Σημαντικά ευρήματα για πιθανή θεραπεία καρκίνου
Συγγραφέας Πάρης Σκουρίδης Γράφτηκε στις ,
Στη διαδικασία ελέγχου της πιθανότητας χρήσης ενός πρωτεϊνικού αναστολέα ως θεραπευτικού παράγοντα για τον καρκίνο βρίσκεται η ερευνητική ομάδα του Επίκουρου Καθηγητή Δρ Πάρη Σκουρίδη στο Πανεπιστήμιο Κύπρου.
Σε συνέντευξή του στο ΚΥΠΕ, ο Δρ Σκουρίδης, που είναι ο Επικεφαλής του Εργαστηρίου Αναπτυξιακής Βιολογίας και Νανοτεχνολογίας στο Τμήμα Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου, μίλησε για τις έρευνες του Εργαστηρίου, το οποίο επικεντρώνεται στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και σε εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στη βιολογία.
Παράλληλα, αναφέρθηκε και στα σημαντικά ερευνητικά αποτελέσματα στον τομέα της εμβρυολογίας, με πιθανές εφαρμογές στην αντιμετώπιση του καρκίνου, που δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό “Development”.
Ακολουθεί το πλήρες κείμενο της συνέντευξης:
Ερ. Ποιοί είναι οι κυριότεροι τομείς έρευνας με τους οποίους ασχολείται το Εργαστήριο Αναπτυξιακής Βιολογίας και Νανοβιοτεχνολογίας;
Απ. Η έρευνα του εργαστηρίου μας γενικά επικεντρώνεται στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και σε εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στη βιολογία. Μια σειρά από ειδικές πρωτεΐνες, όπως η κινάση των εστιακών προσκολλήσεων (FAK), η παξιλλίνη, οι ιντεγκρίνες και η πρωτεάση calpain2, βρίσκονται υπό έρευνα. Μια από τις σημαντικότερες υπό μελέτη περιοχές είναι η διαλεύκανση των μηχανισμών που ευθύνονται για την παραγωγή της τρισδιάστατης αρχιτεκτονικής του σπονδυλωτού εμβρύου. Όλα τα έμβρυα αρχίζουν ως ένα γονιμοποιημένο ωάριο που μετά από πολλές κυτταρικές διαιρέσεις, ουσιαστικά γίνεται μια μικρή σφαίρα κυττάρων. Αυτή η σφαίρα κυττάρων, πρέπει να μετατραπεί σε ένα διαμορφωμένο έμβρυο με συγκεκριμένες δομές όπως το κεφάλι, τα άκρα, τον κορμό κλπ.
Ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται αυτό είναι μέσω μαζικών και με ακρίβεια ενορχηστρωμένων κινήσεων των κυττάρων. Αυτή η περίοδος της ανάπτυξης του εμβρύου ονομάζεται γαστριδίωση και οι κινήσεις των κυττάρων που διαμορφώνουν το έμβρυο ονομάζονται μορφογενετικές κινήσεις (από τις λέξεις μορφή και γένεση). Αυτή είναι μια κρίσιμη περίοδος για το αναπτυσσόμενο έμβρυο, όχι μόνο επειδή προβλήματα κατά τη γαστριδίωση οδηγούν σε συγγενή μορφολογικές ανωμαλίες αλλά, επιπλέον, επειδή η οργανογένεση (ο σχηματισμός των οργάνων, όπως η καρδιά, το ήπαρ κλπ.) εξαρτάται από τη σωστή τοποθέτηση των ιστών που επιτυγχάνεται μέσω της γαστριδίωσης. Αυτό στην πράξη σημαίνει ότι οι ανωμαλίες στη μορφογένεση μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε σχηματισμό ελαττωματικών οργάνων στο έμβρυο.
Ο κρίσιμος ρόλος της γαστριδίωσης στην εμβρυϊκή ανάπτυξη ίσως συνοψίζεται καλύτερα στα λόγια του Lewis Wolpert, ενός πρωτοπόρου εμβρυολόγου, ο οποίος δήλωσε: «Δεν είναι η γέννηση, ο γάμος ή ο θάνατος, αλλά η γαστριδίωση η οποία είναι πραγματικά η πιο σημαντική στιγμή στη ζωή σας». Η μελέτη της γαστριδίωσης και των μορφογενετικών κινήσεων απαιτεί τεχνολογίες αιχμής στον τομέα της απεικόνισης, διότι πρέπει κανείς να είναι σε θέση να απεικονίσει αυτές τις διεργασίες σε ζωντανά έμβρυα. Αυτός ο τομέας αποτελεί το δεύτερο σημαντικό άξονα της έρευνας του εργαστηρίου μας, ο οποίος ουσιαστικά είναι η χρήση της νανοτεχνολογίας για τη δημιουργία ανιχνευτών που μπορούν να βελτιώσουν τις ικανότητες απεικόνισης σε ζωντανούς οργανισμούς. Συγκεκριμένα, δουλεύουμε με κβαντικές κουκίδες (Quantum Dots – νανοκρυστάλλοι) που εκπέμπουν φως που επιτρέπει την απεικόνιση τους) για την ανάπτυξη εφαρμογών τους στη βιολογία.
Ερ. Ποια ήταν μέχρι σήμερα τα πιο αξιόλογα επιτεύγματα του Εργαστηρίου;
Απ. Ένα από τα πρώτα επιτεύγματα της ομάδας μας ήταν η ανάπτυξη της πρώτης μεθόδου που επιτρέπει τη σύζευξη των Quantum Dots (QDs) για τη στόχευση πρωτεϊνών σε ζωντανά έμβρυα. Η μελέτη αυτή, η οποία αποτέλεσε και εξώφυλλο του επιστημονικού περιοδικού «Journal of Nanobiotechnology», ήταν μια συνέχεια της δουλειάς που έγινε στο Πανεπιστήμιο Rockefeller, όπου συντέθηκαν τα πρώτα βιοσυμβατά QDs. Αργότερα, η ομάδα μας ήταν σε θέση να στοχεύσει διάφορες πρωτεΐνες με QDs ταυτόχρονα σε ζωντανά έμβρυα, επιτρέποντας την απεικόνιση των κινήσεων των πρωτεϊνών μέσα στα κύτταρα των ζωντανών εμβρύων.
Συνολικά, το έργο αυτό ήταν η πρώτη απόδειξη ότι νανο-συσκευές μπορούν να συζευχθούν ειδικά με τις πρωτεΐνες στο εσωτερικό των κυττάρων και εμβρύων, επιτρέποντας τη στόχευση τέτοιων συσκευών σε συγκεκριμένα κυτταρικά διαμερίσματα ή και μοριακά σύμπλοκα.
Όσον αφορά τις έρευνες στην εμβρυολογία, μερικά από τα σημαντικότερα ευρήματα περιλαμβάνουν τον καθορισμό του ρόλου της FAK στη μετανάστευση του μεσοδερμικού ιστού και στην ανακάλυψη ότι μία πρωτεάση (ένα ένζυμο που διασπά πρωτεΐνες) που ονομάζεται calpain2, είναι ζωτικής σημασίας κατά τη γαστριδίωση. Πιο πρόσφατα η ομάδα μας επεκτάθηκε στη μελέτη της βλεφαριδογένεσης – ciliogenesis (ο σχηματισμός των κυττάρων με βλεφαρίδες, που είναι αναγκαίες για την εμβρυϊκή ανάπτυξη και δυσλειτουργία των οποίων προκαλεί ασθένειες του ανθρώπου που ονομάζονται ciliopathies), όταν περίγραψε το ρόλο μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται Nubp1 κατά τη βλεφαριδογένεση, σε μια δημοσίευση η οποία αποτέλεσε και εξώφυλλο του ευρέως αναγνωρισμένου επιστημονικού περιοδικού «Developmental Biology».
Ερ. Μιλήστε μας για τα σημαντικά ευρήματα στον τομέα της εμβρυολογίας τα οποία ανακοινώθηκαν πρόσφατα.
Απ. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στη διερεύνηση του ρόλου μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται FAK στην ανάπτυξη του εμβρύου και συγκεκριμένα στο ρόλο της κατά την μορφογένεση. Αυτή η πρωτεΐνη ήταν γνωστό ότι είναι απαραίτητη για την εμβρυϊκή ανάπτυξη, αλλά ο ακριβής ρόλος της δεν ήταν κατανοητός. Για να προσδιορίσουμε το ρόλο της FAK δημιουργήσαμε ένα νέο αναστολέα ο οποίος είναι πολύ αποτελεσματικός στην παρεμπόδιση της λειτουργίας της FAK και o οποίος μας επέτρεψε για πρώτη φορά να εξετάσουμε το ρόλο της FAK κατά τη διάρκεια της γαστριδίωσης. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η FAK έχει έναν κρίσιμο ρόλο στη μορφογένεση και η δράση της είναι απαραίτητη για μια συγκεκριμένη μορφογενετική κίνηση που ονομάζεται επιβολή. Προβλήματα κατά την επιβολή οδήγησαν σε αναστολή της γαστριδίωσης με σοβαρές μορφολογικές ανωμαλίες και λανθασμένη τοποθέτηση των ιστών και εμβρυϊκό θάνατο.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης βοήθησαν στην κατανόηση των μηχανικών ρόλων των μεμονωμένων μορφογενετικών κινήσεων δηλαδή πώς μια κίνηση συνδέεται με τις υπόλοιπες που οδηγούν στην τρισδιάστατη αρχιτεκτονική του εμβρύου.
Ερ. Πώς μπορούν αυτά τα ευρήματα να βοηθήσουν στην καταπολέμηση του καρκίνου;
Απ. Ενώ σε φυσιολογικούς ιστούς υπάρχουν πολύ χαμηλά επίπεδα της πρωτεΐνης FAK, οι όγκοι υπερεκφράζουν την πρωτεΐνη αυτή. Συγκεκριμένα, αρκετές μελέτες έχουν αποδείξει ότι η FAK είναι καθοριστικός παράγοντας τόσο για την καρκινογένεση, όσο και για την εξέλιξη και μετάσταση των όγκων.
Για το λόγο αυτό, η FAK θεωρείται ως πιθανός θεραπευτικός στόχος γεγονός που οδήγησε στην ανάπτυξη αναστολέων της FAK ως αντικαρκινικά φάρμακα. Η έκφραση ενός προηγουμένως χαρακτηρισμένου αναστολέα της πρωτεΐνης FAK, που ονομάζεται FRNK, χρησιμοποιήθηκε σε πειράματα σε ποντικούς όπου έδειξαν ότι μπορεί να καταστέλλει την ανάπτυξη όγκων και τη μετάσταση.
Ο νέος πρωτεϊνικός αναστολέας που σχεδιάσαμε ονομάζεται FF και αποδείξαμε ότι είναι πολύ πιο ισχυρός από τον αναστολέα FRNK τόσο σε κυτταροκαλλιέργειες όσο και στο έμβρυο. Αυτό υποδηλώνει ότι θα ήταν ένας καλός υποψήφιος αναστολέας για την περαιτέρω διερεύνησή του ως θεραπευτικό παράγοντα.
Ερ. Γίνονται κάποιες πρόσθετες έρευνες από το Εργαστήριό σας για το θέμα του καρκίνου;
Απ. Ναι, επί του παρόντος βρισκόμαστε στη διαδικασία ελέγχου της πιθανότητας χρήσης του πρωτεϊνικού αναστολέα FF ως θεραπευτικού παράγοντα. Αν και η ομάδα μας δεν εστιάζεται στην έρευνα του καρκίνου, η έντονη κατασταλτική δράση του νέου αναστολέα μας ώθησε να διερευνήσουμε τις δυνατότητες του και σε αυτό τον τομέα. Συγκρίνουμε τα αποτελέσματα της έκφρασης του FF με εκείνα ενός προηγουμένως χαρακτηρισμένου αναστολέα (FRNK), για να προσδιορίσουμε εάν η υψηλή δραστικότητα του FF στην αναστολή της FAK μπορεί να οδηγήσει στην αποτελεσματική καταστολή της ανάπτυξης όγκων και της μετάστασης.
Ερ. Συνεργάζεστε με κάποιο άλλο πανεπιστήμιο στον τομέα αυτό;
Απ. Προς το παρόν όχι γιατί βρισκόμαστε στα αρχικά στάδια της μελέτης αυτής.
Ερ. Έχετε λάβει χρηματοδότηση από κάπου;
Απ. Η αρχική μελέτη για το ρόλο της FAK χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή με Marie Curie Fellowship και η συνέχιση των μελετών από το Ίδρυμα Προώθησης Έρευνας.
Ερ. Πόσοι φοιτητές εργάζονται πάνω σε αυτή την έρευνα,
Απ. Το εργαστήριο μας δεν επικεντρώνεται στη μελέτη του καρκίνου έτσι αυτή τη στιγμή εργάζονται δυο φοιτητές στο συγκεκριμένο θέμα.
Ερ. Πότε αναμένετε να έχετε τα πρώτα αποτελέσματα;
Απ. Αναμένουμε να έχουμε τα πρώτα αποτελέσματα σε περίπου έξι μήνες αν δεν συναντήσουμε σοβαρά προβλήματα.
Ερ. Αυτή η έρευνα θα αφορά όλους τους τύπους καρκίνου, τις μεταστάσεις τους κτλ;
Απ. Αναγκαστικά η μελέτη πρέπει να εστιαστεί, τουλάχιστον αρχικά, σε καρκίνο συγκεκριμένου τύπου. Θεωρητικά όμως εφόσον ο αναστολέας αυτός φαίνεται να έχει τη δυνατότητα να αναστέλλει την κυτταρική μετανάστευση σε διάφορους τύπους κυττάρων και εφόσον η κυτταρική μετανάστευση είναι απαραίτητη για τη μετάσταση θεωρητικά θα μπορούσε να αφορά διάφορους τύπους καρκίνου.
Πηγή: ΚΥΠΕ/ΑΠΕ
