Τεχνολογία CRISPR: Γενετικά επεξεργασμένα κύτταρα σκοτώνουν τα καρκινικά στο σώμα του ασθενούς

Τι είναι η τεχνολογία CRISPR;

Η τεχνολογία CRISPR είναι ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο που βασίζεται στην τεχνητή εισαγωγή γονιδίων με τη βοήθεια μοριακών μηχανισμών και στοχεύει στην αντιμετώπιση ποικίλων ασθενειών. Λειτουργεί σαν ένα μοριακό “ψαλίδι” με το οποίο αφαιρούνται και προστίθενται επιλεκτικά γονίδια σε ένα κύτταρο στο οποίο δεν υπάρχουν φυσιολογικά και με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνουν την τέλεση συγκεκριμένων λειτουργιών από το εκάστοτε κύτταρο. Μια από τις πιθανές χρήσεις της είναι η εφαρμογή της στην θεραπεία του καρκίνου, αν και προς το παρόν χρησιμοποιείται σε πειραματικό επίπεδο σε πειραματόζωα ή κλινικές μελέτες.

Πώς εφαρμόζεται η τεχνολογία CRISPR στην θεραπεία του καρκίνου;

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Parker για την θεραπεία του καρκίνου κατάφεραν να κατασκευάσουν Τ λεμφοκύτταρα (κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος) με μεγαλύτερη ικανότητα να επιτίθενται στα καρκινικά κύτταρα, αλλά και με αυξημένη διάρκεια ζωής στον οργανισμό σε σχέση με προηγούμενες απόπειρες. Τα κύτταρα αυτά εισάγονται στον ασθενή και έχει αποδειχθεί ότι καταφέρνουν να σκοτώσουν τους όγκους καρκινικών κυττάρων μέσα σε λίγους μόλις μήνες. Τα καρκινικά κύτταρα διαθέτουν ποικίλους τρόπους με τους οποίους καταστέλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Για το λόγο αυτό, η αξιοποίηση των τεχνικών συνθετικής βιολογίας ενισχύει τη λειτουργία των ανοσοκυττάρων πέρα από το δεδομένο, προκειμένου να αναχαιτίσει τη δράση των καρκινικών κυττάρων στον οργανισμό. Στόχος της ερευνητικής ομάδας ήταν η κατασκευή γενετικά επεξεργασμένων Τ λεμφοκυττάρων με μακρότερη και ισχυρότερη δραστηριότητα σε σχέση με τα φυσικά Τ λεμφοκύτταρα που ο οργανισμός παράγει. Το γεγονός αυτό είναι ελπιδοφόρο τόσο για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση του καρκίνου, όσο και για την μείωση που θα επιφέρει στις επίπονες μεθόδους της χημειοθεραπείας και ραδιοθεραπείας που εφαρμόζονται ως τώρα.

Πώς αξιοποιούνται τα Τ λεμφοκύτταρα;

Τα Τ λεμφοκύτταρα είναι ένας τύπος λευκών αιμοσφαιρίων που στοχεύουν στην άμυνα του οργανισμού ενάντια σε ιικές, βακτηριακές και καρκινικές λοιμώξεις με μεγάλη διάρκεια ζωής. Ελέγχουν σχολαστικά τα κύτταρα του οργανισμού για τυχόν μεταλλάξεις, λοιμώξεις ή καταστάσεις στρες και σκοτώνουν τα κύτταρα που αποτελούν απειλή για τον οργανισμό αν πολλαπλασιαστούν. Μάλιστα, διαθέτουν κυτταρική και ανοσολογική μνήμη, αφού “θυμούνται” τις μολύνσεις ενός οργανισμού και ανταποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο αν ο οργανισμός μολυνθεί από το ίδιο παθογόνο για δεύτερη φορά. Τα Τ λεμφοκύτταρα των ανθρώπων που πάσχουν από καρκίνο είτε έχουν εξασθενήσει, είτε τα καρκινικά κύτταρα έχουν βρει τρόπο να παρακάμψουν τη λειτουργία τους.

Κατά τη μελέτη στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, οι ερευνητές απομόνωσαν Τ λεμφοκύτταρα από έναν υγιή οργανισμό και τα τροποποίησαν με τη βοήθεια της τεχνολογίας CRISPR. Αρχικά, αφαίρεσαν τον υποδοχέα του Τ λεμφοκυττάρου, δηλαδή μια εξειδικευμένη περιοχή που χρησιμοποιεί για να προσδεθεί σε ένα παθογόνο κύτταρο, και την αντικατέστησαν με τον υποδοχέα ενός καρκινικού κυττάρου, ώστε το λεμφοκύτταρο να αναγνωρίζει και να προσδένεται σε αυτό, σκοτώνοντας με αυτό τον τρόπο τους καρκινικούς όγκους. Έπειτα, αφαίρεσαν από το Τ λεμφοκύτταρο ένα φυσικό σημείο ελέγχου που περιστασιακά εμποδίζει τη σωστή λειτουργία του ώστε να λειτουργεί ανελλιπώς και να μην αφήνει τα καρκινικά κύτταρα να πολλαπλασιάζονται ξανά στον οργανισμό. Τέλος, τα τροποποιημένα κύτταρα εισήχθησαν στον οργανισμό ασθενούς που έπασχε από καρκίνο. Ο οργανισμός δεν απέρριψε τα κύτταρα, έτσι κατάφεραν να πολλαπλασιαστούν με το πέρασμα του χρόνου και να διατηρήσουν την δραστικότητά τους. Η τεχνική αυτή καταφέρνει να τροποποιεί γενετικά τα Τ λεμφοκύτταρα κάνοντάς τα να εντοπίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα καρκινικά κύτταρα, χωρίς όμως να ενέχει τις ίδιες παρενέργειες με παρόμοιες τεχνικές που έχουν εφαρμοστεί μέχρι τώρα, όπως η κυτταρική θεραπεία CAR-T.

Πώς προδιαγράφεται το μέλλον με τις εφαρμογές της τεχνολογίας CRISPR;

Η επιτυχής γενετική τροποποίηση των Τ λεμφοκυττάρων ανατρέπει τα δεδομένα στην έρευνα της θεραπείας του καρκίνου, αλλά και στον τομέα της γενετικής μηχανικής. Σύμφωνα με τους επικεφαλής της έρευνας, το νέο αυτό επίτευγμα θα επιτρέψει στους επιστήμονες να επεκτείνουν την εφαρμογή του στην καταπολέμηση του καρκίνου, ακόμα και σε πιο προχωρημένα στάδια. Η τεχνολογία CRISPR έθεσε το πρώτο βήμα στο περίπλοκο μονοπάτι της θεραπείας του καρκίνου, παρόλο που έχει εφαρμοστεί ως τώρα σε 3 μόνο ανθρώπους. Τα αποτελέσματα της εφαρμογής της δείχνουν ότι είναι εφικτή και ασφαλής ως προς τους ασθενείς, ειδικά εφόσον πλέον μπορεί να υποστεί τροποποιήσεις και βελτιώσεις παράλληλα με την εξέλιξη των τεχνολογικών και βιολογικών εργαλείων. Οι κυριότερες μέθοδοι που εφαρμόζονται για την αντιμετώπιση του καρκίνου, η χημειοθεραπεία και η ραδιοθεραπεία, είναι ήδη αρκετά λειτουργικές. Η πρώτη βασίζεται στην αναστολή της ανάπτυξης και της διαίρεσης των καρκινικών κυττάρων και η δεύτερη βλάπτει το γενετικό υλικό τους, σκοτώνοντάς τα. Ωστόσο, και οι δύο προσεγγίσεις προκαλούν σημαντική ζημιά στα υγιή κύτταρα του οργανισμού, δικαιολογώντας έτσι την τοξικότητά τους. Οι ειδικοί δηλώνουν πως η εφαρμογή της τεχνολογίας CRISPR στην ανοσοθεραπεία θα έχει μεγάλο αντίκτυπο στη θεραπεία του καρκίνου. Σίγουρα ο καρκίνος είναι μια απρόβλεπτη και δύσκολη στην αντιμετώπιση ασθένεια, όμως η τεχνολογία CRISPR θα ανοίξει το δρόμο για την οριστική του καταπολέμηση στις μελλοντικές γενιές.