U razgovoru za tportal Lončarević Vrabec objašnjava kako je sa svojim timom razvila inovativne mikrosfere na bazi prirodnog materijala kitozana, a koje omogućuju ciljanu dostavu antitumorskog lijeka u liječenju osteosarkoma – najčešćeg malignog tumora kostiju kod djece i adolescenata.

Razgovarali smo, među ostalim, o mikrosferama, znanosti bez granica, životu u laboratoriju i izazovima s kojima se suočavaju mladi znanstvenici u Hrvatskoj.

Što su to mikrosfere na bazi kitozana i zašto su važne u liječenju tumora kosti?

Najjednostavnije rečeno – to su sitne čestice u koje smo ugradili antitumorski lijek koji se inače koristi u kemoterapiji, odnosno pri liječenju tumora kosti. Prednost tih čestica s lijekom u odnosu na kemoterapiju je ta da smo mi koristili znatno manje koncentracije (doze) lijeka nego što se stvarno primjenjuju. Na taj način se mogu dodatno smanjiti neželjeni učinci lijeka na pacijenta.

S obzirom na to da sam bila zaposlena kao asistentica-doktorandica Hrvatske zaklade za znanost na projektu Pametni sustavi za dostavu lijeka pri liječenju tumora kosti (voditeljica: izv. prof. dr. sc. Anamarija Rogina) od travnja 2021. do travnja 2025., u svom doktorskom radu bavila sam se istraživanjem i razvojem tih sitnih čestica na temelju prirodnoga, biorazgradljivoga polimera, uz dodatak metalnih iona i bioaktivne keramike, kao sustava za lokalnu dostavu antitumorskoga lijeka. Moja mentorica izv. prof. dr. sc. Rogina uvela me u svijet tkivnog inženjerstva i primjene biomaterijala.

Uz taj primarni zadatak, vodila sam laboratorijske vježbe iz nekoliko kolegija koji se održavaju na Zavodu za anorgansku kemijsku tehnologiju i nemetale na matičnom fakultetu, Fakultetu kemijskog inženjerstva i tehnologije, te sam sudjelovala u bilateralnom projektu Bioaktivni kompozitni materijali za inženjerstvo koštanog tkiva (voditelji: prof. dr. sc. Aldo R. Boccaccini, Institute of Biomaterials, University of Erlangen-Nuremberg, Njemačka, i izv. prof. dr. sc. Anamarija Rogina, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilište u Zagrebu).

Vaš rad spaja prirodne polimere, metalne ione i keramiku – koliko je takav interdisciplinarni pristup danas važan u znanosti?

U današnje vrijeme takav pristup je značajan, s obzirom na to da korišteni polimer može poslužiti kao primjer uporabe (prirodnog) otpada. Naime kitozan se može dobiti kemijskim ili enzimskim postupkom iz hitina, a koji se nalazi u oklopima rakova i škampa.

S druge strane, u radu sam koristila bakrove (II) ione, koji se nalaze u ljudskom tijelu kao esencijalni mikroelementi. Također, hidroksiapatit, bioaktivna keramika koju sam koristila, prisutan je u našem tijelu; štoviše, glavni je anorganski sastojak naših kostiju i zubi. Hidroksiapatit se također može dobiti iz prirodnih izvora, kao što je sipina kost. Na taj način se također iskorištava (prirodni) otpad.

Koliki je potencijal ovakvih mikrosfera u kliničkoj primjeni? Gdje su najveći izazovi u prijenosu iz laboratorija u praksu?

Rezultati doktorske disertacije ukazuju na potencijalnu kliničku primjenu – mikrosfere s lijekom znatno manje koncentracije nego što se primjenjuje u kemoterapiji inhibiraju rast stanica osteosarkoma, bez znatnog utjecaja na zdrave stanice.

Najveći izazovi u prijenosu iz laboratorija u praksu su scale-up procesa dobivanja samih mikrosfera. U radu sam koristila metodu elektroštrcanja, gdje se mikrosfere jednakih veličina, oblika i površinskih svojstava dobivaju primjenom visokog napona. Takvim postupkom je ograničena količina dobivenog produkta. Također, koristila sam emulziju kao metodu dobivanja mikrosfera, a čiji je nedostatak korištenje organskih otapala jer mogu biti toksična.

Iako bi scale-up ove metode bio nešto jednostavniji u odnosu na metodu elektroštrcanja, uporaba organskih otapala limitira primjenu. Stoga bi se prvo trebalo poraditi na optimizaciji procesa dobivanja mikrosfera. Nadalje, rezultati dobiveni u radu su vezani uz in vitro ispitivanja. Stoga bi sljedeći izazov svakako bilo provođenje in vivo ispitivanja, odnosno animalno ispitivanje.

Što vam je donijelo znanstveno usavršavanje u Španjolskoj i Danskoj?

Tijekom znanstvenog usavršavanja u Španjolskoj naučila sam osnove rada sa stanicama u biološkom laboratoriju te provođenje eksperimenata na stanicama s mikrosferama. S obzirom na to da sam kemijska inženjerka, to je bilo potpuno novo područje i iskustvo.

U Danskoj sam imala priliku upoznati dodatne metode karakterizacije materijala i stanica, kao što je npr. primjena konfokalnog mikroskopa, koji u Hrvatskoj nisu česti. Također, tijekom dvotjedne škole, produbila sam znanja o metodama priprave i primjene materijala za dostavu lijekova. Oba boravka su mi uvelike pomogla i unaprijedila izvođenje vlastitog istraživanja.

Međunarodni kontakt i projekti su važni jer se time stječu nova iskustva rada u međunarodnim timovima, a povećava se i prepoznatljivost našeg rada.

Koji su po vama najveći izazovi s kojima se suočavaju mlade znanstvenice i znanstvenici u Hrvatskoj?

To je teško pitanje jer je subjektivno. Na sveukupni dojam uvelike utječe radna okolina, a to je pak za svakog individualno. Ono što mogu reći je da imam odlične kolege i kolegice, profesore i profesorice s kojima surađujem, a to mi uvelike olakšava posao. Stoga u svom slučaju ne bih ništa mijenjala.

U STEM području još uvijek ima više kolega nego kolegica. Na mom fakultetu je pak veći udio znanstvenica nego znanstvenika i smatram da smo svi ravnopravni i da imamo jednake uvjete.

Imate impresivan broj publikacija već tijekom doktorata – što vas pokreće u znanstvenom radu? Što biste savjetovali studentici koja danas upisuje kemijsko inženjerstvo i razmišlja o znanstvenoj karijeri?

Prvenstveno me pokreću kolegice i kolege iz istraživačke skupine čija sam članica. Svi smo mladi i puno je ideja o tome što i kako raditi, pokušati napraviti nešto novo. Pozitivno radno okruženje je jako bitno za uspješno bavljenje znanošću. Naravno, doza upornosti i istraživačkog duha mora uvijek biti prisutna.

Studenticama i studentima koji upisuju kemijsko inženjerstvo i onima koji razmišljaju o znanstvenoj karijeri savjetovala bih da budu uporni i ustrajni u radu. Također, poručila bih da ne slušaju one koji kažu da je nešto teško napraviti ili ostvariti, nego da se ugledaju na one koji su to ostvarili. Jer to znači da se može.

Gdje se vidite za pet ili deset godina?

Bilo bi jako lijepo ako bi se provela daljnja istraživanja, u smislu animalnog te kliničkog istraživanja, te da su rezultati pozitivni (što bi se reklo: It's a long shot, but well worth trying). Ono što sam započela i što ću nastaviti istraživati i razvijati jesu pripravljene mikrosfere, ali bez dodatka antitumorskoga lijeka jer preliminarni rezultati ukazuju na potencijal takvih materijala za inhibiciju rasta stanica tumora, bez znatnog utjecaja na zdrave stanice.

Takvi materijali bi potencijalno bili još bolji u odnosu na mikrosfere s lijekom jer bismo izbjegli primjenu antitumorskoga lijeka, a koji sam po sebi ima štetne učinke na pacijente. Trenutno se vidim u akademiji jer me istraživački rad zanima, a rad na fakultetu to mu omogućava. Gdje ću raditi u budućnosti – to ćemo vidjeti.

Kako se opuštate nakon dana provedenog među česticama, mikrosferama i znanstvenim radovima?

Volim pogledati film ili seriju, čitati knjige (koje nisu vezane uz posao) i šetati.