Νέους ελπιδοφόρους τύπους πρωτότυπων εμφυτεύσιμων εμβολίων
αντιμετώπισης του καρκίνου με εξατομικευμένη θεραπεία έχουν αναπτύξει επιστήμονες του Πανεπιστημίου Κρήτης, σε συνεργασία με ερευνητές του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (Σ. Σιμιτζή, Α. Σιακουλή-Γαλανοπούλου, Α. Ρανέλλα, Μ. Στρατάκης, Κ. Φωτάκης), με επικεφαλής την καθηγήτρια Ειρήνη Αθανασάκη, ανοίγοντας έτσι νέους δρόμους στην έρευνα και τη θεραπεία του καρκίνου για εκατομμύρια ανθρώπους στον πλανήτη.
• Κυρία Αθανασάκη, πού έχει φτάσει η έρευνά σας στα εμβόλια;
Ξεκινώντας με την ανάπτυξη εμβολίων σε απλές ουσίες (αντιγόνα), οι μελέτες μας επεκτάθηκαν με επιτυχία σε μολυσματικούς μικροοργανισμούς και στη συνέχεια στον καρκίνο.
Τα αρχικά τους ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο έγκυρο διεθνές περιοδικό «Vaccine1», ενώ η συνέχεια της δουλειάς μας παρουσιάστηκε στο Ευρωπαϊκό Συνέδριο Ανοσολογίας (European Congress of Immunology), τον Σεπτέμβριο του 2015.
Σε αυτό μάλιστα, η εργασία με τίτλο «Transplantable immune modulation in response to autologous cancer cells» (P.D. 26.13) τιμήθηκε με το «EFIS 2015 Travel Grant award».
Η πολλά υποσχόμενη νέα τεχνολογία που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Κρήτης έχει ήδη κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στον ΟΒΙ (Οργανισμός Βιομηχανικής Ιδιοκτησίας) και μόνο αν βρεθούν τα απαραίτητα κονδύλια θα μπορέσει να προχωρήσει στη κατάθεση ευρωπαϊκής ή διεθνούς πατέντας.
Κονδύλια, βέβαια, που το Πανεπιστήμιο Κρήτης αδυνατεί να καλύψει.
• Πώς γίνεται η διαδικασία εφαρμογής της νέας μεθόδου;
Η εφαρμογή της στην αντιμετώπιση του καρκίνου αποβλέπει στην εξατομικευμένη ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος του ασθενή, ενάντια στον συγκεκριμένο καρκινικό τύπο που φέρει.
Με μια απλή αιμοληψία θα απομονώνονται από το αίμα του ασθενή τα κατάλληλα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτά καλλιεργούνται σε μια τρισδιάστατη επιφάνεια.
Στην καλλιέργεια προστίθενται θραύσματα καρκινικών κυττάρων που προέρχονται από τη βιοψία του καρκινικού ιστού.
Τα κύτταρα που έχουν καλλιεργηθεί στις τρισδιάστατες επιφάνειες προσλαμβάνουν τα θραύσματα και είναι έτοιμα να τα παρουσιάσουν στο ανοσοποιητικό σύστημα.
Οι «ενεργοποιημένες» πλέον επιφάνειες εμφυτεύονται στον ασθενή βοηθώντας το ανοσοποιητικό του σύστημα να καταπολεμήσει τα καρκινικά κύτταρα.
• Τι γίνεται με την ανάπτυξη των εμβολίων έως τώρα;
Η ανάπτυξη πλήρως αποτελεσματικών και χωρίς παρενέργειες εμβολίων είναι ένα αινιγματικό και ανοιχτό θέμα στην έρευνα.
Τα εμβόλια «πρώτης γενιάς» πραγματεύονται κυρίως την αποδυνάμωση ενός μικροοργανισμού. Αυτά είναι ικανά να επάγουν ειδικές αποκρίσεις Τ και Β λεμφοκυττάρων.
Ωστόσο, μολονότι είναι πιο αποτελεσματικά, υπάρχει σημαντικός κίνδυνος μολυσματικότητας. Η ανάγκη για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών εμβολίων με χαμηλές παρενέργειες οδήγησε στη δεύτερη γενιά εμβολίων.
Πρόκειται για τα εμβόλια που δεν χρησιμοποιούν ολόκληρο τον μικροοργανισμό, αλλά συγκεκριμένες πρωτεΐνες του ή και κομμάτια των πρωτεϊνών του.
Από τη μία, τα εμβόλια αυτά είναι σε θέση να επάγουν τη παραγωγή ειδικού αντισώματος, ενώ από την άλλη απαιτούν τη χρήση των ενισχυτικών για μη ειδική ανοσολογική διέγερση του οργανισμού.
Δυστυχώς οι ενισχυτικές αυτές ουσίες έχουν μη ειδικές παρενέργειες και δεν ελέγχονται αποτελεσματικά στις μέρες μας. Η ασφάλεια των εμβολίων είναι ένα σοβαρό θέμα που απασχολεί την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας.
Το γεγονός ότι η ασφάλεια του εμβολίου μπορεί να αξιολογηθεί μόνο μετά από μαζική ανοσοποίηση του πληθυσμού εγείρει σοβαρά ζητήματα βιοηθικής.
• Πώς αντιμετωπίζεται μέχρι τώρα η ιδιαιτερότητα του κάθε ατόμου;
Ακριβώς, ένα άλλο σημαντικό ζήτημα που θα πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη στην ανάπτυξη ενός εμβολίου είναι η μοναδικότητα του κάθε ατόμου ως προς την ιστοσυμβατότητά του (αυτή άλλωστε ευθύνεται για την απόρριψη μοσχεύματος).
Η ιστοσυμβατότητα εκπροσωπείται από δύο κυρίως είδη πρωτεϊνών, τις πρωτεΐνες τάξης Ι και τάξης ΙΙ.
Οι πρωτεΐνες αυτές είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη μιας ανοσολογικής απόκρισης, εφόσον πρέπει να προσδέσουν κάποια μικρά κομμάτια (αντιγονικά επίτοπα) της παθογόνου ουσίας.
Ετσι, ο κάθε οργανισμός καταπολεμά το εκάστοτε παθογόνο με τον δικό του ιδιαίτερο τρόπο, που εξαρτάται από την ιστοσυμβατότητά του.
Καταλαβαίνουμε, λοιπόν, ότι όσο πιο μεγάλος είναι ο μικροοργανισμός που προσβάλλει τον οργανισμό, τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες να βρεθεί κάποιο παθογόνο τμήμα που να ταιριάζει με την ιστοσυμβατότητά του, ώστε να μπορεί να καταπολεμήσει το παθογόνο.
Αυτός είναι ο λόγος που τα εμβόλια πρώτης γενιάς είναι πιο αποτελεσματικά. Αντιθέτως, στη δεύτερη γενιά εμβολίων αυτή η πιθανότητα είναι περιορισμένη λόγω του μικρότερου αριθμού αντιγονικών επιτόπων.
Σε αυτή τη περίπτωση υπάρχουν άτομα που δεν καταφέρνουν να αναπτύξουν ανοσολογική απόκριση και οδηγούνται σε απάθεια.
• Εσείς, κ. Αθανασάκη, έχετε αναπτύξει εντελώς διαφορετική επιστημονική μεθοδολογία;
Για να ξεπεραστούν αυτές οι δυσκολίες, η αρχική ιδέα που οδήγησε στην ανάπτυξη της τεχνολογίας που περιγράφουμε εδώ ήταν να βρεθεί ένα σύστημα στο οποίο η αρχική ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος ενός ατόμου από τον μικροοργανισμό να γίνεται στα κύτταρα του ίδιου του ατόμου, αλλά εκτός οργανισμού (in vitro).
Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται η μολυσματικότητα. Στη συνέχεια, η εμφύτευση αυτού του βιοσυστήματος (in vivo) θα μπορούσε να ενεργοποιήσει ολόκληρο τον οργανισμό.
Η υλοποίηση αυτής της ιδέας οδηγεί στον εξατομικευμένο εμβολιασμό, ενώ παράλληλα εξαλείφει όλες τις παρενέργειες που οφείλονται στη μη ειδική διέγερση των ανοσοενισχυτικών, εφόσον το ίδιο το σύστημα που χρησιμοποιείται προκαλεί την αναγκαία διέγερση για την έναρξη της ανοσοαπόκρισης.
• Πρακτικά πώς επιτυγχάνεται αυτό;
Οι εμφυτεύσιμες δομές που προτείνονται αποτελούνται από τρισδιάστατες επιφάνειες πυριτίου μικροδομημένες με λέιζερ υπέρστενων παλμών.
Η προτεινόμενη δόμηση του πυριτίου με λέιζερ επιτρέπει την ελεγχόμενη και υψηλής ανάλυσης δημιουργία δομών.
Η επιλογή της κατάλληλης τραχύτητας και χημείας της επιφάνειας έγινε με βάση την προσκόλληση των αντιγονοπαρουσιαστικών κυττάρων και την ικανότητα παραγωγής ειδικού αντισώματος και αυξητικών παραγόντων μετά από προσθήκη του αντιγόνου και των απαραίτητων κυττάρων.
Για τη μετάβαση από την επιτυχημένη in vitro διαδικασία στην in vivo κατάσταση εξετάστηκαν δύο παράγοντες: ο πρώτος είναι κατά πόσο αυτές οι επιφάνειες πυριτίου μπορούν να παρέχουν ανοσοδιεγερτικά σήματα στον οργανισμό, έτσι ώστε να υπάρχει δυνατότητα αποφυγής της χρήσης των ενισχυτικών, και ο δεύτερος είναι το αν παρέχουν τη δυνατότητα παραγωγής αντισώματος.
• Υπάρχουν χειροπιαστά αποτελέσματα;
Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν αύξηση παραγωγής αντισώματος, αύξηση του παράγοντα TNF-a (tumor necrosis factor) και μείωση της αντιφλεγμονώδους IL-10, επομένως φαίνεται ήδη πως η δομή αυτή μπορεί να συμβάλει στην καταπολέμηση του όγκου από τον οργανισμό.
Η εφαρμογή της νέας αυτής τεχνολογίας στην αντιμετώπιση του καρκίνου αποβλέπει στην εξατομικευμένη ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος του ασθενή ενάντια στον συγκεκριμένο καρκινικό τύπο που φέρει.
Τα ογκοειδικά αντιγόνα που εμφανίζονται στα καρκινικά κύτταρα, και είναι μοναδικά για το κάθε άτομο, χρησιμοποιούνται ώστε να ενεργοποιήσουν την ειδική άμυνα του κάθε ασθενή παράγοντας αντισώματα, αλλά κυρίως ενεργοποιώντας τα κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα για την εξουδετέρωση των καρκινικών κυττάρων.
Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας ανοίγει νέους ορίζοντες υψηλής σημασίας, τόσο στην έρευνα όσο και στη θεραπεία.
efsyn