Ομάδα επιστημόνων στο Ινστιτούτο Ολοκληρωμένων Επιστημών Κυττάρων-Υλικών (iCeMS) του Πανεπιστημίου του Κιότο δημιούργησε ένα θεραπευτικό εργαλείο βασισμένο σε πρωτεΐνες που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε ασθένειες που προκαλούνται από επιβλαβή ή περιττά κύτταρα.

Το νέο εργαλείο, που δημοσιεύτηκε στο Nature Biomedical Engineering, περιλαμβάνει μια συνθετική πρωτεΐνη που ονομάζεται Crunch, συντομογραφία του Connector for Removal of Unwanted Cell Habitat. Το Crunch χρησιμοποιεί το φυσικό σύστημα απομάκρυνσης αποβλήτων του σώματος για να καθαρίσει συγκεκριμένα κύτταρα-στόχους, προσφέροντας ελπίδα για βελτιωμένες θεραπείες για τον καρκίνο, τα αυτοάνοσα νοσήματα και άλλες ασθένειες όπου τα επιβλαβή κύτταρα προκαλούν βλάβη.

Κάθε μέρα, δισεκατομμύρια κύτταρα του σώματός μας πεθαίνουν φυσικά ως μέρος φυσιολογικών διεργασιών. Αυτά τα νεκρά κύτταρα καθαρίζονται γρήγορα από ανοσοκύτταρα που ονομάζονται φαγοκύτταρα. Τα φαγοκύτταρα λειτουργούν σαν μικροσκοπικές ηλεκτρικές σκούπες, εντοπίζοντας τα νεκρά κύτταρα ανιχνεύοντας ένα σήμα "φάε με" στην επιφάνειά τους. Μόλις αναγνωρίσουν αυτό το σήμα, περιβάλλουν και χωνεύουν τα νεκρά κύτταρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται "φαγοκυττάρωση"ή πιο συγκεκριμένα "εξωκυττάρωση".

"Αυτό που κάναμε είναι να πάρουμε αυτό το φυσικό σύστημα καθαρισμού και να το επαναπρογραμματίσουμε ώστε να στοχεύει ζωντανά κύτταρα που δεν θα έπρεπε να βρίσκονται εκεί», εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, κ. Γιούκι Γιαμάτο της Μεταπτυχιακής Σχολής Βιοσπουδών στο Πανεπιστήμιο του Κιότο.

"Φτιάξαμε το Crunch τροποποιώντας μια πρωτεΐνη που ονομάζεται πρωτεΐνη S, η οποία κανονικά βοηθά τα φαγοκύτταρα να αναγνωρίζουν τα νεκρά κύτταρα. Αλλά αντί να συνδέεται με νεκρά κύτταρα, δώσαμε στο Crunch την ικανότητα να αναγνωρίζει συγκεκριμένα ζωντανά κύτταρα που θέλουμε να αφαιρέσουμε, όπως καρκινικά κύτταρα ή υπερδραστήρια ανοσοκύτταρα σε αυτοάνοσα νοσήματα".

Για να το πετύχουν αυτό, οι ερευνητές αντικατέστησαν το μέρος της πρωτεΐνης S που ανιχνεύει τα θνησιγόμενα κύτταρα με ένα είδος αισθητήρα που μπορεί να αναγνωρίσει μοναδικές επιφανειακές πρωτεΐνες που βρίσκονται μόνο σε ανεπιθύμητα κύτταρα. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να σχεδιαστούν με τρόπο που να στοχεύει σχεδόν οποιοδήποτε τύπο κυττάρου. Μόλις το Crunch συνδεθεί με τον επιλεγμένο στόχο του, συνδέει αυτό το κύτταρο με τα φαγοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια το κατακλύζουν και το διασπούν.

Το Crunch λειτουργεί σαν μια ετικέτα παράδοσης υψηλής ακρίβειας. Δεν σκοτώνει απευθείας τα κύτταρα. Αντίθετα, τα επισημαίνει με τρόπο που ξεγελάει το ανοσοποιητικό σύστημα κάνοντάς το να νομίζει ότι είναι έτοιμα για απομάκρυνση. Αυτό κάνει το ίδιο το σώμα να τα αποβάλλει, χρησιμοποιώντας διαδικασίες στις οποίες βασίζεται ήδη καθημερινά.

Ο καθηγητής Jun Suzuki, από το iCeMS στο Πανεπιστήμιο του Κιότο, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης, περιγράφει πώς δοκίμασαν το νέο σύστημα.

"Σε ποντίκια, χρησιμοποιήσαμε το Crunch για να απαλλαγούμε από καρκινικά κύτταρα που είχαν σχεδιαστεί για να εκφράζουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες της κυτταρικής επιφάνειας, ώστε να μπορούμε να τα παρακολουθούμε. Το χρησιμοποιήσαμε επίσης για να εξαλείψουμε ορισμένα ανοσοκύτταρα σε ένα μοντέλο λύκου, μιας ασθένειας όπου το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται σε υγιείς ιστούς. Και στις δύο περιπτώσεις, τα επιβλαβή κύτταρα εξαλείφθηκαν με επιτυχία και τα σημάδια της νόσου μειώθηκαν".

Το νέο εργαλείο θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμο για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Πολλές τρέχουσες θεραπείες, όπως η θεραπεία με κύτταρα CAR-T ή τα φάρμακα που βασίζονται σε αντισώματα, είναι χρήσιμες, αλλά έχουν και ορισμένους περιορισμούς. Στην περίπτωση του CAR-T, τα αιμοσφαίρια συλλέγονται από τον ασθενή, τροποποιούνται στο εργαστήριο και στη συνέχεια επανατοποθετούνται. Το Crunch, από την άλλη πλευρά, είναι μια θεραπεία που βασίζεται σε πρωτεΐνες και θα μπορούσε ενδεχομένως να χορηγηθεί μέσω μιας απλής ένεσης.

Επειδή ο αισθητήρας στόχευσης του Crunch μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με την ασθένεια, λειτουργεί σαν μια προσαρμόσιμη πλατφόρμα.

"Πιστεύουμε ότι αυτό θα μπορούσε να γίνει ένα νέο είδος θεραπείας που μπορεί να προσαρμοστεί σε πολλές παθήσεις. Μπορούμε επίσης να υιοθετήσουμε τους αισθητήρες στόχευσης από αντισώματα και CAR-T. Είναι το οικοσύστημα για τα διάφορα θεραπευτικά εργαλεία", λέει ο Suzuki.

Η ομάδα εργάζεται τώρα για να καταστήσει το Crunch ασφαλέστερο, πιο εύκολο στην παραγωγή και πιο αποτελεσματικό σε πραγματικές συνθήκες. Με περαιτέρω έρευνα, αυτή η τεχνική θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα σε μια νέα γενιά θεραπειών που βοηθούν το σώμα να καθαρίσει τα επιβλαβή κύτταρα με ακριβή και φυσικό τρόπο.

Πηγές:
Medical Express

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Κουραμπιέδες, μελομακάρονα και μια αίσθηση ανεκπλήρωτου
Το πρώτο και μοναδικό βιο - ομοειδές φάρμακο για την πολλαπλή σκλήρυνση μπαίνει στις ΗΠΑ
Ι. Βαρδακαστάνης: Το αναπηρικό κίνημα συνεχίζει να αγωνίζεται και να διεκδικεί