Bilióny starých či poškodených buniek sú denne eliminované v procesoch bunkovej smrti, akými sú apoptóza, nekróza a netóza, aby sa zachovala homeostáza organizmu. Odumieraním buniek sa z nich uvoľňuje DNA, ktorá sa potom nachádza v krvnom obehu ako extracelulárna.
„Pokiaľ sú hladiny extracelulárnej DNA veľmi vysoké, imunitný systém aktivovaný v celom tele prestáva byť regulovaný a podnecuje sa navzájom, čo môže v prípade kriticky chorých pacientov viesť k ich smrti. Nárast extracelulárnej DNA môže byť spôsobený aj jej nedostatočným odstránením z krvi, a to enzýmom deoxyribonukleázou (DNázou). Cieľom našej práce bolo preto sledovať dynamiku zmien koncentrácie extracelulárnej DNA, aktivitu DNázy a mieru oxidačného stresu v plazme kriticky chorých pacientov,“ hovorí Alexandra Mýtniková zo súkromného gymnázia Mercury, ktorá sa spolu s Katarínou Sujovou umiestnila na prvom mieste celoštátnej suťaži (SOČ) 2017, v kategórii Biológia.
Alexandra s Katarínou sa vo svojom výskume zamerali na kriticky chorých pacientov. Napriek tomu, že kriticky chorí pacienti môžu trpieť rôznou diagnózou, ich spoločným znakom je práve nadmerná aktivácia imunitného systému. „Najprv sme pomocou tzv. kolónkového systému izolovali extracelulárnu DNA z krvi u kriticky chorých pacientov a stanovili sme jej koncentrácie. Vzorky boli odoberané po dobu 4 dní, čo nám umožnilo sledovať spomínané dynamické zmeny,“ stručne opisuje Alexandra postup ich výskumu.
„Pri pozorovaní aktivity deoxyribonukleázy sme použili 1-percentný agarózový gél, pričom bolo potrebné analyzovať veľkosť fragmentov jednotlivých vzoriek a tieto hodnoty následne prerátať na jednotky DNázovej aktivity (Kunitz Units),“ pokračuje 
v opise Alexandra. „Keďže koncentrácia voľných radikálov sa v krvi rýchlo mení kvôli ich reaktivite, merali sme koncentrácie stabilných produktov, ktoré vznikajú pri oxidačnom poškodení jednotlivých biomakromolekúl – markery oxidačného stresu. Stanovili sme koncentráciu produktov poškodenia proteínov (test AOPP), lipidov (test TBARS), koncové produkty pokročilej glykácie (AGEs) a tiež schopnosť plazmy redukovať železité ióny, ktorá napovedá o množstve antioxidantov v plazme (FRAP test).“ Na záver dievčatá všetky namerané hodnoty štatisticky spracovali.
Alexandra s Katarínou splnili všetky zadané ciele svojej práce a výsledky spracovali do tabuliek, z ktorých neskôr vytvorili grafy. „Zistili sme, že zvýšenie DNázovej aktivity súviselo so znížením koncentrácie extracelulárnej DNA, teda u pacientov fungoval mechanizmus tohto enzýmu správne. Tiež sa ukázalo, že hoci u kriticky chorých pacientov je miera oxidačného stresu významne vyššia než u zdravých ľudí, pri adaptácii na tento stres u nich zároveň dochádza k zvýšeniu antioxidačných mechanizmov. Možno práve tieto skutočnosti prispeli k uzdraveniu pacientov. Dynamika sa nepreukázala v žiadnom nami sledovanom parametre, čo pripisujeme postupnému uzdravovaniu pacientov (dynamika by tu bola, ak by nastalo prudké zhoršenie/zlepšenie ich zdravotného stavu).“
Téma extracelulárnej DNA je pre ďalšie výskumy podľa Alexandry stále veľmi zaujímavá a predpokladá, že počet výskumov na túto tému bude neustále narastať. Tiež naznačuje využitie ich výskumu v budúcnosti. „Čo sa týka nášho projektu, v budúcnosti by bolo zaujímavé využiť tieto markery pri sledovaní toho, ako kriticky chorý pacient reaguje na liečbu. Pokiaľ by u pacienta klesala hladina voľnej DNA, jeho stav by sa zlepšoval, čo by nasvedčovalo o správne zvolenej liečbe. Naopak, nárast koncentrácie extracelulárnej DNA by mohol viesť k nekontrolovateľnému napádaniu zdravých buniek a teda byť predikciou mortality.“
Daný výskum, ako aj písanie práce SOČ dalo študentkám oveľa viac ako len víťazstvo v Prehliadke SOČ 2017. „Vďaka času strávenom v laboratóriu sme si vyskúšali mnohé nové vedecké postupy a zdokonalili sa v činnostiach, ktoré sa nám v budúcnosti určite zídu – napríklad štatistické vyhodnocovanie údajov pomocou rôznych programov,“ dodáva Alexandra, hlavná autorka tejto práce.
Informácie a foto poskytla: Alexandra Mýtniková
Spracovala: Katarína Sládečková pre redakciu Veda na dosah
Uverejnila: VČ