Μια αυθόρμητη συζήτηση μεταξύ δύο μεταπτυχιακών φοιτητών της ιατρικής σχολής της Mayo Clinic ήταν ικανή να αναδείξει μια σημαντική καινοτομία στον τομέα της βιοϊατρικής έρευνας. Αυτό που είχε αρχικά χαρακτηριστεί ως μια απλή σκέψη στα διαλείμματα του πανεπιστημίου εξελίχθηκε σε μια πρωτοποριακή μέθοδο εντοπισμού των λεγόμενων «κυττάρων ζόμπι», ανοίγοντας νέες προοπτικές για τη μελέτη της γήρανσης και την ανάπτυξη νέων θεραπειών.
Η πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Aging Cell, αναλύει πώς μια επαναστατική τεχνολογία βασισμένη σε συνθετικό DNA μπορεί να λειτουργήσει ως «λαγωνικό» για την ανίχνευση των γηρασμένων κυττάρων σε ζωντανούς ιστούς.
Ο αόρατος εχθρός: Τα κύτταρα ζόμπι
Στο επίκεντρο της γήρανσης και πολλών σχετικών ασθενειών, όπως ο καρκίνος και η νόσος Αλτσχάιμερ, βρίσκονται τα γηρασμένα κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα έχουν σταματήσει να διαιρούνται αλλά αρνούνται να απομακρυνθούν από τον οργανισμό, διατηρώντας τη θέση τους και συσσωρεύοντας βλαβερές χημικές ουσίες που προκαλούν φλεγμονές. Τα κύτταρα αυτά, γνωστά ως «κύτταρα ζόμπι», αποτελούν ουσιαστικό εμπόδιο στην υγιή γήρανση.
Η επιστημονική κοινότητα έχει εξετάσει εδώ και καιρό την πιθανότητα ότι η απομάκρυνση αυτών των κυττάρων θα μπορούσε να είναι το «κλειδί» για την αντιμετώπιση ενός ευρέος φάσματος ασθενειών. Ωστόσο, ο εντοπισμός τους παραμένει εξαιρετικά δύσκολος, καθώς η ανάγκη να μην διαταραχθούν τα υγιή κύτταρα που τα περιβάλλουν καθιστά την αποστολή αυτή προκλητική. Η καινοτομία των ερευνητών της Mayo Clinic προορίζεται να αποτελέσει μια επαναστατική λύση σε αυτή τη πρόκληση.
Όταν η περιέργεια συναντά την επιστήμη
Η ιστορία πίσω από αυτήν την ανακάλυψη φαίνεται να έχει σενάριο ταινίας. Όλα άρχισαν όταν ο Keenan Pearson, διδακτορικός φοιτητής στη Σχολή Βιοϊατρικών Επιστημών της Mayo Clinic, συμμετείχε σε μια ανεπίσημη συζήτηση με τη συμφοιτήτριά του, Sarah Jachim.
Ο Pearson εστίαζε στην ανάπτυξη απταμερών, μικροσκοπικών τμημάτων συνθετικού DNA που μπορούν να λάβουν τρισδιάστατες μορφές και να προσκολλώνται σε πρωτεΐνες, με σκοπό τη χρήση τους σε διαταραχές του νευρικού συστήματος. Η Jachim, από την άλλη πλευρά, μελετούσε τα γηρασμένα κύτταρα στο εργαστήριο του ερευνητή Nathan LeBrasseur. Όταν ο Pearson αναρωτήθηκε φωναχτά εάν τα απταμερή θα μπορούσαν να προσαρμοστούν για τον εντοπισμό των γηρασμένων κυττάρων, προέκυψε μια μοναδική ιδέα.
Η αρχική αντίδραση ήταν σκεπτικιστική. Ο μέντορας του Pearson, ο βιοχημικός Jim Maher, παραδέχτηκε ότι θεώρησε την ιδέα «τρελή», ωστόσο την θεώρησε άξια διερεύνησης. Η υποστήριξη των καθηγητών υπήρξε καθοριστική για την πρόοδο αυτού του έργου. Ο Δρ. Maher δήλωσε: «Εκτιμήσαμε το γεγονός ότι ήταν μια ιδέα δύο φοιτητών και που προήλθε από τη συνεργασία διαφορετικών ερευνητικών πεδίων.»
Η τεχνολογία πίσω από την ανακάλυψη
Η ερευνητική ομάδα ανέλαβε την πρόκληση να δημιουργήσει μια τελείως νέα τεχνολογία. Χρησιμοποίησαν μια «βιβλιοθήκη» που περιλάμβανε περισσότερες από 100 τρισεκατομμύρια τυχαίες αλληλουχίες DNA για να εντοπίσουν τα απταμερή που θα μπορούσαν να προσκολληθούν στα γηρασμένα κύτταρα σε ποντίκια.
Η προσπάθειά τους απέφερε καρπούς. Ανακάλυψαν συγκεκριμένα απταμερή που λειτουργούσαν ως «ετικέτες», επισημαίνοντας ακριβώς τα κύτταρα ζόμπι. Ιδιαίτερα εντυπωσιακό είναι πως τα απταμερή προσκολλήθηκαν σε μια παραλλαγή της πρωτεΐνης φιμπρονεκτίνη στην επιφάνεια των κυττάρων. Αν και ο ρόλος αυτής της παραλλαγής στη διαδικασία της γήρανσης παραμένει αδιευκρίνιστος, η ανακάλυψη υποδεικνύει ότι τα απταμερή έχουν τη δυνατότητα να αποκαλύψουν μοναδικά χαρακτηριστικά των γηρασμένων κυττάρων που έως τώρα μας διαφεύγουν.
Γιατί είναι σημαντική αυτή η εξέλιξη
Η χρήση απταμερών προσφέρει πλεονεκτήματα συγκριτικά με τις παραδοσιακές μεθόδους, όπως τα αντισώματα. Ειδικότερα, τα απταμερή είναι φθηνότερα στην παραγωγή, πιο ευέλικτα και μικρότερα σε μέγεθος, γεγονός που τους επιτρέπει να διεισδύουν ευκολότερα στους ιστούς.
Ο Δρ. Pearson, κύριος συγγραφέας της μελέτης, τονίζει ότι η επιτυχία του πειράματος στα ποντίκια αποτελεί μόλις το πρώτο βήμα. «Η προσέγγιση αυτή καθόρισε την αρχή ότι τα απταμερή είναι μια τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση των γηρασμένων κυττάρων από τα υγιή.» προσθέτει ο Δρ. Maher.
Η επόμενη πρόκληση είναι η εφαρμογή της μεθόδου σε ανθρώπινους ιστούς. Εάν επαληθευτούν τα αποτελέσματα στους ανθρώπους, οι δυνατότητες είναι τεράστιες. Τα απταμερή θα μπορούσαν να διαδραματίσουν τον ρόλο οχημάτων μεταφοράς φαρμάκων, στοχεύοντας αποκλειστικά τα «χαλασμένα» κύτταρα και απελευθερώνοντας τα φάρμακα μόνο εκεί που χρειάζονται, χωρίς να βλάπτουν το υπόλοιπο σώμα.
