Ελευθεροτυπία - «Θα βλέπουμε την αιτία μιας ασθένειας»

Η πρωτοποριακή συσκευή και οι ερευνητές επί το έργον

Η συσκευή η οποία είναι μοναδική στον κόσμο στο είδος της και βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο, δίνει τη δυνατότητα να βλέπει ο ερευνητής στο εσωτερικό ενός οργανισμού, με τη χρήση φθοριζουσών ουσιών και ακτίνων λέιζερ, τη γονιδιακή έκφραση μιας ασθένειας, δηλαδή από την αφετηρία της, να διαπιστώνει την αιτία δημιουργίας της, να παρακολουθεί την εξέλιξή της καθώς και τη δράση των παρεχόμενων φαρμάκων χωρίς να υπάρχει επέμβαση στον ασθενή.

Λευτέρης Οικονόμου

Η συσκευή αυτή δημιουργήθηκε στο πλαίσιο ενός μεγάλου διεπιστημονικού ευρωπαϊκού προγράμματος, στο οποίο συμμετέχουν 26 εργαστήρια από χώρες της Ευρώπης, και τη στρατηγική θέση του συντονιστή και μάναντζερ ταυτόχρονα έχει ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πρώην πρόεδρος του ΙΤΕ, Λευτέρης Οικονόμου, γεγονός εξαιρετικά σημαντικό για την Ελλάδα.

Βασίλης Ντζιαχρίστος,

Ο επίκουρος καθηγητής του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και συνεργάτης του ΙΗΔΛ, ο οποίος δημιούργησε τη συσκευή, Βασίλης Ντζιαχρίστος, και ο ερευνητής του ίδιου Ινστιτούτου Χόρχε Ριπόλ μάς είπαν:

«Αυτή η συσκευή γονιδιακής απεικόνισης έχει δημιουργηθεί εξολοκλήρου στο ΙΤΕ, υπάρχουν άλλες τρεις παρόμοιες συσκευές σε όλο τον κόσμο και συγκεκριμένα στο Χάρβαρντ, αλλά είναι συσκευές μοριακής απεικόνισης. Η συσκευή γονιδιακής απεικόνισης ως προς αυτό τον τομέα είναι μοναδική στον κόσμο. Αυτός ήταν και ο λόγος που έδωσε η Ευρωπαϊκή Ενωση ένα τόσο μεγάλο πρόγραμμα στο ΙΤΕ. Διότι η Ευρωπαϊκή Ενωση δεν διαθέτει τόσο προηγμένη τεχνολογία ακόμα».

Διάγνωση

Για τις δυνατότητες της νέα συσκευής και τις προοπτικές που δημιουργούνται στην παρακολούθηση και καταπολέμηση ασθενειών, οι κ. Ντζιαχρίστος και Ριπόλ τονίζουν: «Αυτή η μέθοδος μαζί με τη συσκευή γονιδιακής απεικόνισης είναι μια πλατφόρμα γενικού τύπου, με βάση την οποία μπορούν να μελετηθούν πολλές ασθένειες αλλά και η δράση φαρμάκων σ' αυτές και μάλιστα με διαχρονικό τρόπο, χωρίς να γίνεται επέμβαση στο ζωντανό οργανισμό.

Μπορούμε να δούμε δηλαδή την εξέλιξη της ασθένειας από την αρχή στο εσωτερικό του οργανισμού και να την κατανοήσουμε καλύτερα. Ταυτόχρονα όμως παρακολουθούμε λεπτομερειακά και τις επιδράσεις από τη δράση των φαρμάκων. Στη μέθοδο αυτή χρησιμοποιείται φως με την ίδια ένταση που έχει περίπου και το φως του ήλιου, επομένως δεν υπάρχουν παρενέργειες στον οργανισμό. Οι ασθένειες που μελετώνται είναι ο καρκίνος, τα αυτοάνοσα βαριά νοσήματα (Αλτσχάιμερ, διαβήτης, Χάντιγκντον, σκλήρυνση κατά πλάκας κ.λπ.).

Η τεχνολογία της μοριακής απεικόνισης, που έχει ξεκινήσει μόλις πέντε χρόνια σε μεγάλα πανεπιστήμια κυρίως των ΗΠΑ, ξεφεύγει εντελώς από το πεδίο της ανατομίας και της φυσιολογίας του οργανισμού, που λειτουργεί μέχρι τώρα η ιατρική. Βλέπει τις ασθένειες σε μοριακό επίπεδο, δηλαδή πραγματοποιεί διάγνωση της ασθένειας και παρακολούθηση της θεραπείας μέσω της γονιδιακής έκφρασης του οργανισμού σε επίπεδο ενζύμων και πρωτεϊνών».

Για τις ειδικότερες τεχνικές παραμέτρους αυτής της μεθόδου και τις πρακτικές εφαρμογές που ήδη έχουν υπάρξει, οι κ. Ντζιαχρίστος και Ριπόλ αναφέρουν: «Στην Αμερική ήδη έχουν κυκλοφορήσει τα πρώτα μηχανήματα με εφαρμογές σε ανθρώπους. Εναπομένει η έγκριση από τους υπεύθυνους Οργανισμούς Φαρμάκων.

Στη συσκευή του ΙΤΕ υπάρχουν δύο μέρη. Το ένα μέρος είναι η τεχνική που βασίζεται σε φως και το δεύτερο μέρος είναι η φθορίζουσα ουσία. Η τεχνική είναι ένας συνδυασμός μαθηματικών, φυσικής και μηχανικής, ώστε να γίνουν τρισδιάστατες τομογραφικές εικόνες σε όλα τα ζώα. Το ποντίκι που εξετάζουμε τοποθετείται πάνω στη συσκευή λέιζερ και του ρίχνουμε μια ακτίνα φωτός που διαχέεται εσωτερικά στον οργανισμό του.

Με τη χρήση ενός γονιδίου αναφοράς, το οποίο φθορίζει η παραγόμενη πρωτεΐνη του, μπορούμε και βλέπουμε τη φθορίζουσα πρωτεΐνη.

Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας μια υπερευαίσθητη κάμερα, παίρνουμε εικόνες από διαφορετική γωνία προβολής στην κάμερα. Η τομογραφική επεξεργασία των δισδιάστατων εικόνων φθορισμού παράγει μια τρισδιάστατη εικόνα γονιδιακής έκφρασης στο εσωτερικό του σώματος ενός οργανισμού. Με τη χρήση διαφορετικών χρωμάτων μπορούμε να δούμε εκφράσεις διαφορετικών γονιδίων ταυτόχρονα.

Θεραπεία στην αιτία

Αυτή η τεχνική για πρώτη φορά μάς δίνει τη δυνατότητα σε μοριακό επίπεδο να δούμε την αιτία δημιουργίας μιας ασθένειας, π.χ. ενός καρκίνου. Βλέπουμε τα μοριακά στοιχεία εξέλιξης των ασθενών και αργότερα θα μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε την επέμβαση που γίνεται από τα υπάρχοντα φάρμακα. Ανοίγει ο δρόμος για θεραπευτική αγωγή στην αιτία μιας ασθένειας.

Με τη γονιδιακή αυτή απεικόνιση πρέπει να βρεις κάθε φορά τη φθορίζουσα ουσία που θα αναγνωρίζει την εκάστοτε μοριακή διαδικασία, η οποία βρίσκεται υπό ανάπτυξη στο εσωτερικό ενός οργανισμού. Το πρόγραμμα αυτό γίνεται σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του ΙΤΕ και συγκεκριμένα με τους ερευνητές Κλειώ Μαμαλάκη και Σήφη Παπαματθαιάκη, οι οποίοι θέτουν τα βιολογικά ερωτήματα».

Το πρόγραμμα

Ο συντονιστής του φιλόδοξου αυτού ευρωπαϊκού προγράμματος, Λευτέρης Οικονόμου, για τη βαρύτητα και το εύρος του πολυσήμαντου αυτού επιστημονικού εγχειρήματος αλλά και για την ελληνική επιτυχία να είναι το ΙΤΕ επικεφαλής μιας τόσο σημαντικής διαδικασίας, μας είπε: «Είναι ένα μεγάλο ευρωπαϊκό πρόγραμμα 5ετούς διάρκειας και η κοινοτική οικονομική συμμετοχή ανέρχεται στα 11 εκατομμύρια ευρώ.

Συμμετέχουν 26 ερευνητικά εργαστήρια και συντονιστής είναι το ΙΤΕ, υπεύθυνος επιστημονικά είμαι εγώ, και αυτό από διοικητική και λειτουργική άποψη είναι σημαντικό, διότι για πρώτη φορά στο Εκτο Πρόγραμμα πλαίσιο των Βρυξελλών και η ευθύνη μάναντζερ ανήκει στο συντονιστή, ο οποίος έχει και την ευθύνη έναντι της Ε.Ε.

Πρέπει λοιπόν να υπάρχει αρμονία στη συνεργασία και αυστηρός έλεγχος με ορκωτούς λογιστές κάθε φορά που γίνεται ο ετήσιος οικονομικός απολογισμός μαζί με τον ερευνητικό».

Για τις επιστημονικές πτυχές του προγράμματος ο κ. Οικονόμου επισήμανε: «Είναι φιλόδοξο επιστημονικά πρόγραμμα, γιατί η απεικόνιση του εσωτερικού των μικρών ζώων, έχει μεγάλη βιολογική αξία διότι μπορεί να του αλλάξουν το γενετικό κώδικα, ώστε να παράγει ο ζωντανός οργανισμός μια φθορίζουσα πρωτεΐνη και επομένως να παρακολουθήσουμε λεπτομερώς βιολογικές λειτουργίες και να ρίξουμε κάποιο νέο φως στο μεγάλο μυστήριο της ζωής.

Παρ' όλο που το πρόγραμμα έχει σκοπό να αναπτύξει απεικονιστικές τεχνικές για την παρακολούθηση βιολογικών λειτουργιών σε μικρά ζώα, όπως π.χ. ποντίκια, εντούτοις οι τεχνικές αυτές μπορούν να εφαρμοστούν τώρα και στην ιατρική προκειμένου να γίνει διάγνωση ασθενειών, όπως η αρθρίτιδα, ο καρκίνος του μαστού κ.λπ., που ο προβληματικός ιστός δεν απέχει πολύ από την επιφάνεια του σώματος.

Η παραγόμενη κατά παραγγελία φθορίζουσα πρωτεΐνη είναι εξειδικευμένη και μπορεί να πηγαίνει στο συγκεκριμένο όργανο που θέλουμε να μελετήσουμε, π.χ. στο συκώτι ή στον θυρεοειδή κ.λπ.

Ο τρόπος που βλέπεις την πρωτεΐνη είναι η φθορίζουσα ακτινοβολία της έπειτα από διέγερση που προκαλεί μία ακτίνα λέιζερ.

Στην κλασική ιατρική η τομογραφία γίνεται με ακτίνες Χ, εδώ πραγματοποιείται με ορατό φως, π.χ. πράσινο φως. Οι ιστοί δεν είναι το ίδιο διαπερατοί με όλο το φως. Στο υπέρυθρο η απορρόφηση είναι λιγότερη από το πράσινο, αυτό σημαίνει ότι θέλουμε να έχουμε φθορίζουσες πρωτεΐνες στο υπέρυθρο και όχι στο πράσινο.

Πρέπει επομένως να κανονίζεις ο οργανισμός να φτιάχνει αυτές τις πρωτεΐνες στο υπέρυθρο χωρίς να είναι τοξικές.

Τελευταία υπάρχουν πληροφορίες ότι ένας ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ έχει δημιουργήσει κόκκινες πρωτεΐνες.

Στόχος είναι να δημιουργηθούν και οι νέες πρωτεΐνες από έναν Ρώσο καθηγητή του Πανεπιστημίου της Μόσχας, τον Κονσταντίν Λουκιάνοφ, που μετέχει στο πρόγραμμα. Μάλιστα τις πρωτεΐνες αυτές προσπαθούν να τις βρουν από θαλάσσιους οργανισμούς που έχουν έντονα χρώματα.

Το δεύτερο σκέλος του προγράμματος αφορά την αρχική φάση σχηματισμού των εμβρύων, όταν είναι ακόμη ημιδιαφανή, όπου με άλλες τεχνικές μπορεί να βλέπει κανείς όλη τη διαδικασία εξέλιξης των εμβρύων.

Το τρίτο σκέλος του προγράμματος είναι να κοιτάξεις σε κυτταρικό επίπεδο τις περίπλοκες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα εκεί.

Το δεύτερο και το τρίτο σκέλος του προγράμματος πραγματοποιείται από ξένα εργαστήρια. Τους βιολόγους τους αφορούν και τα τρία σκέλη.

Το πρόγραμμα είναι συνεργασία βιολόγων, φυσικών, μηχανικών, βιοχημικών, μαθηματικών και επιστημόνων υπολογιστών».