კლინიკური და ექსპერიმენტული პათოლოგიის დეპარტამენტი — ნახევარ საუკუნეზე მეტი სამეცნიერო გამოცდილება და თანამედროვე მედიცინის ახალი გამოწვევები

დაავადების აღმოჩენა ხშირად იქ იწყება, სადაც შეუიარაღებელი თვალისთვის უხილავი სამყარო იწყება — უჯრედში, ქსოვილში, მის სტრუქტურასა და მოლეკულურ ცვლილებებში. სწორედ ამ უხილავი ცვლილებების შესწავლას მიუძღვნა თავისი მრავალწლიანი საქმიანობა ალექსანდრე ნათიშვილის მორფოლოგიის ინსტიტუტის კლინიკური და ექსპერიმენტული პათოლოგიის დეპარტამენტმა. მისი ისტორია საქართველოში ელექტრონული მიკროსკოპიის განვითარების ისტორიასთან არის დაკავშირებული, ხოლო დღევანდელი კვლევები უკვე ნეიროტოქსიკურობის, სიმსივნის მოლეკულური მექანიზმების, ციტოლოგიისა და ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით ციფრული პათოლოგიის მიმართულებებს მოიცავს.

იქ, სადაც უხილავი სამყარო პირველად გამოჩნდა

1968 წელს საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის ალ. ნათიშვილის სახელობის ექსპერიმენტული მორფოლოგიის ინსტიტუტში შეიქმნა ელექტრონული მიკროსკოპიის ლაბორატორია. ეს მნიშვნელოვანი მოვლენა იყო არა მხოლოდ ინსტიტუტის, არამედ ქართული მორფოლოგიური მეცნიერების განვითარებისათვის. ლაბორატორია გახდა პირველი სტრუქტურული ერთეული, სადაც ელექტრონულმიკროსკოპული კვლევის მეთოდებით დაიწყო თეორიული და კლინიკური მედიცინის თანამედროვე პრობლემების შესწავლა. ლაბორატორიის შექმნიდან მის საქმიანობას ხელმძღვანელობდა პროფესორი ზურაბ ცაგარელი — პათოლოგანატომი, მედიცინის მეცნიერებათა დოქტორი.

1972 წელს ლაბორატორია ჰისტოლოგიისა და ციტოლოგიის განყოფილებად გადაკეთდა, ხოლო 2006 წელს ინსტიტუტის რესტრუქტურიზაციის შედეგად ჩამოყალიბდა კლინიკური და ექსპერიმენტული პათოლოგიის დეპარტამენტი. დღეს დეპარტამენტს ხელმძღვანელობს ინსტიტუტის მთავარი მეცნიერ-თანამშრომელი, პროფესორი ლიანა გოგიაშვილი, პათოლოგანატომი, მედიცინის მეცნიერებათა დოქტორი. ამგვარად, 1968 წელს დაწყებული სამეცნიერო გზა დღესაც გრძელდება — უკვე ახალი ტექნოლოგიებით, ახალი მეთოდებითა და ახალი სამეცნიერო კითხვებით.

ქართული ელექტრონული მიკროსკოპიის მნიშვნელოვანი ეტაპები

დეპარტამენტის ისტორია განსაკუთრებით საინტერესოა საერთაშორისო სამეცნიერო თანამშრომლობის თვალსაზრისითაც.

1971 წელს განყოფილების მონაწილეობით ჩატარდა ელექტრონული მიკროსკოპიის IX საკავშირო ყრილობა, რომლის ფარგლებში გაიმართა ელექტრონული მიკროსკოპების ფართომასშტაბიანი გამოფენა — საბჭოთა კავშირის ისტორიაში პირველად იაპონური და ევროპული წამყვანი კომპანიების მონაწილეობით.

1973 წელს პროფესორ ზურაბ ცაგარელის ინიციატივითა და თავმჯდომარეობით შეიქმნა ელექტრონული მიკროსკოპიის საბჭო.

მნიშვნელოვანი იყო საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციებიც. 1976, 1985 და 1989 წლებში განყოფილების ინიციატივით ჩატარდა კონფერენციები თემაზე „გულ-სისხლძარღვთა სისტემის ულტრასტრუქტურა ნორმისა და პათოლოგიის დროს“, რომელთა მასალებიც ცალკე კრებულებად გამოიცა. ეს ის პერიოდია, როდესაც ელექტრონული მიკროსკოპია ჯერ კიდევ უახლესი და სწრაფად განვითარებადი ტექნოლოგია იყო, ხოლო ქართული მორფოლოგიური სკოლა ცდილობდა – ამ პროცესის აქტიური მონაწილე ყოფილიყო.

მეცნიერება, რომელიც საზღვრებს სცდებოდა

1973–1990 წლებში განყოფილებას ჰქონდა რეგულარული სამეცნიერო-ტექნიკური ურთიერთობა ჩეხოსლოვაკიის ქალაქ ბრნოში ელექტრონული მიკროსკოპების მწარმოებელ ფირმა „Tesla“-სთან. თანამშრომლობა მხოლოდ ტექნიკური საკითხებით არ შემოიფარგლებოდა — მიმდინარეობდა სისტემატური სამეცნიერო კონტაქტები. ამავე პერიოდში ბრატისლავის ქირურგიის ინსტიტუტის მეცნიერები, პროფესორები –  სლეზაკი და ტრიბულოვა – მონაწილეობდნენ განყოფილების კვლევებში.

1979 წელს განხორციელდა სამეცნიერო მივლინებები გერმანიის დემოკრატიული რესპუბლიკის იენის უნივერსიტეტში, ხოლო 1981 წელს ბუდაპეშტის ზემელვაისის უნივერსიტეტის მეცნიერ-თანამშრომელმა იშტვან საბომ განყოფილებაში მიოკარდიუმის მეტაბოლური დაზიანების ელექტრონულმიკროსკოპული კვლევები ჩაატარა.

1981–1989 წლებში განყოფილება მონაწილეობდა მიკროცირკულაციის პათოლოგიის საერთაშორისო და საკავშირო კვლევებში. მიღებული შედეგები წარმოდგენილი იყო ისეთ სამეცნიერო ცენტრებში, როგორებიცაა კიევი, მოსკოვი, ბერლინი და მადრიდი.

ეს ისტორია ნათლად აჩვენებს, რომ ქართული მორფოლოგიური მეცნიერება უკვე მაშინ იყო ჩართული საერთაშორისო სამეცნიერო დიალოგში.

მორფოლოგია, რომელიც კლინიკურ პრობლემებს პასუხობს

1990-იანი წლებიდან კვლევითი თემატიკა კიდევ უფრო დაუახლოვდა კონკრეტულ კლინიკურ პრობლემებს.

1996 წლიდან განყოფილებაში, ენდოკრინოლოგიის ეროვნულ ცენტრთან თანამშრომლობით, დაიწყო ინტენსიური კვლევები ფარისებრი ჯირკვლის დაავადებების მორფოეპიდემიოლოგიური საკითხების მიმართულებით. ამ თანამშრომლობამ საფუძველი შექმნა იმ კვლევითი ხაზისთვის, რომელიც დღესაც გრძელდება – უკვე ფარისებრი ჯირკვლის პათოლოგიის მოლეკულურ-გენეტიკური მექანიზმების შესწავლით.

2006–2007 წლებში დეპარტამენტი მონაწილეობდა კიბოს კვლევის საერთაშორისო სააგენტოს (IARC, ლიონი, საფრანგეთი) მიერ დაფინანსებულ საერთაშორისო კვლევაში, რომლის ფარგლებში თბილისში 1500 სკრინინგული Pap-ტესტი ჩატარდა. პროექტის კოორდინატორი იყო თამარ ალიბეგაშვილი, ხოლო სამეცნიერო ხელმძღვანელი — პროფესორი ლიანა გოგიაშვილი. კვლევის შედეგები საერთაშორისო სამეცნიერო გამოცემაში გამოქვეყნდა. ეს პროექტი კიდევ ერთი მაგალითია იმისა, თუ როგორ შეიძლება მორფოლოგიური და ციტოლოგიური კვლევა პირდაპირ დაუკავშირდეს საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მნიშვნელოვან ამოცანებს — კიბოს ადრეულ გამოვლენასა და პრევენციას.

ახალი ეპოქა — ექსპერიმენტული პათოლოგიის ახალი კითხვები

დღეს კლინიკური და ექსპერიმენტული პათოლოგიის დეპარტამენტი უკვე სხვა მასშტაბის გამოწვევების წინაშე დგას. თანამედროვე პათოლოგია აღარ შემოიფარგლება მხოლოდ ქსოვილის მორფოლოგიური სურათის აღწერით. დაავადების მექანიზმის გასაგებად საჭიროა უჯრედული, მოლეკულური და გენეტიკური ცვლილებების ერთიანად შესწავლა. სწორედ ამ მიდგომას ეფუძნება დეპარტამენტის თანამედროვე კვლევითი პროგრამა.

თსუ-ის ალექსანდრე ნათიშვილის მორფოლოგიის ინსტიტუტის 2023–2027 წლების სამეცნიერო-კვლევითი პროგრამის ფარგლებში დეპარტამენტში სამი მნიშვნელოვანი პროექტი მიმდინარეობს:

• ქიმიოთერაპიული საშუალებებით ინდუცირებული ნეიროტოქსიკურობის სტრუქტურულ-მოლეკულური მექანიზმების შესწავლა;
• საშვილოსნოს ყელის ეპითელიუმის Pap-ნაცხის ცვლილებების კვლევა ჭარბი წონისა და სიმსუქნის დროს;
• აუტოიმუნურ თირეოიდიტსა და ფარისებრი ჯირკვლის პაპილურ კარცინომას შორის ურთიერთკავშირის მოლეკულურ-გენეტიკური კვლევა.

ეს სამი მიმართულება თითქოს ერთმანეთისგან განსხვავებულია, მაგრამ მათ ერთი საერთო იდეა აერთიანებს — დაავადების მექანიზმის დანახვა უჯრედულ და მოლეკულურ დონეზე.

როცა ქიმიოთერაპია ნერვულ სისტემას აზიანებს

ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო თანამედროვე კვლევა ქიმიოთერაპიული საშუალებებით გამოწვეულ ნეიროტოქსიკურობას ეხება. კვლევის ფარგლებში შესწავლილია დოქსორუბიცინის ზემოქმედება ჰემატოენცეფალურ ბარიერზე და ცენტრალური ნერვული სისტემის სტრუქტურებზე, მათ შორის — ნათხემის ქერქის პურკინიეს შრის უჯრედებზე. მიღებულმა შედეგებმა გამოავლინა დოქსორუბიცინის დოზადამოკიდებული ეფექტი და პურკინიეს უჯრედების დაზიანება კოლიკვაციური ნეკროზის მექანიზმით. ექსპერიმენტში მიღებულ იქნა დემენციის ექვივალენტური მორფოლოგიური სურათი.

კვლევის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მიმართულებაა მიელინის მაპროდუცირებელი უჯრედების შესწავლა anti-MBP(F6) ანტისხეულების გამოყენებით. მიღებულმა შედეგებმა გამოავლინა მიელინის დელამინაცია, რაც მოტორული ფუნქციის დარღვევასთან არის დაკავშირებული.

ამასთანავე, შესწავლილია ნეიროგლიის რეაქცია, როგორც კომპენსატორული პროცესის გამოხატულება, და დემიელინიზაცია, როგორც ტოქსიკური ზემოქმედების პირდაპირი შედეგი.

აქ მორფოლოგია უკვე მხოლოდ დაზიანების აღწერა აღარ არის — იგი დაავადების მექანიზმის ამოცნობის ინსტრუმენტად იქცევა.

სიმსუქნე და საშვილოსნოს ყელის პათოლოგია

დეპარტამენტის მეორე თანამედროვე კვლევა ქალთა ჯანმრთელობის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან საკითხს ეხება. შესწავლილია საშვილოსნოს ყელის ეპითელიუმის Pap-ნაცხის ცვლილებები ჭარბი წონისა და სიმსუქნის დროს რეპროდუქციული ასაკის პაციენტებში. კვლევის შუალედურმა შედეგებმა აჩვენა გამოხატული ჰიპერპლაზიური და ეროზიული ცვლილებები მესამე ხარისხის სიმსუქნის დროს. ასევე დაფიქსირდა ანთებითი ინფილტრატის მონოციტ-მაკროფაგული უჯრედების ტრანსმიგრაცია. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს BMI-ზე დამოკიდებულ ანთებით ცვლილებებს, რადგან მათი შეფასება მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ თეორიული თვალსაზრისით, არამედ საშვილოსნოს ყელის დისპლაზიის პროგნოზისა და მართვისთვისაც. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს თანამედროვე პათოლოგიის ერთ-ერთ მთავარ პრინციპს — მორფოლოგიური ცვლილება უნდა განვიხილოთ პაციენტის კლინიკურ მდგომარეობასთან ერთიან კონტექსტში.

ფარისებრი ჯირკვლის კიბო — მორფოლოგიიდან გენეტიკამდე

ფარისებრი ჯირკვლის პათოლოგიის შესწავლა დეპარტამენტისთვის ახალი არ არის. თუმცა თანამედროვე კვლევებმა ეს მიმართულება უკვე მოლეკულურ-გენეტიკურ დონეზე გადაიყვანა. კვლევის ფარგლებში შესწავლილია აუტოიმუნურ თირეოიდიტსა და ფარისებრი ჯირკვლის პაპილურ კარცინომას შორის ურთიერთკავშირი. კარცინომის პათოგენეზში შესწავლილია თიროზინკინაზური რეცეპტორების — RET და NTRK1 — მაკოდირებელი გენების რეციპროკული ტრანსლოკაციები როგორც ოჯახურ, ისე სპორადულ კარცინომებში. ასევე შეფასებულია ფოლიკულური ეპითელიუმის დისპლაზიის მორფოლოგიური თავისებურებები და ონკომარკერების სპეციფიკა პაპილური და ფოლიკულური ნეოპლაზიების დროს.

განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა NIFTP-ს — ფარისებრი ჯირკვლის არაინვაზიურ ფოლიკულურ ნეოპლაზიას პაპილურის მსგავსი ბირთვული თავისებურებებით — და ონკომარკერების როლს მისი კარცინოგენეზის თვალსაზრისით შეფასებაში.

ამგვარად, კვლევა ერთმანეთთან აკავშირებს პათოლოგანატომიურ სურათს, მოლეკულურ მარკერებსა და სიმსივნის განვითარების მექანიზმებს.

მეცნიერება, რომელიც ახალ ტექნოლოგიებს ეძებს

დეპარტამენტის კვლევითი საქმიანობა მხოლოდ ფუნდამენტური პათოლოგიის შესწავლით არ შემოიფარგლება.

შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის დაფინანსებით მიმდინარეობს პროექტი „ბიონანოკომპოზიტები, რომლებიც დაფუძნებულია ვერცხლის შემცველ ჰუმინის მჟავებზე, როგორც კანზე გამოსაყენებელი ანტიბაქტერიული და ანთების საწინააღმდეგო დამწვრობის სამკურნალო საშუალებები“.

პარალელურად, ახალი ეტაპი იხსნება ციფრული პათოლოგიის მიმართულებით. მიმდინარეობს პროექტი „ძუძუს კიბოს ქვეტიპების კლასიფიკაციის ციფრული მოდელი: მაღალი რეზოლუციის იმუნოჰისტოქიმიური გამოსახულებების ანალიზი ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით“.

ეს უკვე პათოლოგიის სრულიად ახალი შესაძლებლობაა — როდესაც მიკროსკოპული გამოსახულება ციფრულ მონაცემად გარდაიქმნება და მისი ანალიზი ხელოვნური ინტელექტის დახმარებით ხდება.

მიკროსკოპის მემკვიდრეობა — ციფრული მომავლისთვის

1968 წელს შექმნილი ელექტრონული მიკროსკოპიის ლაბორატორიიდან დღემდე განვლილი გზა, ერთი შეხედვით, ტექნოლოგიების ისტორიაა. მაგრამ სინამდვილეში ეს არის სამეცნიერო აზროვნების განვითარების ისტორია.

ელექტრონული მიკროსკოპიით უჯრედის ულტრასტრუქტურის დანახვიდან — მოლეკულური მარკერების აღმოჩენამდე; ჰისტოლოგიური სურათიდან — გენეტიკური მექანიზმის ახსნამდე; კლასიკური მიკროსკოპიდან — ციფრულ პათოლოგიასა და ხელოვნურ ინტელექტამდე.

ამ გზაზე უცვლელი რჩება ერთი მთავარი მიზანი — დაავადების არსის რაც შეიძლება ღრმად გაგება.

კლინიკური და ექსპერიმენტული პათოლოგიის დეპარტამენტის ისტორია გვიჩვენებს, რომ მეცნიერებაში ტექნოლოგია იცვლება, მეთოდები ვითარდება, კვლევის მასშტაბი იზრდება, მაგრამ ფუნდამენტური კითხვა იგივე რჩება: – რა ხდება ადამიანის ორგანიზმში დაავადების დროს — და რატომ?

ამ კითხვაზე პასუხის ძიება 1968 წელს დაიწყო ელექტრონული მიკროსკოპის ობიექტივიდან. დღეს ის უკვე მოლეკულურ, გენეტიკურ და ციფრულ სივრცეში გრძელდება.

და ეს ისტორია ჯერ არ დასრულებულა.