Ενθαρρυντικά πειράματα για φυσική αναγέννηση ιστών

Μερικές φορές οι επιστήμονες εμπνέονται για να προχωρήσουν την έρευνά τους προς μια κατεύθυνση από κάποιο τυχαίο συμβάν ή αναφορά που συναντούν. Τα πρώτα χρόνια της νέας χιλιετίας, ο γενετιστής του πανεπιστημίου Τζορτζτάουν Μάικλ Ζάσλοφ είχε ταξιδέψει στη Σκοτία για μια διάλεξη σχετικά με τα φυσικά αντιβιοτικά που συναντώνται στο δέρμα ζώων. Μετά τη διάλεξη πήγε μαζί με συναδέλφους του για ποτό σε μια παμπ, όπου ένας απ' αυτούς, υδροβιολόγος στην ειδικότητα, άρχισε να λέει ιστορίες για δελφίνια που είχαν πληγές διαμέτρου 45 και βάθους 12 εκατοστών, αποτέλεσμα δαγκώματος από καρχαρίες, πληγές που μετά από μερικές βδομάδες επουλώνονταν χωρίς ίχνος μόλυνσης.
Τα χρόνια που ακολούθησαν διερεύνησε το θέμα σε βάθος και έμαθε ότι τα δελφίνια όχι μόνο επουλώνουν τις πληγές τους χωρίς μόλυνση, αλλά ότι αυτό δεν γίνεται με ουλώδη ιστό, παρά με φυσική αναγέννηση του μέρους του σώματός τους, που έγινε μπουκιά κάποιου καρχαρία! Ο Ζάσλοφ σκέφτηκε ότι ίσως κάποια από τα αντιβιοτικά που είχε εντοπίσει στο δέρμα ζώων να μην έχουν μόνο αντισηπτική δράση, αλλά να βοηθούν και στη φυσική αναγέννηση των ιστών. Οτιδήποτε μπορεί να βοηθήσει το σώμα να ανακτήσει κύτταρα που έχουν καταστραφεί από ασθένεια ή τραυματισμό θα ήταν μεγάλο όφελος για την ιατρική.

Με λυμένα φρένα

Η ικανότητα των κυττάρων και των οργάνων να αναγεννιούνται μετά από τραυματισμό είναι περιορισμένη υπό κανονικές συνθήκες. Μετά από καρδιακή προσβολή, για παράδειγμα, μόρια αυξητικών παραγόντων και κυτοκίνες κατευθύνονται στην καρδιά, αλλά τα σήματά τους μπλοκάρονται από ένα ένζυμο, με αποτέλεσμα να μην αντικαθίστανται τα κατεστραμμένα καρδιακά κύτταρα. Σε δοκιμές που έγιναν σε ποντίκια μια ουσία που ονομάζεται MSI-1436 δέσμευσε το ένζυμο και επέτρεψε την αποκατάσταση του καρδιακού μυός

Ακολούθησαν 6 χρόνια συνεργασίας του με επιστήμονες που ερευνούσαν ακριβώς τη φυσική αναγέννηση ιστών στα ζώα. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ένα φυσικό αντιβιοτικό, το MSI-1436, που είχε εντοπίσει ο Ζάσλοφ σε ένα είδος μικρού καρχαρία, προκαλεί στα ψάρια ζέβρες μεγάλη επιτάχυνση στην αναγέννηση ιστών και αναγέννηση κατεστραμμένου καρδιακού ιστού στα ποντίκια. Η ουσία αυτή φαίνεται να παρεμποδίζει άλλα βιομόρια που φρενάρουν τη φυσική ικανότητα των ιστών να αναγεννηθούν όταν πάθουν κάποια ζημιά. Σε ποντίκια που είχαν ένα σύνδρομο ανάλογο της μυικής δυστροφίας στους ανθρώπους, το MSI-1436 έδειξε να επιβραδύνει τον μυικό εκφυλισμό. Τα πειράματα προς το παρόν συνεχίζουν να γίνονται σε ζώα και ανάλογη επίδραση της αμινοστερόλης MSI-1436 σε ανθρώπους δεν έχει αποδειχτεί. Ωστόσο, αναμφίβολα πλεονεκτεί απέναντι στη «λεγεώνα» των υποψήφιων φαρμάκων που φαίνονται καλά στον δοκιμαστικό σωλήνα, αλλά αποτυγχάνουν μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό. Ο λόγος είναι ότι το MSI-1436 έχει ήδη αποδειχτεί ότι είναι ασφαλές για χρήση στον άνθρωπο.
Το 2007 αυτή η ουσία είχε δοκιμαστεί σε ανθρώπους ως πιθανή θεραπεία για την παχυσαρκία και για τον διαβήτη τύπου 2, επειδή βελτιώνει την ευαισθησία των κυττάρων στην ινσουλίνη. Οι σχετικές μελέτες, υπό την εποπτεία της αρμόδιας κρατικής υπηρεσίας των ΗΠΑ, έδειξαν ότι το MSI-1436 είναι ανεκτό σε υψηλές δόσεις και δεν έχει παρενέργειες. Ομως, το γεγονός ότι το φάρμακο μπορούσε να είναι μόνο σε υγρή μορφή, ενέσιμη σε καθημερινή βάση, το έκανε μη ελκτικό για τους ασθενείς που ήδη είχαν άλλες λιγότερο ενοχλητικές επιλογές, όπως τα χάπια. Ετσι οι φαρμακευτικές εταιρείες εγκατέλειψαν το MSI-1436.

Αναγέννηση

Ομως για την αναγέννηση ιστών δεν υπάρχουν πολλές διαθέσιμες επιλογές. Τα βλαστοκύτταρα έκλεψαν πολλούς τίτλους σε δημοσιεύματα στον Τύπο, καθώς ως μη διαφοροποιημένα κύτταρα, με την κατάλληλη βιοχημική παρότρυνση μπορούν να μετατραπούν σε οποιαδήποτε από τις μυριάδες διαφοροποιημένα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού. Θεωρητικά θα μπορούσαν να επισκευάσουν και κατεστραμμένους ιστούς. Δυστυχώς, μετά από πολλά χρόνια κλινικών και άλλων δοκιμών, οι μεταμοσχεύσεις βλαστοκυττάρων παραμένουν προβληματικές λόγω ελλιπούς αποτελεσματικότητας και άλλων σοβαρών ανησυχιών. Η μόνη ευρέως διαδεδομένη χρήση τους σήμερα είναι σε μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών, για τη θεραπεία ασθενειών των αιμοσφαιρίων. Με δεδομένη την ασφάλειά του, το MSI-1436 θα μπορούσε να γίνει αποτελεσματικό φάρμακο για την επισκευή της καταστροφής μετά από καρδιακές προσβολές και ίσως και από άλλες επικίνδυνες ασθένειες.
Πολλά ζώα έχουν εκπληκτικές ικανότητες φυσικής αναγέννησης ιστών. Οι σαλαμάνδρες μπορούν να αναπτύξουν καινούρια άκρα μετά από ακρωτηριασμό τους. Η μύραινα, ένα είδος ψαριού σαν το χέλι, μπορεί να επισκευάσει τη σπασμένη σπονδυλική της στήλη. Το ψάρι ζέβρα, είδος σύνηθες στα ενυδρεία, μπορεί να αναγεννήσει κατεστραμμένα τμήματα της καρδιάς, των νεφρών, του παγκρέατος, αλλά και κομμένα πτερύγια. Σχεδόν για κάθε είδος ιστού ή οργάνου υπάρχει ένα είδος ζώου που μπορεί να το αναγεννήσει φυσικά.

Σήμα

Ακόμη και ο άνθρωπος δεν είναι εντελώς εκτός του παιχνιδιού της φυσικής αναγέννησης ιστών. Η σχετική ικανότητά μας είναι περιορισμένη, αλλά το δέρμα, τα ερυθρά αιμοσφαίρια και τα κύτταρα στην εσωτερική επιφάνεια των οργάνων του πεπτικού συστήματος αναγεννιούνται συνεχώς. Οι μύες μας μπορούν να προσθέσουν νέα κύτταρα μετά από μικρούς τραυματισμούς. Και όπως και ο Προμηθέας μπορούμε να αναγεννήσουμε σημαντικό μέρος του συκωτιού μας που ενδεχομένως καταστραφεί από τραυματισμό ή χρειαστεί να αφαιρεθεί σε κάποια εγχείρηση. Τα κύτταρά μας έχουν την ικανότητα αναγέννησης ιστών, αλλά αυτή καταπνίγεται όλο και περισσότερο καθώς γερνάμε. Ο Ζάσλοφ και οι συνεργάτες του έψαξαν ακριβώς το μοριακό σήμα που μπορεί να απελευθερώσει αυτήν τη δυνατότητα και το βρήκαν στο MSI-1436.
Τα ψάρια ζέβρα, ως σπονδυλωτά, έχουν τα ίδια κύρια όργανα με τον άνθρωπο και περίπου 70% των γονιδίων τους έχουν το ανάλογό τους στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Οταν οι ερευνητές έκοψαν μέρος της ουράς τους, διαπίστωσαν ότι η προσθήκη MSI-1436 στο νερό του ενυδρείου δεν είχε κανένα αποτέλεσμα, αλλά η προσθήκη του απευθείας μέσα στον οργανισμό των ψαριών αύξησε τον ρυθμό φυσικής αναγέννησης κατά 300%. Μέσα σε 3-4 μέρες οι ουρές είχαν αποκατασταθεί πλήρως και μάλιστα χωρίς καμία δυσμορφία ή άλλο πρόβλημα.

Ρυθμιστής

Το MSI-1436 δεσμεύει το ένζυμο PTP1B, το οποίο έχει διάφορες λειτουργικότητες μέσα στον οργανισμό, μια από τις οποίες είναι η ρύθμιση της ανάπτυξης νέων κυττάρων. Αυτή η λειτουργία είναι πολύ σημαντική, καθώς η ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία σε ένα όργανο ή να μετατραπεί σε καρκινική. Ευτυχώς, το MSI-1436 αποδείχτηκε ότι δεν παρεμποδίζει τη λειτουργία του PTP1B παντού μέσα στο σώμα, αλλά πολύ τοπικά, εστιασμένα και ελεγχόμενα μόνο στις περιοχές όπου υπάρχει βλάβη των ιστών. Οταν το PTP1B είναι ελεύθερο να κάνει τη δουλειά του, παρεμβαίνει σε μια κατηγορία πρωτεϊνών (κινάσες υποδοχέων τυροσίνης), τις RTK, οι οποίες είναι ενσωματωμένες μέσα στις κυτταρικές μεμβράνες και αποτελούν τμήματα μονοπατιών σηματοδότησης, που ξεκινά έξω από το κύτταρο και καταλήγει στον πυρήνα του, πυροδοτώντας την κυτταρική ανάπτυξη και διαίρεση. Για να λειτουργήσουν οι RTK πρέπει να είναι ενωμένες με φωσφορικές ομάδες. Αυτές τις ομάδες δεσμεύει το PTP1B και παρεμποδίζει την αναγέννηση των ιστών. Το MSI-1436 παρεμποδίζοντας το PTP1B επιτρέπει στο σήμα να φτάσει έως τον πυρήνα και να προχωρήσει ακάθεκτη η αναγέννηση των ιστών.
Η αποτελεσματικότητα του MSI-1436 στον άνθρωπο θα αποδειχτεί μόνο όταν γίνουν δοκιμές του σε ανθρώπους που έχουν πάθει καρδιακή προσβολή. Προς το παρόν, είναι σε εξέλιξη δοκιμές του σε καρδιές χοίρων, που είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοιες με την ανθρώπινη, τόσο από πλευράς δομής όσο και μεγέθους. Πρέπει επίσης να εξασφαλιστεί ότι το MSI-1436 δεν προκαλεί κανενός είδους κακοήθη κυτταρική ανάπτυξη. Ηδη ένα πείραμα με έμβρυα ψαριών ζέβρα στα οποία εγχυνόταν καθημερινά επί δύο βδομάδες και μάλιστα από το αρχικό μονοκυτταρικό στάδιο, δεν αποκάλυψε κανένα πρόβλημα, καθώς τα έμβρυα αναπτύχθηκαν σε ώριμα ψάρια, απολύτως υγιή.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»