Χτίζουν γέφυρες κατά του καρκίνου Ελληνες ερευνητές ανακάλυψαν πώς λειτουργεί ο μηχανισμός των «γεφυρών DNA»

Γέφυρα προς την καλύτερη πρόληψη αλλά και θεραπεία του καρκίνου ρίχνει μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Κρήτης, η οποία έφερε στο φως έναν μηχανισμό που μπορεί να προστατεύσει από την καρκινογένεση αλλά και να κόψει τις γέφυρες εξάπλωσης των όγκων. Ο μηχανισμός αυτός αφορά τις «γέφυρες DNA» που κάποιες φορές χτίζονται εντός των κυττάρων μας και ανοίγουν διάπλατα τον δρόμο για την προέλαση της ογκογένεσης. Και μπορεί να μη φανταζόμαστε όλοι εμείς οι κοινοί θνητοί ότι υπάρχουν και γέφυρες εντός του οργανισμού μας (σε... νανοεπίπεδο για τα δικά μας δεδομένα), ωστόσο η ανακάλυψη σχετικά με το πώς αυτές οι γέφυρες καταρρέουν κάποιες φορές ανεξέλεγκτα οδηγώντας σε καρκίνο μπορεί στο μέλλον να έχει «γιγάντια» επίδραση στην αντιμετώπιση μιας νόσου που παρά τις επιμέρους επιτυχίες της επιστήμης εναντίον της, η ολοκληρωτική νίκη απέναντί της μοιάζει πολλές φορές με το γεφύρι της Αρτας.

Ο δρ Γεώργιος Ζάχος και η δρ Ελένη Πετσαλάκη

Ας αρχίσουμε όμως να «γεφυρώνουμε» τα κενά που προφανώς δημιουργούνται σε όλους όσοι δεν βουτούν στα άδυτα των κυττάρων, όπως κάνουν σε καθημερινή βάση επί ώρες στο εργαστήριο με εξελιγμένα μικροσκόπια ο αναπληρωτής καθηγητής Κυτταρικής Βιολογίας του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης δρ Γεώργιος Ζάχος και η δρ Ελένη Πετσαλάκη, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης και υπότροφος του Ιδρύματος Μποδοσάκη, οι οποίοι συνέγραψαν και τη σχετική πρόσφατη δημοσίευση σχετικά με τον μηχανισμό των «γεφυρών DNA» στην έγκριτη επιθεώρηση «Nature Communications» (http://www.nature.com/ncomms/2016/160429/ncomms11451/full/ncomms11451.html).

Το μπλεγμένο κουβάρι

Ο δρ Ζάχος εξηγεί στο «Βήμα» ότι «μελετούμε μηχανισμούς οι οποίοι είναι κοινοί στην ανάπτυξη όλων των τύπων καρκίνου. Μας ενδιαφέρουν ιδιαιτέρως τα χρωμοσώματα. Τι ακριβώς είναι αυτές οι δομές; Πρόκειται ουσιαστικώς για "κουβάρια" DNA. Tο γενετικό υλικό μας, που είναι σαν ένα μακρύ νήμα, προκειμένου να χωρέσει μέσα στο κάθε κύτταρο τυλίγεται σε αυτά τα... κουβάρια. Ωστόσο, καθώς το κύτταρο διαιρείται, τα κουβάρια νήματος μπορεί να μπλεχτούν και τελικώς να τεντωθούν δημιουργώντας δομές που ονομάζονται "γέφυρες DNA". Αν κάτι τέτοιο συμβεί, τα νέα δεν είναι καλά για το κύτταρο αφού λόγω των βλαβών που συσσωρεύονται, οι γέφυρες μπορεί χωρίς υποστήριξη να σπάσουν, με αποτέλεσμα τη μετάλλαξη των υγιών κυττάρων σε καρκινικά».

Οι ερευνητές από την Κρήτη βρήκαν όμως τώρα για πρώτη φορά την άκρη αυτού του μπερδεμένου νήματος ανακαλύπτοντας, όπως αναφέρει η δρ Πετσαλάκη, που ήταν και η πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης, ότι τον υποστηρικτικό ρόλο που εμποδίζει τις γέφυρες από το να καταρρεύσουν τον επιτελούν τρεις πρωτεΐνες, οι Clk1, Clk2 και Clk4. Συγκεκριμένα, σύμφωνα με την ερευνήτρια «οι τρεις αυτές πρωτεΐνες εντοπίζονται στο μέσον της "γέφυρας" και φωσφορυλιώνουν - ρυθμίζουν δηλαδή την ενεργότητα άλλων πρωτεϊνών προσθέτοντάς τους φωσφορυλομάδες -  κάποιες άλλες πρωτεΐνες-στόχους οι οποίες με τη σειρά τους σταματούν τη διαίρεση των κυττάρων μέχρις ότου οι γέφυρες επιλυθούν με ελεγχόμενο τρόπο που καθορίζει το κύτταρο. Ετσι, οι γέφυρες DNA δεν σπάζουν ανεξέλεγκτα οδηγώντας πιθανώς σε καρκινογένεση».

Οι εικόνες ελήφθησαν με συνεστιακό μικροσκόπιο. Aριστερά μια γέφυρα DNA σε ένα κύτταρο που διαιρείται ενώ δεξιά η γέφυρα DNA έχει σπάσει. Credit: Ελένη Πετσαλάκη

Η διαδικασία αυτή αφορά, υπογραμμίζει η κυρία Πετσαλάκη, την τελευταία φάση της κυτταρικής διαίρεσης που ονομάζεται κυτταροκίνηση. «Η συγκεκριμένη φάση του κυτταρικού κύκλου μελετάται μόλις τα τελευταία χρόνια και έτσι είναι γνωστές μέχρι στιγμής ελάχιστες πρωτεΐνες που σχετίζονται με αυτή. Πρόκειται για ένα πολύ ενδιαφέρον αλλά εν πολλοίς άγνωστο πεδίο προς μελέτη με το οποίο ασχολούνται ολοένα και περισσότερες ερευνητικές ομάδες. Μια πρωτεΐνη της κυτταροκίνησης, που ήταν γνωστή από προηγούμενες μελέτες, ήταν η Aurora B και εμείς ανακαλύψαμε ότι οι Clk1, Clk2 και Clk4 φωσφορυλιώνουν αυτήν ακριβώς την πρωτεΐνη-στόχο βάζοντας έτσι φρένο στην κατάρρευση των γεφυρών DNA».

Ουσιαστικά το κύτταρο χάρη σε αυτόν τον μηχανισμό σταθεροποιεί τα νήματα και δίνει τον χρόνο σε άλλους επανορθωτικούς μηχανισμούς του ώστε να ξεμπλεχτεί το κουβάρι προτού συνεχιστεί απρόσκοπτα η κυτταρική διαίρεση. Και ποιο είναι το αποτέλεσμα αυτής της πολύπλοκης διαδικασίας το οποίο μας αφορά όλους... διευκολύνοντας τη ζωή μας; Αποτροπή της εμφάνισης καρκίνου.

Πρόκειται λοιπόν για έναν σημαντικό μηχανισμό αυτοπροστασίας των κυττάρων που, όπως μας πληροφορούν οι ερευνητές, θεωρούν ότι είναι καθολικός. Τα πειράματα που αφορούσαν τη δημοσίευση στο «Nature Communications» διεξήχθησαν σε ανθρώπινες καλλιέργειες καρκινικών κυττάρων του παχέος εντέρου και του τραχήλου της μήτρας, αναφέρει ο δρ Ζάχος.

Ελπίδα για πρόληψη και θεραπεία

Οι έλληνες επιστήμονες ελπίζουν πως η νέα γνώση που προέκυψε από τη βασική έρευνα του εργαστηρίου τους στην Κρήτη θα ανοίξει τον δρόμο για τον σχεδιασμό φαρμακευτικών ουσιών που θα μιμούνται τη δράση των τριών πρωτεϊνών. Ετσι, όταν το ίδιο το κύτταρο δεν μπορεί να αυτοπροστατευθεί, η έξωθεν... φαρμακοβοήθεια θα σταθεροποιεί τα νήματα του DNA αποτρέποντας την κατάρρευση των γεφυρών και τελικώς την ανάπτυξη καρκίνου ή και την εξάπλωσή του όταν εκείνος έχει ήδη εμφανιστεί. Οπως τονίζει ο κ. Ζάχος «τέτοιες ουσίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν άτομα που έχουν ήδη διαγνωστεί με καρκίνο ώστε να αποφευχθούν οι μεταστάσεις. Αλλά και στο πεδίο της πρόληψης, ίσως στο μέλλον γενετικά τεστ θα δείχνουν ποιος δεν διαθέτει λειτουργικές μορφές των πρωτεϊνών Clk1, Clk2 και Clk4 με αποτέλεσμα να είναι επιρρεπής στην εμφάνιση καρκίνου και θα είναι υποψήφιος για τέτοιου είδους θεραπείες».

Μέχρις ότου η έρευνα μετατραπεί σε πράξη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Κρήτης συνεχίζουν τη σκληρή δουλειά «σαρώνοντας» τη διαδικασία διαχωρισμού των χρωμοσωμάτων κατά την κυτταρική διαίρεση και σε άλλες φάσεις αυτής. «Είναι σημαντικό στην αρχή της κυτταρικής διαίρεσης τα χρωμοσώματα να προσδεθούν σωστά σε κάποιες δομές που ονομάζονται μικροσωληνίσκοι» σημειώνει η κυρία Πετσαλάκη και προσθέτει ότι «εμείς πρόσφατα ανακαλύψαμε μια πρωτεΐνη η οποία παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην πρόσδεση των χρωμοσωμάτων στους μικροσωληνίσκους. Η ανακάλυψή μας βρίσκεται υπό δημοσίευση σε μεγάλο επιστημονικό περιοδικό, οπότε δεν μπορούμε αυτή τη στιγμή να δώσουμε περαιτέρω πληροφορίες. Σε κάθε περίπτωση πάντως, κατανοώντας τη λειτουργία μηχανισμών του κυττάρου σε διαφορετικές φάσεις της διαίρεσής του, ελπίζουμε ότι θα μπορέσουμε κάποια ημέρα να βάλουμε ένα τέλος στην ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση και έτσι τελικώς στον καρκίνο και στην εξάπλωσή του».

Ανταγωνιστική έρευνα made in Greece

Κλείνοντας, οι δύο ερευνητές αναφέρουν πως είναι σημαντικό ότι έχουν στα χέρια τους τα χρήματα - η τελευταία έρευνά τους διεξάγεται με ανταγωνιστική χρηματοδότηση ύψους περίπου 220 χιλιάδων ευρώ ανάμεσα σε 769 αιτήσεις από ολόκληρο τον κόσμο από τον οργανισμό Worldwide Cancer Research με έδρα τη Μεγάλη Βρετανία, καθώς και τον οργανισμό Fondation Santé με έδρα τις ΗΠΑ - η οποία τους επιτρέπει να πολεμούν με τα κατάλληλα «όπλα» - μικροσκόπια υψηλής ευκρίνειας που τους δίνουν τη δυνατότητα να βλέπουν τα κύτταρα... εν δράσει και συγκεκριμένα... εν διαιρέσει live - εντός της χώρας τους χαρίζοντάς της διακρίσεις. Είναι άκρως σημαντικό στην Ελλάδα της κρίσης, η οποία διώχνει πολλά και καλά ερευνητικά μυαλά της, επιστήμονες να επιτυγχάνουν δημοσιεύσεις made in Greece σε μεγάλα επιστημονικά περιοδικά. Σε αυτές τις ζοφερές εποχές πρόκειται σίγουρα για μια γέφυρα ελπίδας που ευχόμαστε να μην καταρρεύσει...

πηγη