Αν καλύψουμε με το χέρι μας έναν συναγερμό που χτυπάει, θα "πνίξουμε" τον ήχο του, αλλά αυτός στο παρασκήνιο θα συνεχίσει την προσπάθεια να ακουστεί. Με αυτόν τον τρόπο λειτουργούν πολλά αντικαρκινικά φάρμακα - αναστολείς: "Μπλοκάρουν" μια πρωτεΐνη που χρειάζονται τα καρκινικά κύτταρα για να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιαστούν. Όταν αποδεσμευτούν, η πρωτεΐνη μπορεί να ξαναρχίσει τη δουλειά της. 

Καινοτόμος θεραπευτική πρόταση της προπτυχιακής φοιτητικής ερευνητικής ομάδας iGEM Thessaloniki έχει στόχο όχι απλώς να αναστείλει την πρωτεΐνη που ευνοεί την ανάπτυξη του αδενοκαρκινώματος του πνεύμονα, αλλά να την καταστρέψει εντελώς. Στο παράδειγμα του συναγερμού, να τον απενεργοποιήσει και να τον αποσυνδέσει.

Για να το πετύχει αυτό, χρησιμοποιεί τα πεπτιδικά PROTACs, έναν έξυπνο μοριακό μηχανισμό με δύο «χέρια»: Το ένα πιάνει την πρωτεΐνη στόχο και το άλλο κολλάει επάνω της μια ετικέτα, ενημερώνοντας έναν φυσιολογικό μηχανισμό ελέγχου του κυττάρου ότι είναι εχθρός, ώστε να την καταστρέψει. 

Δύο μέλη της διεπιστημονικής ομάδας, η Μαργαρίτα Παπαστεργίου, τεταρτοετής φοιτήτρια στο Τμήμα Βιολογίας, και ο Ταξιάρχης Κοσμάς που φοιτά στο 3ο έτος του Τμήματος Ιατρικής, μιλούν στο iatronet.gr για το καινοτόμο project, με το οποίο θα διεκδικήσουν διάκριση στον διεθνή διαγωνισμό συνθετικής βιολογίας iGEM που θα διεξαχθεί στα μέσα Νοεμβρίου στο Παρίσι. 

Αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα

Η ομάδα iGEM Thessaloniki αποφάσισε να ασχοληθεί και φέτος με τον τομέα της ογκολογίας, αυτή τη φορά με το αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα, τον συχνότερο τύπο μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα με σημαντικές θεραπευτικές προκλήσεις. 

"Μιλάμε για ένα νόσημα, το οποίο παρότι μελετάται εκτενώς επί δεκαετίες, εξακολουθεί να έχει μία μέση πενταετή επιβίωση των ασθενών της στο 35%. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων ο καρκίνος διαγιγνώσκεται σε προχωρημένο στάδιο 3 και 4, όταν αρχίζει να μην είναι χειρουργικά προσβάσιμος", παρατηρεί ο κ. Κοσμάς, συμπληρώνοντας: "Στο τέταρτο στάδιο βλέπουμε μια πενιχρή επιβίωση των ασθενών, στο 5,8%. Είναι ο καρκίνος με τη συχνότερη επίπτωση σε μη καπνιστές, ενώ δείχνει μια αυξημένη προτίμηση στο γυναικείο φύλο".

Ο μηχανισμός με τα δύο "χέρια"

Η ερευνητική ομάδα σχεδίασε ένα πεπτιδικό PROTAC (Proteolysis Targeting Chimera), χρησιμοποιώντας τον έξυπνο μηχανισμό του με στόχο να εντοπίσει και να καταστρέψει επιλεκτικά δύο πρωτεΐνες - στόχους, την KRas και την MDM2.

"Ας φανταστούμε ότι έχει δύο χέρια, από τα οποία το ένα θα κρατάει τη επιβλαβή πρωτεΐνη και το άλλο θα βάζει την ετικέτα που θα τη στείλει στην καταστροφή", εξηγεί η κα. Παπαστεργίου και προσθέτει: "Το ίδιο το κύτταρο θα την καταστρέψει χρησιμοποιώντας το σύστημα ουβικουιτίνης - πρωτεασώματος, που είναι ο φυσιολογικός μηχανισμός καταστροφής πρωτετεϊνών του κυττάρου. Ουσιαστικά, η ετικέτα που βάζει το δεύτερο χέρι, του λέει οτι αυτή είναι επιβλαβής για το κύτταρο και του ζητάει να την καταστρέψει".

Σε αντίθεση με τα φάρμακα - αναστολείς, που συνδέονται με την πρωτεΐνη και αναστέλλουν (μπλοκάρουν) τη λειτουργία της, η θεραπευτική προσέγγιση της ομάδας στοχεύει στην επιλεκτική καταστροφή της. "Η αναστολή σε ένα σημείο είναι προσωρινή και κάποια στιγμή ο αναστολέας θα αποσυνδεθεί από την πρωτεΐνη και αν δεν έχει ενεργοποιηθεί ο κυτταρικός θάνατος του καρκινικού κυττάρου, θα επαναλειτουργήσει", παρατηρεί ο κ. Κοσμάς και προσθέτει: "Με τη δική μας προσέγγιση οδηγούμε την πρωτεΐνη στο να την κατακερματίζει το κύτταρο ελεγχόμενα με μόνιμο αποτέλεσμα που οδηγεί με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στον θάνοτο το καρκινικό κύτταρο. Είμαστε βέβαιοι ότι αν εισάγουμε την κατάλληλη ποσότητα φαρμάκου πλήττεται ένας πολύ μεγάλος αριθμός πρωτεϊνικών μορίων που εμείς έχουμε επιλέξει, οπότε το κύτταρο έχουμε μία αυξημένη πιθανότητα να υφίσταται σε τέτοιο βαθμό βλάβη ώστε να οδηγείται σε ελεγχόμενο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση)".

Τι έδειξαν τα in vitro πειράματα

Τα εργαστηριακά πειράματα της ερευνητικής ομάδας χρησιμοποιούν χημικά μόρια κατά δύο πρωτεϊνικών στόχων, της KRAS και της MDM2, σε μια καρκινική κυτταρική σειρά μοντέλο ανθρώπινου μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα. «Έχουμε καταφέρει να δείξουμε ότι και οι δύο όντως αποτελούν καλούς στόχους για να οδηγήσουν το καρκινικό κύτταρο σε απόπτωση. Υπάρχει αυτή η καρκινική κυτταροτοξικότητα που χρειάζεται για να προχωρήσουμε. Οπότε θεωρούμε ότι η επιλογή μας για αυτούς τους δύο στόχους ήταν καλή», σημειώνει η κα. Παπαστεργίου.

Η ίδια διευκρινίζει πως πρόκειται για μια ερευνητική προσπάθεια, που χρειάζεται πολύ δρόμο να διανύσει ώστε να αποδείξει πως είναι μια αποτελεσματική και ασφαλής θεραπευτική επιλογή. "Θα ήταν μεγάλη μας χαρά και τιμή να δούμε την ιδέα μας να συνεχίζει, να περνάει σε δοκιμές in vivo και να εξελίσσεται σε φάρμακο", αναφέρει, με τον κ. Κοσμά να συμπληρώνει: "Ποιος επιστήμονας που αγαπάει την επιστήμη του δεν ονειρεύεται κάτι τέτοιο, πόσο μάλλον όταν μιλάμε για ένα νόσημα, το οποίο πραγματικά μαστίζει την ανθρωπότητα και πεθαίνουν εκατομμύρια συνάνθρωποί μας κάθε χρόνο εξαιτίας αυτού". 

AETH3R project

Το όνομα του project της ερευνητικής ομάδας είναι εμπνευσμένο από τον Αιθέρα (Αἰθήρ), προσωποποίηση του καθαρού ανώτερου αέρα της ελληνικής μυθολογίας. Συμβολίζει τη διαύγεια, την ανανέωση και την αναπνοή μέσω των πνευμόνων, συνδέοντας συμβολικά την επιστήμη με τη μυθολογία. 

Τα μέλη της iGEM Thessaloniki διοργανώνουν σειρά κοινωνικών δράσεων με σκοπό να επικοινωνήσουν το έργο και το μήνυμά τους στον πολίτη, μέσω επιστημονικών ημερίδων και επισκέψεων σε σχολεία, κέντρα προστασίας ηλικιωμένων και άλλες δομές. 

Την ομάδα απαρτίζουν οι φοιτητές: 

  1. Μαργαρίτα Παπαστεργίου, 4ο έτος Τμήματος Βιολογίας, ΑΠΘ.
  2. Ερρικέττη-Θεοδώρα Μούμκα, 3ο έτος Τμήματος Ιατρικής, ΑΠΘ.
  3. Ηρώ- Φωτεινή Παπαζάχου, 4ο έτος Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, ΑΠΘ.
  4. Δημήτριος Κουκνάκος, 4ο έτος τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, ΑΠΘ. 
  5. Ταξιάρχης Κοσμάς, 3ο έτος Τμήματος Ιατρικής, ΑΠΘ.
  6. Ειρήνη Μελίτα Λαμπροπούλου, τελειόφοιτη Τμήματος Γεωπονίας, ΑΠΘ.
  7. Άννα Φιλινδρή, 3ο έτος Τμήματος Ιατρικής, ΑΠΘ.
  8. Ηλίας-Ευάγγελος Θεοχάρους, 2ο έτος Τμήματος Ιατρικής, ΑΠΘ.
  9. Αλέξανδρος Βλάχος, μεταπτυχιακός φοιτητής του προγράμματος Biomedical Engineering, ΑΠΘ.

Επιστημονικός υπεύθυνος της ομάδας είναι ο δρ Μιχαήλ Αϊβαλιώτης, καθηγητής στο Τμήμα Ιατρικής του ΑΠΘ και εκπαιδευτές οι διάσκουσες στο ίδιο Τμήμα δρ Κωνσταντίνα Ψαθά και δρ Στεφανία Μανιάτση. 

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Εμβολιασμός ευπαθών ομάδων: Οι συστάσεις υπάρχουν, τα κενά προστασίας παραμένουν
Ιλαρά: Αύξηση 40% στα κρούσματα σε παιδιά κάτω των 5 ετών παγκοσμίως
GLP-1 για την παχυσαρκία και τον διαβήτη: Γιατί χρειάζονται εξετάσεις πριν και μετά τη θεραπεία