Η «θηριακή» ήταν ένα ισχυρό φάρμακο που χρησιμοποιούσαν στην αρχαία Ελλάδα, αρχικά για την αντιμετώπιση των τοξικών δαγκωμάτων από ζώα και στη συνέχεια ως πανάκεια, κατά οποιασδήποτε ασθένειας. Χιλιάδες χρόνια αργότερα, μια διεπιστημονική ομάδα φοιτητών του ΑΠΘ εμπνεύστηκε από αυτήν για να ονομάσει THERIAC το ερευνητικό έργο με το οποίο σκοπεύει να εισέλθει δυναμικά στη μάχη για την αντιμετώπιση του καρκίνου.

Η ομάδα iGEM Thessaloniki, που αποτελείται από 11 φοιτητές 8 διαφορετικών επιστημονικών πεδίων, αναπτύσσει ένα καινοτόμο μοριακό εργαλείο που θα μπορούσε μελλοντικά να οδηγήσει σε μοριακό φάρμακο, το οποίο θα κάνει ταυτόχρονα διάγνωση και θεραπεία πολλών μορφών καρκίνου.

Το έργο, με το οποίο η ομάδα θα συμμετάσχει στον παγκόσμιο διαγωνισμό συνθετικής βιολογίας τον Οκτώβριο στο Παρίσι, στοχεύει σε μια από τις πιο σοβαρές μορφές εγκεφαλικού καρκίνου, το πολύμορφο γλοιοβλάστωμα, ευελπιστώντας πως θα αποτελέσει τη βάση για τη μελλοντική ανάπτυξη αποτελεσματικής θεραπείας. Με τις κατάλληλες προσαρμογές θα μπορούσε να επικεντρωθεί και σε άλλα είδη καρκίνων.

Δύο μέλη της iGEM Thessaloniki μιλούν στο iatronet.gr για το φιλόδοξο project και πώς ο συνδυασμός διάγνωσης και θεραπείας μπορεί να οδηγήσει στην πιο αποτελεσματική αντιμετώπιση πολύ επιθετικών καρκίνων, μέσω της στόχευσης σε συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα.

Γλοιοβλάστωμα

Το πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (GBM) είναι ο πιο κοινός κακοήθης όγκος εγκεφάλου στους ενήλικες και πλήττει περίπου 3 στα 100.000 άτομα ετησίως. Πρόκειται για τον καρκίνο με το χαμηλότερο ποσοστό πενταετούς επιβίωσης (μόλις 5%-6%) σε σύγκριση με άλλες μορφές.

Η διαθέσιμη θεραπεία συνήθως περιλαμβάνει χειρουργική επέμβαση, ακολουθούμενη από χημειοθεραπεία και ακτινοθεραπεία, η οποία συνήθως αποτυγχάνει να εξαλείψει πλήρως την περιοχή του εγκεφάλου που έχει προσβληθεί από τα καρκινικά κύτταρα. Όπως εξηγούν τα μέλη της ερευνητικής ομάδας, η επιθετική φύση του γλοιοβλαστώματος κάνει την ολική αφαίρεση της πλήτουσας εγκεφαλικής περιοχής πολύ δύσκολη και έτσι η πιθανότητα επανεμφάνισης είναι πολύ υψηλή. Το «THERIAC» (THEranostics using RNA Interference for Application in Cancer), φιλοδοξεί να λύσει αυτό το πρόβλημα συνεισφέροντας θεραπευτικά στο επίπεδο της γενετικής έκφρασης.

«Το μοριακό φάρμακο θα μπαίνει στον οργανισμό με κάποιον νανοφορέα, ένα μικρομόριο το οποίο θα περιέχει τον μηχανισμό στο εσωτερικό του. Θα χρησιμοποιεί κάποια μόρια DNA και RNA, τα οποία αρχικά θα ανιχνεύουν συγκεκριμένους καρκινικούς βιοδείκτες. Αυτοί με την σειρά τους εκκινούν μια διαδικασία για να απελευθερωθούν κάποια μόρια τα οποία θα λειτουργήσουν θεραπευτικά και θα καταστείλουν την αύξηση του όγκου», εξηγεί στο iatronet.gr ο φοιτητής του Τμήματος Βιολογίας του ΑΠΘ, Μάρκος Μαθιουδάκης.

Σήμερα η διάγνωση του γλοιοβλαστώματος γίνεται με μαγνητική ή αξονική τομογραφία εγκεφάλου, ακολουθούμενη από βιοψία για επιβεβαίωση. «Οι θεραπευτικές μέθοδοι κάνουν εξαιρετική δουλειά στην παράταση της ζωής του ασθενούς, παρόλα αυτά υπάρχουν πολλές εξ ορισμού δυσκολίες. Με την χειρουργική επέμβαση, είναι πάρα πολύ δύσκολη η συνολική αφαίρεση του όγκου και πολλές φορές μένουν υπολείμματα που μπορεί να εξελιχθούν σε επανεμφάνιση του όγκου, σημειώνει από την πλευρά του ο Στέλιος Σφονδύλης, φοιτητής του Τμήματος Μαθηματικών και προσθέτει: «Επιπλέον, το γλοιοβλάστωμα είναι γνωστό για την αντίσταση στη χημειοθεραπεία. Φαίνεται δηλαδή πως οι προσεγγιστικές θεραπευτικές μέθοδοι δεν είναι αρκετές στη φάση που βρισκόμαστε».

Η αξία των «Theranostics»

Η ιδέα του ερευνητικού project βασίζεται σε έναν συγκεκριμένο τομέα έρευνας, που ονομάζεται Theranostics. Ο νεολογισμός περιλαμβάνει τον συνδυασμό των λέξεων Therapeytics (θεραπεία) και Diagnostics (διάγνωση). Πρόκειται για μια ελπιδοφόρα εξέλιξη στον τομέα της ιατρικής, καθώς η ταυτόχρονη διάγνωση και θεραπεία μπορεί να είναι ωφέλιμη όχι μόνο για την εξοικονόμηση χρόνου και πόρων, αλλά και για το καλύτερο θεραπευτικό αποτέλεσμα, που είναι ο τελικός στόχος. 

Τα μέλη της φοιτητικής ομάδας πιστεύουν πως ο κατάλληλος συνδυασμός, με τη χρήση και νανοσωματιδίων (nanotheranostic) μπορεί να πετύχει την ακριβέστερη στόχευση σε συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα. Έτσι, επισημαίνουν, τα theranostics μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο που προσεγγίζουμε την θεραπεία του γλοιοβλαστώματος, καθιστώντας την πιο αποτελεσματική και στοχευμένη, με λιγότερες παρενέργειες και καλύτερα αποτελέσματα.

Οι προοπτικές

Ρωτήσαμε τα μέλη της ομάδας πότε πιστεύουν ότι θα μπορούσαμε να δούμε το THERIAC ως έτοιμο προϊόν, διαθέσιμο στην κλινική πράξη.

«Εμείς κάνουμε πολύ βασική έρευνα και προσπαθούμε να θέσουμε τα θεμέλια. Τον Οκτώβριο που θα ολοκληρώσουμε το έργο και θα το παρουσιάσουμε στον διαγωνισμό θα έχουμε κάνει το πρώτο βήμα. Θα χρειαστεί πάρα πολλή έρευνα για να φτάσει ακόμα και σε κάποιο ικανοποιητικό σημείο», διευκρίνισε ο κ.Σφονδύλης.

«Υπάρχει η σκέψη να συνεχιστεί το project και μετά τον διαγωνισμό ώστε να καταλήξει κάπου και να είναι επωφελές. Ειδάλλως, είναι open source και μπορεί οποιοσδήποτε να το συνεχίσει», προσέθεσε ο κ.Μαθιουδάκης.

Η διατμηματική – διεπιστημονική ομάδα αποτελείται από τους φοιτητές Άννα Αναστασίου, Δωροθέα Ευμορφίδου, Αικατερίνη Λεωνίδα, Μάρκο Μαθιουδάκη, Δέσποινα Παπαδοπούλου,  Έλλη Πεϊτσίνη, Ηλία Πηλιανίδη, Στυλιανό Σφονδύλη και Ιωάννα Χουστουλάκη.

Το διαγνωστικό εργαλείο DIAS

Στον παγκόσμιο διαγωνισμό συνθετικής βιολογίας, που θα πραγματοποιηθεί τον Οκτώβριο στο Παρίσι, θα συμμετάσχει και δεύτερη ομάδα από το ΑΠΘ, η iGEM MetaThess. Αποτελείται από μεταπτυχιακούς φοιτητές, οι οποίοι θα παρουσιάσουν το DIAS (Diagnostic Investigation Accurate System). Πρόκειται για ακριβές διαγνωστικό εργαλείο για τον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα. Αφορά το 84% των περιπτώσεων καρκίνου του πνεύμονα και είναι ο καρκίνος με τα μεγαλύτερα ποσοστά θνησιμότητας παγκοσμίως, κάτι που οφείλεται εν μέρει στη μη έγκαιρη διάγνωση.

Με την ανίχνευση ειδικών βιοδεικτών στο αίμα των ασθενών, το διαγνωστικό εργαλείο DIAS θα μπορεί να πραγματοποιεί διάγνωση στα αρχικά στάδια της νόσου, ώστε να γίνεται άμεση χειρουργική επέμβαση, συμβάλλοντας καθοριστικά στην αύξηση των ποσοστών επιβίωσης των ασθενών.

Το DIAS χρησιμοποιεί απλό μηχανισμό και δεν απαιτεί ακριβό εργαστηριακό εξοπλισμό, με αποτέλεσμα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ευκολία από όλα τα διαγνωστικά κέντρα. Πρόκειται για μια μικροπλακέτα (microfluidic chip) στην οποία εισάγεται το δείγμα αίματος, επεξεργάζεται στο εσωτερικό της συσκευής και τελικά αποδίδει ένα διαγνωστικό σκορ με την πιθανότητα ύπαρξης καρκίνου. Η συγκεκριμένη μικροπλακέτα μπορεί να κατασκευαστεί με τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης, διευκολύνοντας μελλοντικά την ευρεία παραγωγή τους από τις βιομηχανίες.