Μια ομάδα επιστημόνων από την Ιαπωνία ανέπτυξε ένα θεραπευτικό εργαλείο βασισμένο σε πρωτεΐνες, το οποίο θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που αντιμετωπίζουμε ασθένειες που προκαλούνται από επιβλαβή ή περιττά κύτταρα.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Ολοκληρωμένων Μελετών Κυττάρου-Υλικών (iCeMS) του Πανεπιστημίου του Κιότο στην Ιαπωνία, δημιούργησαν μια συνθετική πρωτεΐνη που ονόμασαν CRUNCH, από τα αρχικά των λέξεων Connector for Removal of Unwanted Cell Habitat (Σύνδεσμος για απομάκρυνση βιότοπου ανεπιθύμητων κυττάρων). Η Crunch χρησιμοποιεί το φυσικό σύστημα απομάκρυνσης αποβλήτων του σώματος για να καθαρίσει συγκεκριμένα κύτταρα-στόχους, προσφέροντας ελπίδα για βελτιωμένες θεραπείες κατά του καρκίνου, των αυτοάνοσων νοσημάτων και άλλων παθήσεων όπου τα επιβλαβή κύτταρα προκαλούν βλάβες.
Κάθε μέρα, δισεκατομμύρια κύτταρα του σώματός μας πεθαίνουν στο πλαίσιο των φυσιολογικών διαδικασιών του οργανισμού μας. Αυτά τα νεκρά κύτταρα καθαρίζονται γρήγορα από κύτταρα του ανοσοποιητικού που ονομάζονται φαγοκύτταρα. Αυτά τα κύτταρα λειτουργούν σαν μικροσκοπικές σκούπες, εντοπίζοντας τα ετοιμοθάνατα κύτταρα μέσω ενός χαρακτηριστικού σήματος στην επιφάνειά τους. Μόλις αναγνωρίσουν αυτό το σήμα, περιβάλλουν και διασπούν τα νεκρά κύτταρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται «φαγοκυττάρωση» ή πιο συγκεκριμένα «εφεροκυττάρωση».
«Αυτό που κάναμε είναι να πάρουμε αυτό το φυσικό σύστημα καθαρισμού και να το προγραμματίσουμε να στοχεύει ζωντανά κύτταρα που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν», εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, Γιούκι Γιαμάτο από το Graduate School of Biostudies του Πανεπιστημίου του Κιότο.
«Δημιουργήσαμε την Crunch τροποποιώντας μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Protein S, η οποία κανονικά βοηθά τα φαγοκύτταρα να αναγνωρίζουν νεκρά κύτταρα. Αλλά αντί να συνδέεται με νεκρά κύτταρα, δώσαμε στην Crunch τη δυνατότητα να αναγνωρίζει συγκεκριμένα ζωντανά κύτταρα που θέλουμε να αφαιρέσουμε, όπως τα καρκινικά ή τα υπερδραστήρια ανοσοκύτταρα σε αυτοάνοσες ασθένειες» συνέχισε ο ερευνητής.
Για να το πετύχουν αυτό, οι ερευνητές αντικατέστησαν το τμήμα της Protein S που ανιχνεύει τα νεκρά κύτταρα, με ένα είδος αισθητήρα που μπορεί να αναγνωρίζει μοναδικές επιφανειακές πρωτεΐνες που βρίσκονται μόνο σε ανεπιθύμητα κύτταρα. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να σχεδιαστούν κατά παραγγελία ώστε να στοχεύουν σχεδόν οποιοδήποτε τύπο κυττάρου. Μόλις η Crunch συνδεθεί με τον επιλεγμένο στόχο του, συνδέει αυτό το κύτταρο με τα φαγοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια το κατακλύζουν και το διασπούν.
Η Crunch λειτουργεί σαν ετικέτα παράδοσης υψηλής ακρίβειας. Δεν σκοτώνει απευθείας τα κύτταρα. Αντίθετα, τα επισημαίνει με τρόπο που ξεγελά το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να πιστεύει ότι είναι έτοιμα για αφαίρεση. Αυτό επιτρέπει στο σώμα να τα αποβάλλει από μόνο του, χρησιμοποιώντας διαδικασίες που ήδη αξιοποιεί καθημερινά.
Ο καθηγητής Τζουν Σουζούκι από το iCeMS του Πανεπιστημίου του Κιότο, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης, περιγράφει πώς δοκίμασαν το νέο σύστημα.
«Χρησιμοποιήσαμε την Crunch σε ποντίκια για να αφαιρέσουμε καρκινικά κύτταρα που είχαν τροποποιηθεί να εκφράζουν συγκεκριμένες επιφανειακές πρωτεΐνες, ώστε να μπορούμε να τα παρακολουθήσουμε», είπε ο Σουζούκι. «Την χρησιμοποιήσαμε επίσης για να εξαλείψουμε ορισμένα ανοσοκύτταρα σε ένα μοντέλο με λύκο, μια ασθένεια όπου το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται σε υγιείς ιστούς. Και στις δύο περιπτώσεις, τα επιβλαβή κύτταρα καθαρίστηκαν επιτυχώς και τα σημάδια της νόσου μειώθηκαν» πρόσθεσε.
Το νέο εργαλείο θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμο για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Πολλές τρέχουσες θεραπείες, όπως η CAR-T ή τα φάρμακα που βασίζονται σε αντισώματα, είναι χρήσιμες, αλλά έχουν και περιορισμούς. Στην περίπτωση της CAR-T, τα αιμοσφαίρια συλλέγονται από τον ασθενή, τροποποιούνται στο εργαστήριο και στη συνέχεια επανατοποθετούνται. Η Crunch, από την άλλη, είναι μια θεραπεία βασισμένη σε πρωτεΐνες που θα μπορούσε να χορηγηθεί με μια απλή ένεση.
Επειδή ο αισθητήρας στόχευσης της Crunch μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με την ασθένεια, λειτουργεί σαν προσαρμόσιμη πλατφόρμα.
«Πιστεύουμε ότι αυτό θα μπορούσε να γίνει ένας νέος τύπος θεραπείας που μπορεί να προσαρμοστεί σε πολλές παθήσεις. Μπορούμε επίσης να υιοθετήσουμε τους αισθητήρες στόχευσης από αντισώματα και CAR-T. Είναι το οικοσύστημα για διάφορα θεραπευτικά εργαλεία» είπε ο Σουζούκι.
Η ομάδα εργάζεται τώρα για να καταστήσει την Crunch ασφαλέστερη, πιο εύκολη στην παραγωγή και πιο αποτελεσματική σε πραγματικές συνθήκες. Με περαιτέρω έρευνα, αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για μια νέα γενιά θεραπειών που βοηθούν το σώμα να καθαρίζει επιβλαβή κύτταρα με ακρίβεια και με φυσικό τρόπο.
Η νέα μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Biomedical Engineering.
πηγή ertnews.gr
Φωτογραφία: NIAID
