Νόσος Αλτσχάιμερ: Έλληνες φοιτητές πολεμούν την ασθένεια με ενδοφλέβια θεραπεία και κερδίζουν το χρυσό σε διεθνή διαγωνισμό του ΜΙΤ

Ένα συναρπαστικό ταξίδι έρευνας με αφετηρία τον ποταμό της Λήθης και προορισμό το Παρίσι και τον Διεθνή Διαγωνισμό Συνθετικής Βιολογίας iGEM (International Genetically Engineered Machine) πραγματοποίησαν 12 φοιτητές του Πανεπιστημίου Πατρών.

Ένα ταξίδι που διήρκεσε όλο το περασμένο έτος και ολοκληρώθηκε με την κατάκτηση του χρυσού μεταλλίου για την ανάπτυξη καινοτόμου ενδοφλέβιας θεραπείας για τη νόσο Αλτσχάιμερ, τη νόσο που στερεί τη μνήμη και οδηγεί στη λήθη πάνω από 35 εκατ. ανθρώπους παγκοσμίως. Στην Ελλάδα οι ασθενείς υπολογίζονται σε περίπου 500.000, με την εκτίμηση να είναι δυσοίωνη για την αύξησή τους και το φορτίο που μοιραία θα επωμιστούν οι συγγενείς και φροντιστές τους.

H ελληνική χρυσή διάκριση που επιτεύχθηκε για το καινοτόμο ερευνητικό, θεραπευτικό και επιχειρηματικό πρότζεκτ, με θέμα “Lethe: Reviving Memories, Forgetting Alzheimer’s Disease”, δηλαδή «Λήθη: Ανακτώντας μνήμες, Ξεχνώντας τη νόσο Αλτσχάιμερ», αποκτά ακόμη μεγαλύτερη αξία, με δεδομένο ότι η ομάδα Patras-Med iGEM ξεπέρασε πανεπιστήμια παγκοσμίου φήμης, μεταξύ άλλων Stanford, Oxford, MIT, Cambridge.

O διαγωνισμός συνθετικής βιολογίας που διοργανώνεται από τον Οργανισμό iGem και ξεκίνησε πριν 20 χρόνια από το MIT (Massachusetts Institute of Technology), είναι ο κορυφαίος θεσμός στον τομέα της Συνθετικής Βιολογίας, που βάζει στην πρώτη γραμμή της έρευνας τους φοιτητές και ανοίγει δρόμους διεπιστημονικής συνεργασίας και καινοτομίας στα Πανεπιστήμια αλλά και διασύνδεσής τους με το πεδίο του επιχειρείν και της εργασίας. Η Ελλάδα έχει αδιάλειπτη συμμετοχή στον διαγωνισμό την τελευταία δεκαετία. Εφέτος συμμετείχαν δύο ομάδες από το Πανεπιστήμιο Πάτρας και άλλες τρεις από το ΕΚΠΑ, τα Ιωάννινα και τη Θεσσαλία, αντίστοιχα.

«Η ομάδα Patras-Med iGEM (https://2024.igem.wiki/patras-med/) έχει εστιάσει τα δύο προηγούμενα έτη στη διάγνωση και τη θεραπεία δύο διαφορετικών μορφών καρκίνου. Η δική μας ομάδα εφέτος εξερεύνησε ένα άλλο πεδίο: αυτό που αφορά την πιο σοβαρή νευροεκφυλιστική νόσο στον κόσμο, τη νόσο Αλτσχάιμερ» λέει στο ΘΕΜΑ η κυρία Βασιλική Ρόζου, τεταρτοετής φοιτήτρια του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πάτρας, με ρόλο κομβικό στην επικοινώνηση του πρότζεκτ στην κοινότητα και στο συγγραφικό έργο.

Τα μέλη της ομάδας συνολικά είναι: Γρηγορόπουλος Ιωάννης (τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής), Διαμαντάκης Μιχαήλ (τμήμα Ιατρικής), Κουρή Μαρία (τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής), Λαμπροπούλου Μαριάννα (τμήμα Βιολογίας), Λέσι Ματίλντα (τμήμα Βιολογίας), Ντούκα Μαρία (τμήμα Βιολογίας), Ράπτη Αφροδίτη (τμήμα Βιολογίας), Ρόζου Βασιλική (τμήμα Βιολογίας), Σερέτης Στυλιανός (τμήμα Φαρμακευτικής), Σφυρή Δήμητρα (τμήμα Βιολογίας), Χατζόπουλος Άλκης (τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής) και Αδαμόπουλος Μιχαήλ-Άγγελος (Graphic Designer).

Η επιλογή της νόσου και του θεραπευτικού πεδίου κάθε άλλο παρά εύκολη υπόθεση ήταν για τους 22χρονους φοιτητές. Ο πήχυς είχε μπει πολύ ψηλά από τις προηγούμενες ελληνικές ομάδες αλλά και από τη συμμετοχή κορυφαίων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων παγκοσμίως. Ενδεικτικά κάθε χρόνο συμμετέχουν στον διαγωνισμό iGem περίπου 4.000 φοιτητές, 440 ομάδες από 65 χώρες, με καινοτόμες ιδέες που αποδεικνύουν πως η επιστήμη μπορεί να λύσει σημαντικά προβλήματα υγείας.

H επιλογή της νόσου Αλτσχάιμερ

Η πρόταση για τη νόσο Αλτσχάιμερ έγινε από φοιτήτρια που έχει γνωρίσει το σκληρό πρόσωπο της ασθένειας σε συγγενικό της πρόσωπο, ωστόσο οι επίσης σκληροί αριθμοί στο πεδίο της Υγείας έδειξαν τον ίδιο δρόμο στην 12μελή ομάδα. Τους πρώτους τρεις μήνες του περασμένου έτους βρίσκονταν σε συνεχή επικοινωνία με νευρολόγους, ψυχολόγους και ερευνητές, με φαρμακευτικές εταιρίες, πολιτειακούς φορείς, δομές φιλοξενίας αλλά και με συγγενείς και με ασθενείς, κατά περίπτωση.

Σημαντικός σταθμός της ομάδας ήταν η ονοματοδοσία του πρότζεκτ. «Η νόσος Αλτσχάιμερ, όπως και τα νερά του ποταμού Λήθη στη μυθολογία, διαγράφει τις πολύτιμες στιγμές και τις συνδέσεις που μας καθορίζουν» αναφέρουν, συμπληρώνοντας πως «επιλέγοντας το όνομα Λήθη (Lethe), υπενθυμίζουμε στον εαυτό μας τη σημασία της μνήμης και τη δέσμευσή μας να καταπολεμήσουμε τις καταστροφικές συνέπειες αυτής της ασθένειας, προσφέροντας ελπίδα και την υπόσχεση της μνήμης».

«Σήμερα είναι 35 εκατ. οι ασθενείς και θα γίνουν 100 εκατ. το 2050. Η νόσος, πολυπαραγοντική και περίπλοκη, απορροφά το 25% των πόρων για την υγεία στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Και την ίδια στιγμή, η αναζήτηση για τη θεραπεία είναι συνεχής και χωρίς ιδιαίτερα αποτελέσματα. Έτσι, με βάση και τη βιβλιογραφική έρευνα, αποφασίσαμε να στοχεύσουμε στη μία εκ των δύο παθολογικών αιτιών της νόσου, στην υπερφωσφορυλίωση των tau πρωτεϊνών. Στα φυσιολογικά νευρικά κύτταρα η φωσφορυλίωση αυτή δεν συμβαίνει λόγω ενός ενζύμου, της φωσφατάσης της PP2A που είναι ικανή να αποφωσφορυλιώνει. Σε ασθενείς έχει παρατηρηθεί μειωμένη ενεργότητα του ενζύμου αυτού εντός των νευρικών κυττάρων. Στοχεύοντας την αποφωσφορυλίωση των πρωτεϊνών tau, αυξάνουμε τις πιθανότητες διακοπής της νόσου και αντιστροφής της υποκείμενης νευροεκφυλιστικής πορείας: αυτό ήταν το σκεπτικό μας» εξηγεί η κυρία Ρόζου.

Η υλοποίηση των πειραμάτων προϋπέθετε επιβλέποντες καθηγητές (ο κ. Σπυρίδων Μούρτας, Επικ. Καθηγητής, τμήματος Χημείας Πανεπιστημίου Πατρών και η κυρία Ζωή Πιπερίγκου, Επικ. Καθηγήτρια, στο ίδιο Τμήμα δέχθηκαν την πρόσκληση της ομάδας Patras-Med iGEM) καθώς και την εξασφάλιση χρηματοδότησης από ιδιώτες, καθώς το Πανεπιστήμιο επιχορηγεί με πάγιο ποσό.

Ενδεικτικά, 10.000 ευρώ ήταν το κόστος της συμμετοχής στον Διεθνή Διαγωνισμό Συνθετικής Βιολογίας iGEM ενώ σημαντικό ποσό χρειαζόταν για τα αναλώσιμα, τα κύτταρα και λοιπά υλικά του Εργαστηρίου. Η ομάδα δούλεψε πολύ και στο σκέλος αυτό, επιτυγχάνοντας ικανή χρηματοδότηση από μεγάλες φαρμακευτικές και μη εταιρίες αλλά και άλλους φορείς. Για 11 μήνες οι 12 φοιτητές λειτουργούσαν σαν να βρίσκονται στην πιο δραστήρια και φιλόδοξη νεοφυής επιχείρηση, στοχεύοντας στη θεραπευτική καινοτομία και το κερδοφόρο και βιώσιμο επιχειρείν.

Τα πειράματα

Από τον περασμένο Μάιο έως και τον Σεπτέμβριο οι επίμονοι ερευνητές βρίσκονταν στο Εργαστήριο που τους είχε παραχωρηθεί από το Πανεπιστήμιο, επικεντρωμένοι στα πειράματα που θα αποδείκνυαν την ιδέα τους, ότι δηλαδή μπορεί να ελεγχθεί η ενεργότητα του ενζύμου PP2A και συνεπώς να αντιστραφεί η υπερφωσφορυλίωση των tau πρωτεϊνών που οδηγεί στη νόσο Αλτσχάιμερ.

Όχημα τους έγινε το μόριο microRNA195 το οποίο έχει αποδειχθεί ότι σχετίζεται με διάφορες παθολογικές διεργασίες της νόσου Αλτσχάιμερ όταν βρίσκεται σε χαμηλές ποσότητες ενώ η αύξηση του αυξάνει έμμεσα και την ενεργότητα του ενζύμου PP2A. «Για να εξασφαλίσουμε την επιτυχημένη εισαγωγή του μορίου αυτού εντός των νευρικών κυττάρων χρησιμοποιήσαμε έναν ακίνδυνο και ταυτόχρονα αποτελεσματικό στην μεταφορά μορίων ιό, που ονομάζεται αδενο-συσχετιζόμενος ιός AAV και έχει την ικανότητα να εκφράζει το microRNA195. H μεταφoρά εντός των νευρικών κυττάρων γίνεται από χημικά τροποποιημένα ”οχήματα”, τα εξωσώματα, που έχουν την δυνατότητα να διεισδύουν σε βαθύτερα στρώματα του εγκεφάλου και να διαπερνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Πράγματι τα ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αποτελέσματα μάς δικαίωσαν. Στα υπό θεραπεία κύτταρα παρατηρήθηκε αύξηση του μορίου microRNA195,η οποία θα οδηγήσει σε αύξηση της ενεργότητας της φωσφατάσης PP2A και στον τελικό μας στόχο, δηλαδή την αποφωσφορυλίωση των tau πρωτεϊνών. Ωστόσο, περαιτέρω μελέτες χρειάζεται να διεξαχθούν» εξηγεί η κυρία Ρόζου.

«Το τελικό μας προϊόν θα αποτελεί μία εύχρηστη ενδοφλέβια θεραπεία που μπορεί να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί ανά πάσα στιγμή. Εξετάσαμε ακόμη και την ενδορινική χορήγηση. Επιπλέον στα πλαίσια της υπευθυνότητας και αντιλαμβανόμενοι τα κενά της αγοράς στην παρουσίασή μας είχαμε μελετήσει τη μείωση του κόστους του φαρμάκου ώστε να είναι προσιτό σε περισσότερους ασθενείς» λέει στο ΘΕΜΑ ο τεταρτοετής φοιτητής του Τμήματος Μηχανικών Υπολογιστών και Πληροφορικής, κ. Άλκης – Βασίλειος Χατζόπουλος, που ασχολήθηκε με τα λογισμικά, στοχεύοντας την προσομοίωση βιολογικών διαδικασιών. Κοιτώντας μπροστά, ο Άλκης θέλει να συνεχίσει την έρευνα στον συγκεκριμένο τομέα καθώς τα προβλήματα που προκύπτουν εκτός από πολύπλευρες γνώσεις, απαιτούν και δημιουργικότητα, για την εύρεση λύσεων.

Από το ίδιο Τμήμα ο κ. Ιωάννης Γρηγορόπουλος, ασχολήθηκε με τη μοντελοποίηση χρησιμοποιώντας διαφορικές εξισώσεις και λογισμικά και σχεδίασε την εφαρμογή που παρουσιάστηκε. «Η όλη εμπειρία του διαγωνισμού iGEM ήταν ένας ιδανικός τρόπος να γνωρίσω άλλον έναν κλάδο της επιστήμης μου και προοπτικές που δεν είχα φανταστεί. Μέσω του διαγωνισμού γνώρισα πολλά άτομα, έμαθα να αντιμετωπίζω τις δυσκολίες που μπορεί έχει μία ομάδα πολλών ατόμων, να είμαι πιο συνεργατικός και να εμπιστεύομαι τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας και όξυνα τις ικανότητες μου» είναι η αποτίμηση του τεταρτοετούς φοιτητή.

«Η συμμετοχή μας στο iGEM και η διάκρισή μας μας τοποθετεί στις πιο εντυπωσιακές και καινοτόμες προπτυχιακές ομάδες παγκοσμίως, αναδεικνύοντας τη συνολική εκτέλεση του έργου, τη δημιουργικότητα και τον επιστημονικό αντίκτυπό μας. Αντικατοπτρίζει την αφοσίωση και την σκληρή δουλειά της ομάδας μας. Μας πρόσφερε πολλά αυτό το ταξίδι» καταλήγουν τα μέλη της ελληνικής ερευνητικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο Πάτρας, που μπορεί να επέστρεψαν στη βάση τους και πάλι, στα αμφιθέατρα και τα εργαστήρια, αλλά το μυαλό τους ταξιδεύει στο μέλλον και γεννάει ιδέες που θα κάνουν τη ζωή μας καλύτερη.

ygeiamou.gr