Ενα… ασχημούτσικο παρασιτικό ψάρι χωρίς σιαγόνες μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για πιο αποτελεσματικές θεραπείες ενάντια σε διαφορετικές παθήσεις του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων του τραύματος, του εγκεφαλικού επεισοδίου, αλλά και του καρκίνου.
«Ψαρο-δανεισμός»
Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τους ειδικούς που προσπαθούν να αντιμετωπίσουν τον καρκίνο και άλλες σοβαρές νόσους του εγκεφάλου είναι το να διασφαλίσουν ότι τα φάρμακα θα φθάσουν στον στόχο τους. Τώρα μια ομάδα ειδικών στη Βιοϊατρική Μηχανική και κλινικών γιατρών από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον και το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Οστιν «δανείστηκε» μόρια από το ανοσοποιητικό σύστημα του παρασιτικού ψαριού που ονομάζεται λάμπραινα ή μύραινα (lamprey) προκειμένου να μεταφέρει αντικαρκινικές θεραπείες απευθείας στους καρκινικούς όγκους.
Σε αντίθεση με τα περισσότερα φάρμακα που χρησιμοποιούνται σήμερα τα οποία στοχεύουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά επάνω ή μέσα σε μεμονωμένα κύτταρα των οργάνων και των ιστών του ανθρώπινου οργανισμού, τα μόρια που προέρχονται από τη λάμπραινα έχουν διαφορετικό στόχο.
Αυτός είναι η εξωκυττάρια μήτρα, ένα πλέγμα πρωτεϊνών και σακχάρων που περιβάλλει και υποστηρίζει όλα τα κύτταρα του εγκεφάλου.
Οι ερευνητές πιστεύουν, όπως ανέφεραν σε δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Science Advances», ότι τα μόρια του ψαριού μπορούν να συνδυαστούν με ένα ευρύ φάσμα άλλων θεραπειών δίνοντας ελπίδα για θεραπεία όχι μόνο του καρκίνου του εγκεφάλου αλλά και άλλων νόσων όπως η πολλαπλή σκλήρυνση και η νόσος Αλτσχάιμερ καθώς και των τραυματισμών στον εγκέφαλο.«Πιστεύουμε ότι αυτό το σετ μορίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια πλατφόρμα τεχνολογίας για πλήθος καταστάσεων» ανέφερε ο Ερικ Σούστα, καθηγητής Χημικής και Βιολογικής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον.
«Κλειδί» ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός
Η τεχνολογία αυτή εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι πολλές νόσοι παρεμβαίνουν σε έναν από τους σημαντικούς φυσικούς αμυντικούς μηχανισμούς του οργανισμού, τον αποκαλούμενο αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος «ντύνει» τα αιμοφόρα αγγεία του κεντρικού νευρικού συστήματος και προστατεύει τον εγκέφαλο από πιθανές απειλές όπως οι τοξίνες και τα παθογόνα που κυκλοφορούν στο υπόλοιπο σώμα.
Πολλά φάρμακα – συμπεριλαμβανομένων των μορίων που προέρχονται από τη λάμπραινα – δεν μπορούν να φθάσουν στον εγκέφαλο όταν εγχυθούν στην κυκλοφορία του αίματος επειδή ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός δεν αφήνει μεγάλα μόρια να διεισδύσουν σε αυτόν.
Ωστόσο σε περιπτώσεις όπως ο καρκίνος του εγκεφάλου, το εγκεφαλικό, το τραύμα και η πολλαπλή σκλήρυνση ο φραγμός εμφανίζει «διαρροές» μέσα και γύρω από τις περιοχές που νοσούν. Τα σημεία «διαρροής» του φραγμού αποτελούν και τέλειες πύλες εισόδου φαρμάκων. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι από αυτά τα σημεία τα μόρια του ψαριού θα μπορούν να φθάσουν στον εγκέφαλο και να μεταφέρουν φάρμακα ακριβώς εκεί όπου χρειάζεται κάθε φορά. «Μόρια σαν και αυτά υπό φυσιολογικές συνθήκες δεν μπορούν να μεταφέρουν «φορτίο» στον εγκέφαλο. Ωστόσο, όπου υπάρχει σημείο «διαταραχής» του φραγμού, τα μόρια μπορούν να το εκμεταλλευθούν ώστε να μεταφέρουν τα απαραίτητα φάρμακα ακριβώς στην πάσχουσα περιοχή» σημείωσε ο δρ Σούστα.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε αυτή την ιδέα σε ποντίκια με γλοιοβλάστωμα, μια άκρως σοβαρή μορφή καρκίνου του εγκεφάλου. «Συνέδεσε» τα μόρια του ψαριού με το χημειοθεραπευτικό φάρμακο δοξορουβικίνη. Οπως προέκυψε, η θεραπεία παρέτεινε την επιβίωση των ζώων.
Σημαντικά πλεονεκτήματα της εξωκυττάριας προσέγγισης
Σύμφωνα με τους ειδικούς, η νέα προσέγγιση στόχευσης της εξωκυττάριας μήτρας εμφανίζει σημαντικά πλεονεκτήματα. Εκτός του ότι πολλές και διαφορετικές θεραπείες μπορούν να συνδυαστούν με τα μόρια του ψαριού, μπορεί να γίνει συνδυασμός των μορίων και με τεχνικές που ανοίγουν παροδικά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό σε συγκεκριμένα σημεία του εγκεφάλου. Είναι επίσης πιθανό ότι τα φάρμακα που στοχεύουν την εξωκυττάρια μήτρα συσσωρεύονται σε πολύ υψηλότερη θεραπευτική δόση σε σύγκριση με εκείνα που στοχεύουν το εσωτερικό των κυττάρων. «Τα μόρια του ψαριού λειτουργούν όπως ένα σφουγγάρι που ρουφά το νερό και πιθανότατα θα συσσωρεύουν πολύ περισσότερη δόση φαρμάκου στη μήτρα γύρω από τα κύτταρα σε σύγκριση με τα άλλα φάρμακα που στοχεύουν το εσωτερικό συγκεκριμένων κυττάρων» είπε ο Τζον Κούο, καθηγητής Νευροχειρουργικής στην Ιατρική Σχολή Dell στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Οστιν που συμμετείχε στη μελέτη.
Οι λάμπραινες και οι άνθρωποι έχουν παρόμοια ανοσοποιητικά συστήματα. Ωστόσο τα συγκεκριμένα ψάρια αντί να παράγουν αντισώματα ώστε να εξουδετερώνουν τις απειλές όπως κάνουν οι άνθρωποι, παράγουν μικρά αμυντικά μόρια με σχήμα ημισελήνου που ονομάζονται VLRs. Προκειμένου να «συλλάβουν» τα μόρια των ψαριών που θα αποτελούσαν τα «οχήματα μεταφοράς» φαρμάκων οι ερευνητές «εμβολίασαν» λάμπραινες με «συστατικά» της εξωκυττάριας μήτρας του εγκεφάλου και στη συνέχεια αναζήτησαν ανάμεσα σε πολλές χιλιάδες VLRs εκείνο που στόχευε συγκεκριμένα την εξωκυττάρια μήτρα του εγκεφάλου.
Ηταν άκρως σημαντικό το γεγονός ότι, όπως έδειξαν οι μελέτες στα ποντίκια, τα μόρια που προέρχονταν από το ψάρι κυκλοφορούσαν σε ολόκληρο το σώμα χωρίς να συσσωρεύονται στον υγιή εγκεφαλικό ιστό ή σε άλλα όργανα. Αυτή η στόχευση είναι ζωτικής σημασίας στις αντικαρκινικές θεραπείες καθώς σήμερα πολλές τέτοιες θεραπείες συχνά προκαλούν σοβαρές παρενέργειες στα υγιή κύτταρα του εγκεφάλου.
Για πλήθος νόσων
Οι ερευνητές σχεδιάζουν στο μέλλον να συνδυάσουν τα μόρια του ψαριού με άλλες αντικαρκινικές θεραπείες όπως οι ανοσοθεραπευτικοί παράγοντες οι οποίοι ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα των ίδιων των ασθενών ώστε να επιτίθεται στους όγκους. Σκοπεύουν επίσης να δοκιμάσουν τα… ψαρο-μόρια ως διαγνωστικά εργαλεία για την ανίχνευση διαταραχών στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό συνδυάζοντάς τα με προηγμένες απεικονιστικές τεχνικές όπως η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ) και η μαγνητική τομογραφία.
Τα μόρια όμως αυτά φαίνεται να έχουν μεγάλη δυναμική σε ό,τι αφορά πλήθος νόσων. «Είμαστε ενθουσιασμένοι με τα συγκεκριμένα μόρια και θέλουμε να τα δοκιμάσουμε σε διαφορετικά μοντέλα νόσων. Υπάρχουν αρκετές ασθένειες που παρεμβαίνουν στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και θα μπορούσαμε να διερευνήσουμε τη μεταφορά ποικίλων θεραπειών με «οχήματα» τα μόρια της λάμπραινας» κατέληξε ο καθηγητής Κούο.
