзірледік. Цитоплазмалық құбылыстарды зерттеу әдісі басқа аурулардың себебін анықтауға, емдеу технологияларын табуға жол ашады. Бұған дейінгі зерттеулер кеселдің табиғатын ашпай, одан толыққанды айығудың мүмкін еместігін көрсетті. Мысалы, антибиотик – бактерияның ерекшеліктеріне қарсы жасалған дәрі. Сондай ерекшеліктер қатерлі ісік түзетін жасушаларда да бар. Зерттеулер нәтижесінде осы ауруды тудыратын физикалық-химиялық факторларды алғаш ашып, ғылыми еңбектерімде жарияладым.
– ҚазҰУ-да өткен ғылыми дәрісіңіздің бірінде қатерлі ісік онкогенін зерттеуге қызығушылығыңыз студенттік шақтан басталғанын айттыңыз. Ғылымға қалай келдіңіз, зерттеу бастамаларыңызға да тоқталып өтсеңіз.
– 1974 жылы қазіргі Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетіне оқуға түскенде биологияны таңдадым. Үшінші курста Тарту қаласында (Эстония, 1977) өткен ғылыми конференцияға қатыстым. Бұл кезде ДНК тізбегі әлі ашылмаған, «онкоген» ұғымы көпшілікке белгісіз еді. Конференция ген тізбегін табуға арналды. Жиыннан соң, онкологияның генге қатысы туралы ойлана бастадым. Дәрістердің арасында кітапханаға барып, ген мен қатерлі дерттің байланысын табуға тырыстым. Бар ойым қатерлі ісік тудыратын онкогенді зерттеу болды. Бірде университетке новосібірлік ғалым Рудольф Салганик келіп, дәріс оқыды. Ол баяндамасында екі мәрте Нобель сыйлығын алған ағылшын биохимигі Сенгердің еңбектеріне тоқталды. Алғашқы «src» онкоген мен оның белогы «src» табылғаны туралы айтты. Осы дәрісте генді зерттеудің шетелде әлдеқайда алға жылжып кеткенін түсіндім. Жоғары оқу орнын аяқтағаннан кейін Эксперименталды биология институтында аспирантураны тамамдап, кандидаттығымды қорғадым. Шамасы, 1990 жылы, «Ras» онкоген белоктары фарнeзил тобымен байланысатыны табылды. Онкогендер мен белоктары туралы ғылыми жазбаларда не шығып жатқанын үнемі бақыладым.
– Сіз туралы 1996 жылы «Казахстанская правда» газетіне шыққан Сара Мустафинаның мақаласын оқыдым. Онда АҚШ-та ашқан ғылыми жаңалығыңыз елімізден басталғанын баяндапсыз. Осы алғашқы ғылыми қадамыңыз туралы айтып бересіз бе?
– Одақ ыдырағаннан кейін елімізде ғылым саласында күрделі ахуал қалыптасты. Осы қиыншылық жылдары еліміздің дәрі-дәрмек нарығында да ауыр кезең болатын. Бұрын Мәскеуден тексеріліп келген дәрі-дәрмек саласы бақылаусыз қалды. Елге сапасыз дәрілер жеткізіле бастады. Осының алдын алу мақсатында 1991 жылы денсаулық сақтау саласында дәрі сапасын тексеретін зертхана ашу қажет болды. Биохимик болғандықтан ба, дәрі-дәрмек тексеретін зертхана ашып, дамыту жұмысы маған жүктелді. Кейіннен маған арнап, Алматыдағы медициналық училищенің бірінші қабатынан ғылыми зертхана ашылды. Сол зертханада профессор С.Әдекенов пен Қ.Рахимов әзірлеген «Арглaбин» препаратының механизмін көрсеттім. Зерттеуде жусаннан алынған арглaбиннің «Ras» онкогеніне қарсы тұра алатыны анықталды. Арглабин де, 2014 жылы Нобель сыйлығын алған артемизинин де – фарнезил тобының өнімдері, сесквитерпен тобына жатады.
– Америкаға ғылыми зерттеуіңіздің нәтижесі жарияланғаннан кейін шақырту алдыңыз ба?
– Сол зертханада бір апталық эксперимент жасауға бір жыл дайындық кетті. Салыстыра қарастырсақ, АҚШ-та мұндай дайындық бір аптаға ғана созылуы мүмкін. Бұл кезде «онкогендер» шетелдерде өзекті тақырып болатын. Шетелмен байланыс үзілгендіктен, оның жай-жапсарын кейін аңғардық. Содан америкалық ғалым, профессор Криспeн Алматыға келіп, жұмыстарыммен танысып, хабардар болған соң, Америкаға шақырту жасады. АҚШ-қа 1997 жылы келдім. Үш ай бойы Олд Доминион университетінде тәжірибе жасап, мені шақыртқан ғалымдарға патент алуға болатынын айттым. Алғашында зерттеулеріме америкалықтар сенімсіздеу қарады. Содан Каролина штатында Чапел Хилл университетіндегі «Ras» онкогенін зерттеп, оның фарнезил тобымен байланысы бар екенін тапқан профессор Чайнинг Дермен кездесіп, растағаннан кейін барып патентке өтініш берілді. Сол үш ай ішінде жасаған жұмысыма алты патент алынды. Осылайша Америкада қалып қойдым. Жұмыс істеуіме жағдай жасалды. NuOncology компаниясы құрылып, соның негізін қалаушылардың бірі болдым. Зерттеулерімде қатерлі ісік жасушасын сау жасушаға айналдыруға болатынын көрсеттім. Өкінішке қарай, емделген жасуша екі аптадан соң қайтадан ауру жасушаға айналып кетті. Осы кезде қатерлі ісіктің табиғатын танымай, оны емдеу мүмкін емес деген тоқтамға келдім. Ары қарай оның себебін анықтау мақсатында зерттеулерімді жалғастыра бердім.
– Қатерлі ісік адамзат үшін қауіпті ауру болып саналады. Әзірге нақты емі табылған жоқ. Көпшілік тұқым қуалайтын ауру деп, көп жағдайда генетикамен байланыстырады. Бұл қаншалықты негізді?
– Адам – эволюцияның жемісі. Эволюцияның қозғаушы күштері – генетикалық мутация мен сұрыптау. Бұл Дарвиннің белгілі эволюциялық теориясы. Адамда, өмірдің бір жылында, әрбір жасушада 15-50 мутация жинақталады. Өйткені ДНҚ, дезоксирибонуклеин қышқылы, генетикалық материал, химиялық қосылыс болғандықтан, репликация кезінде, яғни ДНҚ жіпшесін көшіру кезінде қателіктер болуы мүмкін. Адам ағзасында триллиондаған жасушалар бар. Егер әрбір мутация қатерлі ісік тудырса, өмір сүру мүмкін болмас еді. Сондықтан ғалымдар соңғы 50 жылда қатерлі ісік тудыруы мүмкін нақты ген мутацияларын іздеді. Бұл жұмыстардың қысқаша мазмұны, шамамен 900 ген мутациясы қатерлі ісік ауруын тудыруы мүмкін екенін көрсетті. Ген саны 20 мыңнан сәл ғана асады, сондықтан бұл тым көп. Қатерлі ісік осыдан пайда болды деп дөп басып айтуға мүмкіндік бермейді. Онымен қоса, мутация болмаса да, қатерлі ісік пайда бола алатыны анықталды. Сондықтан бұл аурудың генетикалық теориясы қатерлі ісіктің себебін түсіндіруде қиындықтарға тап болады. Басқа мутациялық емес теориялар қатерлі ісіктің себебі ретінде пайда болуда. Кейбір ғалымдар ісіктің өсуі кезінде мутациялар пайда болады деп болжайды. Шынында да, ісіктер гетерогенді және әлдеқайда алуан түрлі мутацияларды қамтиды. Сонымен қатар эпигенетикалық өзгеріс рактың трансформациясына ықпал етуі мүмкін деген дәлелдер де бар. Helicobacter pylori инфекциясы сияқты созылмалы қабыну процестері қатерлі ісікке әкелуі де мүмкін. Сондықтан зерттеулер қатерлі ісіктің табиғатын ашпай, одан толық айығудың мүмкін емес екенін көрсетіп отыр.
– Қатерлі ісік табиғатын тануды қалай түсіндірген болар едіңіз? Бұл зерттеудің емдеу жолын іздестіруге ықпалы қандай болмақ?
– Гендік мутациялар қоршаған ортаның өзгеруіне бейімделу көзі болып табылады. Өкінішке қарай, мутациялар қатерлі ісіктің пайда болуына себеп болуы мүмкін. Оны толығымен жоққа шығармау керек. Зерттеулер генетикалық факторлардан басқа да факторлардың қатерлі ісіктің пайда болуына ықпал ететінін көрсетеді. Қатерлі ісіктің осыдан бір ғасыр бұрын байқалған бірнеше ерекшелігі бар. Біріншіден, ісіктердің гистологиялық сипаттамасы болып табылатын ядрошықтың ұлғаюы. Ядрошықтың ұлғаюы (гипертрофиясы) жасуша ақуыз синтезі, яғни белок трансляциясының күшеюін, жасуша өсуінің, яғни пролиферациясының жоғарылауын көрсетеді. Екіншіден, қатерлі ісік жасушаларына аэробты гликолиз тән. Бұл Варбург эффектісі деп аталады, қатерлі ісік жасушалары сүт қышқылын шамадан тыс өндіретіні. Үшінші сипаттама – қатерлі ісік жасушаларының көлемі мен пішінінің өзгеруі. Біздің денеміздегі барлық жасушалардың микроскоп арқылы анықталатын белгілі бір пішіні мен көлемі бар. Қатерлі ісік жасушалары бөлек көрінеді және бұл дедифференциация деп аталады. Қатерлі ісік жасушаларының формалары қатерлі ісік сатысын анықтауға мүмкіндік береді. Қатерлі ісіктің бұл физикалық-химиялық сипаттамалары қатерлі ісік диагнозын қоюға көмектеседі. Сонымен катар қатерлі ісіктің бұл физика-химиялық сипаттамалары генетикадан тыс себептерді де көрсетеді.
– Сау жасушалардан қатерлі ісікке трансформациялану үшін қандай физикалық-химиялық факторлар маңыздырақ?
– Бұл сұрақ мені біраз уақыт мазалады. Ғылымда тұжырымдамамызды дәлелдеу керек, әйтпесе бұл тек ұсыныс болып саналады. Қатерлі ісік жасушалары сау жасушаларға қарағанда көбірек ақуыз өндіретіні белгілі. Сонымен қатар қатерлі ісік жасушалары гликолиз деп аталатын анаэробты (оттегісіз) процесті пайдаланады. Бұл қатерлі ісік жасушаларының сипаттамалары – Варбург эффектісі және нуклеолярлық гипертрофия. Жоғарыда айтылған дeдифференциация құбылысы да қоректік заттарды тиімді тұтынудың әдісі болуы мүмкін, өйткені беткі қабат пен көлемнің арақатынасы (4 pr2vs. 4/3 pr3) химиялық тасымалдау процесіне әсер ететінін білеміз. Осы сипаттамалардың барлығы, сайып келгенде, сау және қатерлі ісік жасушаларында химиялық реакциялардың жылдамдығы қалай реттелетіні туралы бір ғана сұраққа тіреледі, жауап іздейді. Химиялық реакция үшін диффузия (еркін қозғалыс) және реагенттердің концентрациясы маңызды. Барлық жасушалық процестер каталитикалық процестер болғандықтан, химиялық реакция жылдамдығын оның кинетикасымен өлшейміз. Демек, біздің қолданып жүргеніміз баяғы жүз жыл бұрынғы Вант Хофф заңдылығы (массалық әрекет заңы), Эйнштейн-Стокс диффузиясы, Михаэлис-Ментен кинетикасы. Бұл заңдар әдетте ферменттерді тазарту кезінде немесе дәрілік заттарды әзірлеу кезінде кинетикалық талдау үшін пайдалы. Мұның бәрі идеалды сұйықтық, атап айтқанда таза су үшін жазылған; олардың жасушалық деңгейде жұмыс істеуі міндетті емес. Мәселе осында еді. Бұл мәселені шешу парадигманың (ұғымдар жиынтығы) өзгеруіне әкелуі мүмкін еді. Күнделікті тәжірибелеріміз кезінде біз әдетте парадигманы өзгерту үшін жұмыс істемейміз, олар жүз жыл бұрын ойлап табылған болса да, табылған әдістерді ұстанамыз.

– Қабылданған химия ережелері жасушаларда неліктен жұмыс істемейді? Бұл мәселені қалай шешуге болады?
– Цитоплазма – тұтқыр, тығыз және гетерогенді, бірақ динамикалық зат. Еркін диффузияны шектейтін, бірақ кез келген сәтте сансыз реакцияларды басқара алатын гель тәрізді құрылым. Гель қатқыл зат болғандықтан, оның ішіндегі химиялық реакциялар өте баяу жүруі немесе бұғатталуы керек. Біз күніне кемінде үш рет тамақ ішеміз, ал тамақ химиялық заттар мен молекулаларға айналады, сонда ол жасуша ішінде энергияға және басқа да қажетті химиялық заттарға айналады. Нәтижесінде ағзаларымыз бен тіндеріміздегі жасушалар жаңарады. Мысалы, ішек жасушалары аптасына бір рет жаңарады, ал эритроциттер, қызыл қан үш ай сайын толығымен жаңартылады. Ол үшін жасушалық химия жоғары тиімділікпен жұмыс істеуі керек. Цитоплазманың күрделі химиялық реакцияларды жүргізуге жоғарғы қабілетін екі фазалы ұйымдастыру жүйесімен түсіндіруге болады. Онда каталитикалық кешендер серпімді қатқыл фазада (цитоматрицaда) иммобилизацияланады. Сондықтан кеңістіктік кедергілер, тұтқырлықпен тығыздалу бөгет болмайды. Қоректік заттар мен субстраттар сұйық фазалық (цитозоль) ағын арқылы жеткізіледі. Ал қозғалтқыш мотор ақуыз – актин цитоматрицa механикасы үшін қозғаушы күш болып табылады. 150-ге жуық актинмен байланысатын және реттейтін ақуыздар цитоплазманың тұтқырлығын жеңіп, цитоплазмадағы метаболикалық процестердің дәл реттелуін қамтамасыз етеді. Бұл рөлде актин жүрек сияқты насос (сорғы) тек молекулалық деңгейде жұмыс атқарады. Жүрек ақуызының құрылымы да, негізінен, актин молекулалары. Қалыпты физиологиялық жағдайларда актин динамикасы үшін энергия көзі – митохондрия. Қатерлі ісік жасушалары жоғары метаболикалық жылдамдығына байланысты көбірек энергия қажет етеді. Ол қосымша АТФ, гликолиз арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін (Варбург эффектісі). Бұл жағдайда физика мен химия заңдары бұзылмайды. Осылайша біз жасушалардағы химиялық процестер туралы жаңа түсінік қалыптастырдық. Осыған сүйене отырып, біз қатерлі ісіктің дe табиғатын түсіндіре аламыз. Қатерлі ісік жасушаларының метаболизм жылдамдығы жоғары болуы цитоматрица механикасы жоғары болудан. Цитоматрицада қатты қозғалыс болса, сұйық фаза – цитозоль ағыны да күшейеді. Цитоматрица механикасын күшейтетін актин динамикасының нәтижесінде Варбург эффектісімен қамтамасыз етілетін АТФ көбірек қажет болады және қатерлі ісік жасушалары көбірек сүт қышқылын өндіреді. Бұл процесс жылдам жүгіру кезінде көбірек сүт қышқылын шығаратын спорттық бұлшықеттерге ұқсас. Сондықтан қатерлі ісік жасушаларында ақуыздың көбірек өндірілуі цитоматрица актин динамикасы пайдаланатын биоэнергетикамен байланысты. Осылайша биоэнергетиканың жасушаішілік актин динамикасымен және цитоматрица механикасымен байланысы жоғары метаболизмге әкеледі. Осыған байланысты жасушаның пішіні мен көлемі өзгереді. Бұл бізге қатерлі ісіктің шынайы табиғатын түсіндіретін рак циклін тұжырымдауға мүмкіндік берді. Осы орайда, генетикалық және эпигенетикалық өзгерістер, сондай-ақ бактериялық немесе вирустық созылмалы қабынулар жасушалық гомеостазды, цитоматрицаны өзгертуі мүмкін. Бұл жасушаішілік және жасушадан тыс матрицалар бір-бірімен байланысты болғандықтан, жасушадан тыс матрицаның өзгеруіне де әкелуі мүмкін. Нәтижесінде жасушааралық байланыс үзіліп, жасушалардың бөліну реті бұзылуы мүмкін. Жасушадан тыс матрицаға иммундық жауаптың нәтижесінде рак жасушалардың айналасында ісік микроортасы пайда болады. Микроортамен шектелген рак түбірінен бөлініп, қан айналымына түсіп метастазға айналады. Қорыта айтқанда, біздің тұжырымдама қатерлі ісіктің негізгі белгілерін жақсы түсіндіреді. Жасушаның көлемі мен пішіні неге өзгереді, сүт қышқылын неге түзеді, микроортаны қалай жасайды, неліктен метастаз пайда болады – біз осы сұрақтардың барлығына жауап бере аламыз. Өйткені қатерлі ісіктің дамуын түсіндірудің физико-химиялық тәсілі статистикаға негізделген генетикалық тәсілге қарағанда дәлірек. Енді біздің мақсатымыз – өз әзірлемелерімізді пайдаланып, қатерлі ісікпен күресу.
– Отыз жылға жуық АҚШ-тың озық зерттеу орталығында жұмыс істеп келесіз. Қандай әдіс-тәсілге жүгініп, жаңа технологияны қолдандыңыз?
– Қазіргі кезде Baylor College of Medicine-де (BCM) доктор Граммның зертханасында, яғни 2014 жылдан бастап осы ғылыми-зерттеу бірлестігінде жұмыс істеп жатырмын. Зерттеулерге қатысты жарияланған төрт мақала осы колледжге тиесілі. 2001-07 жылдарда BCM-де профессор Вакилмен, ал Техас штатында орналасқан M.D. Anderson онкология орталығында 2007-14 жылдары жұмыс істедім. Доктор Граммның кеңесімен жасалған патенттерімді тіркеу үшін «Peri-Nuc Labs» деген жекеменшік зертхана аштым. Бұл жұмысым АҚШ-тағы ғылым мен технологияда алдыңғы қатарлы орталықтардың күшімен жасалды. Зерттеу барысында қолданған соңғы технология – «рибосом ізі». Технологияны қолдануға осы әдісті жасаған Беркли университетінің ғалымы, калифорниялық доктор Инголияның көмегі тиді. Бұған асқазан қатерлі дертін туғызатын хиликобактерияның тесті мен емін табуға қатысқан доктор Грамм көп қолдау көрсетті. Осы жылдары ғылыми жолымда өте білікті ғалымдар жолықты.
– Осы еңбектеріңізге қатысты зерттеулер мен бірлескен жобаларды елімізде іске асыру жоспарыңызда бар ма?
– Былтыр қараша айында «Cancers» журналында 10 жыл жасаған еңбегімізге 26 беттік шолу жарияланды. Қатерлі ісік табиғатын іздестіру жұмысымызға еліміздің азаматтары үлкен үлес қосты. Олардың есімдері жарияланған мақалаларда көрсетілді. Жақында Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің ректоры, профессор Ж.Түймебаевтың бастамасымен цитоматрицаны зерттейтін Қазақстан – Америка орталығы құрылды. Бұл бастама елімізде ғылымды дамытуға және қатерлі дертке қарсы дәрі-дәрмектерді әзірлеуге жол ашады. Егер бұл салада көшбасшы болғымыз келсе, мұны үкімет пен бизнес қолдауы қажет. Қазір өзім адъюнкт-профессоры болған Техас университеті дәрілік заттарды менің технологияммен әзірлеу жобасын қолдап отыр. Жоба аясында америкалық ғалымдарды ҚазҰУ-мен байланыстыра аламын деп үміттенемін. Цитоматрица орталығында онкологиялық ауруларға байланысты фармакогенетикалық және молекулалық диагностика мүмкіндігін кеңейтуге қатысты зерттеулер жасалады. Ғалымдар ғылыми зерттеу нәтижелерін қатерлі ісікке қарсы терапияда қолданып, инновациялық тәсілдерді әзірлеп енгізіп, жоғары білікті ғылыми мамандар даярлауға атсалысады.
– Әңгімеңізге рақмет.
Әңгімелескен
Эльвира СЕРІКҚЫЗЫ,
«Egemen Qazaqstan»
газеті
Басқа жаңалықтар