Κυτταρικές και γονιδιακές θεραπείες: Στοχεύοντας στην “πηγή” της ασθένειας

Από την ανακάλυψη των ακτίνων Χ έως την αποκρυπτογράφηση του DNA, οι ταχύτατες εξελίξεις στην ιατρική γνώση αλλά και την τεχνολογία, έχουν ως αποτέλεσμα, ασθένειες που κάποτε θεωρούνταν “ανίατες” σήμερα να θεραπεύονται, ή τουλάχιστον να αντιμετωπίζονται αποτελεσματικότερα.

Ωστόσο, παρά τις θετικές εξελίξεις, πολλές ασθένειες και διαταραχές εξακολουθούν να “αντιστέκονται” στις θεραπείες, επιβαρύνοντας την ποιότητα ζωής εκατομμυρίων ανθρώπων. Είναι χαρακτηριστικό, ότι περίπου 50 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως πάσχουν από τη νόσο Αλτσχάιμερ, ενώ ένα στα πέντε άτομα στις ανεπτυγμένες χώρες εμφανίζει καρδιακή ανεπάρκεια.

Τι θα συνέβαινε, λοιπόν, αν βρίσκαμε τον τρόπο να νικήσουμε ασθένειες, για τις οποίες μέχρι σήμερα δεν υπάρχει θεραπεία; Τι θα συμβεί αν καταφέρουμε να βρούμε την “πηγή” μιας νόσου και την σταματήσουμε εν τη γενέσει της;

Σε αυτήν την κατεύθυνση εργάζονται σήμερα χιλιάδες επιστήμονες σε όλο τον κόσμο, προσπαθώντας καθημερινά να εξελίξουν την αποτελεσματικότητα των κυτταρικών και γονιδιακών θεραπειών.

Πρόκειται για θεραπείες που εστιάζουν στην κατασκευαστική δομή του οργανισμού μας, επιδιώκοντας την αντικατάσταση των κατεστραμμένων ή δυσλειτουργικών γονιδίων και κύτταρων, με άλλα υγιή. Οι θεραπείες αυτές, μπορούν ενδεχομένως να προσφέρουν ίαση, εκεί όπου άλλες θεραπείες έχουν αποτύχει.

Δείτε τον μηχανισμό παρέμβασης των κυτταρικών και γονιδιακών θεραπείων:

Τι είναι η κυτταρική θεραπεία;

Είναι γνωστό, ότι το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 200 διαφορετικούς τύπους κυττάρων, με το καθένα από αυτά να συνεισφέρει σε κάποια συγκεκριμένη λειτουργία του οργανισμού.

Τα βλαστικά κύτταρα (stem cells), ή αλλιώς αρχέγονα κύτταρα, είναι κύτταρα που δεν έχουν υποστεί διαφοροποίηση και δεν φέρουν ειδικά χαρακτηριστικά. Είναι στρογγυλά μόρια, από τα οποία σχηματίζονται όλοι οι τύποι κυτταρικού ιστού. Αυτό το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό, τα καθιστά απίστευτα πολύτιμα για την επιστήμη.

Η ιδέα της χρησιμοποίησης ζωντανών κυττάρων για τη μείωση των δραματικών επιπτώσεων -ή ακόμα και την οριστική απαλλαγή ενός ασθενή- από μια νόσο, δεν είναι καινούργια. Χρησιμοποιείται εδώ και σχεδόν έναν αιώνα στις μεταγγίσεις αίματος, αλλά και πιο πρόσφατα, στις μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών.

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, μάλιστα, σημαντικές εξελίξεις στην έρευνα γύρω από τα βλαστικά κύτταρα κατάφεραν ακόμη και τον επαναπρογραμματισμό αυτών των κυττάρων. Η αντικατάσταση των κατεστραμμένων ή δυσλειτουργικών κυττάρων με νέα υγιή βλαστικά κύτταρα, μπορεί να βοηθήσει τον οργανισμό να ιαθεί.

Το πρωτοποριακό έργο πάνω στη χρήση των βλαστοκυττάρων, των John Gurdon και Shinya Yamanaka (βραβείο Νόμπελ 2012 στην Ιατρική και τη Φυσιολογία) σηματοδότησε την έναρξη της δυνατότητας οι επιστήμονες να μετατρέπουν αρχέγονα κύτταρα -όπως είναι τα κύτταρα του δέρματος- σε ένα νέο τύπο κυττάρων που ονομάζονται επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (iPSCs). Αυτά τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα μπορούν θεωρητικά να μετατραπούν στη συνέχεια, σχεδόν σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου και επομένως, σχεδόν σε οποιοδήποτε τύπο ιστού.

Με απλά λόγια, λοιπόν, η κυτταρική θεραπεία στηρίζεται στη χρήση αυτών των ζωντανών κυττάρων για τη βελτίωση της λειτουργίας του ανθρώπινου οργανισμού.

Η ανακάλυψη αυτή, έθεσε τα θεμέλια για την ταχεία ανάπτυξη του συναρπαστικού για την επιστήμη τομέα της αναγεννητικής ιατρικής. Η επιστήμη αυτή, έχει πλέον τη δυνατότητα με κύτταρα που προέρχονται από τον ίδιο τον ασθενή (αυτόλογα κύτταρα) ή από δότη (αλλογενή κύτταρα) να κατασκευάζει και να καλλιεργεί κύτταρα στο εργαστήριο και στη συνέχεια να τα μεταφέρει ξανά στον οργανισμό του ασθενούς, αντικαθιστώντας τα φθαρμένα ή κατεστραμμένα κύτταρα.

Η εταιρεία BlueRock Therapeutics, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί τα επαγόμενα βλαστικά κύτταρα iPSCs, ως πλατφόρμα, για την κατασκευή και αντικατάσταση κατεστραμμένων κυττάρων, σε ανθρώπινους οργανισμούς που πάσχουν από νευρολογικές, καρδιαγγειακές ή ανοσολογικές διαταραχές.

Στόχος της εταιρείας είναι να αναστρέψει τις καταστροφικές επιπτώσεις των συμπτωμάτων από καταστροφικές και επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία ασθένειες, όπως είναι η νόσος του Πάρκινσον – η ταχύτερα αναπτυσσόμενη νευροεκφυλιστική διαταραχή στον κόσμο.

Τι είναι τα iPSC;

Τι είναι η γονιδιακή θεραπεία;

Είναι γνωστό εδώ και πολλά χρόνια στην επιστήμη, ότι πολλές ασθένειες προκαλούνται από ένα δυσλειτουργικό γονίδιο και / ή από μια μετάλλαξη που οδηγεί σε μια συγκεκριμένη νόσο, όπως είναι η αιμορροφιλία, η νόσος του Huntington ή η δρεπανοκυτταρική αναιμία. Οι γονιδιακές θεραπείες επικεντρώνονται στη χρήση του ίδιου του γενετικού υλικού ως «φαρμάκου», για την επιδιόρθωση ή αποκατάσταση ανωμαλιών που προκαλούνται από ελαττωματικά γονίδια.

Η γονιδιακή θεραπεία μπορεί να λάβει διάφορες μορφές:

Η ex vivo (εκτός του οργανισμού) γονιδιακή θεραπεία πραγματοποιείται ως εξής: Οι επιστήμονες αφαιρούν από τον οργανισμό του ασθενούς τα κύτταρα που εμφανίζουν τη γενετική ανωμαλία, στη συνέχεια τα υποβάλλουν σε ειδική καλλιέργεια στο εργαστήριο και τέλος τα επαναφέρουν στον οργανισμό του ασθενούς, ώστε τα ίδια τα επιδιορθωμένα κύτταρα να συμβάλλουν στην καταπολέμηση της ασθένειας.

Η in vivo (εντός του οργανισμού) γονιδιακή θεραπεία, από την άλλη, στοχεύει στην αποκατάσταση ενός παθολογικού με ένα λειτουργικό γονίδιο που εισάγεται μέσω ενός φορέα (όπως είναι ένας μη παθογόνος ιός) ο οποίος στη συνέχεια εγχέεται απευθείας στην κυκλοφορία του αίματος, στοχεύοντας στα κύτταρα που πάσχοντος ιστού.

Η εταιρεία Asklepios BioPharmaceutical (AskBio), για παράδειγμα, είναι πρωτοπόρος στη γονιδιακή θεραπεία in vivo. Ο επιστημονικός συνιδρυτής της AskBio, Jude Samulski, ήταν ο πρώτος που απέδειξε ότι ένας αδενο-σχετιζόμενος ιικός φορέας (AAV) μπορούσε να κλωνοποιηθεί για θεραπευτικούς σκοπούς. Ο ΑΑV είναι ένας αβλαβής ιός που μεταφέρει ένα υγιές γονίδιο βοηθώντας το να στοχεύσει στα κύτταρα ενός ασθενούς με γενετική νόσο.

Θεραπεύοντας το ανίατο;

Οι κυτταρικές και γονιδιακές θεραπείες από κοινού, θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουμε την αντιμετώπιση μιας ασθένειας. Κάποια από τα πιο σημαντικά βήματα σε αυτόν τον νέο τομέα της ιατρικής, έγιναν στην ογκολογία.

Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ογκολογικών θεραπειών που έχουν δείξει τεράστια δυναμική τα τελευταία χρόνια, αποτελούν οι θεραπείες CAR-T. Πρόκειται για θεραπείες που περιλαμβάνουν την αφαίρεση και τον επαναπρογραμματισμό των Τ-κυττάρων (είδος ανοσοκυττάρου), στην κατεύθυνση της αποτελεσματικότερης ανίχνευσης και θανάτωσης καρκινικών κυττάρων.

Το μέλλον αυτών των θεραπειών αναμένεται συναρπαστικό. Οι κυτταρικές και γονιδιακές θεραπείες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πολύ πιο στοχευμένη και εξατομικευμένη στις ανάγκες κάθε ασθενούς θεραπεία. Θα μπορούσε να σηματοδοτήσει την οριστική νίκη της επιστήμης απέναντι σε ασθένειες που κάποτε θεωρούσαμε ανίατες.