2017-07-10 08:24:15
Ο καρκίνος είναι, ίσως, η ασθένεια με τη μεγαλύτερη ερευνητική δραστηριότητα παγκοσμίως και οι λόγοι είναι πολύ συγκεκριμένοι και προφανείς. Είναι η νόσος με τη μεγαλύτερη νοσηρότητα και θνησιμότητα, μετά τις καρδιαγγειακές παθήσεις, με τα στατιστικά δεδομένα να αναφέρουν ότι 1 στους 3 ανθρώπους θα αναπτύξει κάποια μορφή καρκίνου κατά τη διάρκεια της ζωής του. Σ’ αυτή, λοιπόν, την παγκόσμια μάχη κατά της νόσου δίνει τα τελευταία χρόνια το «παρών» της και η Κύπρος, στον βαθμό βεβαίως που μπορεί και με τα μέσα που έχει στη διάθεσή της.
Πρόσφατα, ερευνητές του Πανεπιστημίου Κύπρου, και συγκεκριμένα του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου, εκπόνησαν μια σειρά από μελέτες, οι οποίες έχουν στόχο την αποσαφήνιση των μηχανισμών που εμπλέκονται στην καρκινογένεση, τη μεταφορά φαρμάκου στους όγκους και τη μετάσταση. Τα αποτελέσματα των ερευνών αυτών δημοσιεύθηκαν σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά εγνωσμένου κύρους, ενώ η ερευνητική δραστηριότητα του Εργαστηρίου χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, με συνολικό ποσό ύψους €1,44 εκατ.
Επικεφαλής του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου είναι ο δρ Τριαντάφυλλος Στυλιανόπουλος, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικών Μηχανολογίας και Κατασκευαστικής του Πανεπιστημίου Κύπρου, ενώ την ερευνητική του ομάδα αποτελούν πέντε μεταδιδακτορικοί ερευνητές και ανώτεροι επιστήμονες και έξι διδακτορικοί φοιτητές.
Ο ίδιος εντάχθηκε στο δυναμικό του Πανεπιστημίου Κύπρου το 2010, ενώ αξίζει να αναφέρουμε ότι για το ερευνητικό του έργο έχει λάβει σειρά διακρίσεων με πιο πρόσφατη την απονομή του βραβείου Y. C. Fung Award από τον Αμερικανικό Σύνδεσμο Μηχανολόγων Μηχανικών ως ο καλύτερος νέος επιστήμονας της Αμερικής –και πρώτος μη Αμερικανός που βραβεύεται– στην περιοχή της εμβιομηχανικής (bioengineering). «Η έρευνα στον τομέα μας έχει υψηλό κόστος και χρειάζεται χρηματοδότηση για να είμαστε ανταγωνιστικοί ανά το παγκόσμιο», μας λέει ο δρ Στυλιανόπουλος.
«Επειδή δεν είχαμε εξοπλισμό και χρήματα για να εργοδοτήσουμε κόσμο, καθώς η κατάσταση στην Κύπρο δεν ήταν η πλέον κατάλληλη λόγω της οικονομικής κρίσης –δεν υπήρχαν αρκετά χρήματα για να χρηματοδοτηθούν έρευνες, ούτε από το Πανεπιστήμιο, ούτε από το κράτος–, έτσι η αναζήτηση χρηματοδότησης από την Ευρωπαϊκή Ένωση ήταν μονόδρομος. Πήραμε τις πρώτες μεγάλες χρηματοδοτήσεις το 2013, οπόταν ξεκίνησε η υλοποίηση του έργου το 2014 και ταυτόχρονα η λειτουργία του Εργαστηρίου».
Τον ρωτάμε, τι σημαίνει βιοφυσική του καρκίνου και πώς εφαρμόζεται στη δική τους περίπτωση η μηχανολογία. «Βασικά, βλέπουμε τον καρκίνο σαν ένα σύστημα, το οποίο δεν είναι μόνο βιολογικό, αλλά είναι επίσης και ένα μηχανικό περιβάλλον. Θέλουμε να δούμε πώς η βιολογία με τη μηχανική συνδυάζονται με σκοπό τη βελτίωση των υφιστάμενων θεραπειών, χημειοθεραπείας ή νανοθεραπείας, ώστε να βελτιωθεί η μεταφορά των φαρμακευτικών σκευασμάτων στους καρκινικούς όγκους που θα έχει ως αποτέλεσμα την ίαση του καρκίνου. Αυτή είναι και η καινοτομία του Εργαστηρίου. Δεν υπάρχουν πολλά εργαστήρια όπου μπορείς να συνδυάσεις στον ίδιο χώρο τόσο τη μηχανική όσο και τη βιολογία. Αυτός, άλλωστε, είναι και ο λόγος που εργοδοτούνται στο Εργαστήριο άτομα με διαφορετικό ερευνητικό υπόβαθρο, όπως βιολόγοι, φυσικοί και μηχανικοί».
Οι βασικές έννοιες της μηχανολογίας, οι οποίες εφαρμόζονται σε διαφορετικά συστήματα και περιβάλλοντα είναι ίδιες, σύμφωνα με τον δρα Στυλιανόπουλο, και ένας μεγάλος κλάδος της μηχανολογίας είναι η εμβιομηχανική. «Δηλαδή, οι εφαρμογές της μηχανικής σε βιολογικά συστήματα, όχι κατ’ ανάγκη στον καρκίνο, αλλά γενικά, όπως για παράδειγμα στις αρτηρίες. Τα στεντ, που χρησιμοποιούνται σε ασθενείς με αθηροσκλήρωση, έχουν κατασκευαστεί και σχεδιάζονται από μηχανολόγους μηχανικούς. Στην περίπτωση του καρκίνου πρέπει να σκεφτούμε ότι ένας καρκινικός όγκος θα αναπτυχθεί μέσα σε έναν υγιή ιστό και, καθώς αναπτύσσεται, θα πρέπει να εκτοπίσει τον υγιή ιστό στον οποίο αναπτύσσεται. Επομένως αυτή είναι μια διαδικασία που εμπεριέχει μηχανικές δυνάμεις. Δηλαδή, θα πρέπει μηχανικά ο όγκος, λόγω της γρήγορης αύξησής του στον περιορισμένο χώρο που βρίσκεται, να ασκεί δυνάμεις στους γύρω ιστούς, για να μπορέσει να αναπτυχθεί και να μεγαλώσει σε μέγεθος.»
Αυτές, όμως, οι δυνάμεις που ασκούνται επηρεάζουν τη λειτουργία των ίδιων των κυττάρων, τα οποία αλλάζουν τη λειτουργία τους εξαιτίας των μηχανικών δυνάμεων. Μπορούν για παράδειγμα να γίνουν πιο μεταστατικά, ενώ επηρεάζεται επίσης το μικρο-περιβάλλον μέσα στο οποίο βρίσκεται ο όγκος, διότι ο όγκος δεν είναι μόνο τα καρκινικά κύτταρα, είναι και ο ιστός και τα αιμοφόρα αγγεία. Στη δική μας περίπτωση, λόγω αυτών των δυνάμεων που ασκούνται, τα αιμοφόρα αγγεία που βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα και κατ’ επέκταση και μέσα στους καρκινικούς όγκους, συμπιέζονται, είναι μη λειτουργικά, με αποτέλεσμα ο όγκος να μην αιματώνεται. Και από τη στιγμή που ο όγκος δεν αιματώνεται, δεν μπορούν να φτάσουν εκεί τα φάρμακα, τα οποία μεταφέρονται μέσω του αίματος. Το αποτέλεσμα είναι ότι θα φθάσει τελικά στον όγκο μία ποσότητα γύρω στο 1% της χημειοθεραπείας που λαμβάνει ένας ασθενής. Αν λάβουμε, επίσης, υπόψη ότι τα ίδια τα αγγεία που έχει ο καρκινικός όγκος σε σύγκριση με τα αγγεία των υπόλοιπων οργάνων στο σώμα δεν είναι λειτουργικά, τότε αυτό το 1% μπορεί να πέσει και πολύ πιο κάτω».
Στις χημειοθεραπείες, επισημαίνει ο δρ Στυλιανόπουλος, κάποιοι ασθενείς ανταποκρίνονται και πηγαίνουν πολύ καλά, κάποιοι μπορεί να ανταποκριθούν μερικώς και κάποιοι μπορεί να μην ανταποκριθούν καθόλου. «Εμείς, ασχολούμαστε με περιπτώσεις όπου οι ασθενείς δεν ανταποκρίνονται. Ένας από τους λόγους που δεν ανταποκρίνονται, ειδικά σε όγκους όπως του μαστού και του παγκρέατος, είναι ότι δεν υπάρχει αιμάτωση. Τα αιμοφόρα αγγεία δεν δουλεύουν και τα φάρμακα θα φτάσουν σε πολύ μικρό ποσοστό για να μπορέσουν να προκαλέσουν ολική ίαση. Παρόλο που το φάρμακο είναι πολύ ισχυρό, δεν μπορεί να δράσει, διότι δεν θα φτάσει ποτέ στον καρκινικό όγκο, στις ποσότητες που χρειάζεται. Αυτό που εμείς προσπαθούμε να κάνουμε, γνωρίζοντας το πρόβλημα της μερικής αιμάτωσης που οφείλεται σε μηχανικές δυνάμεις, είναι να αυξήσουμε τα ποσοστά αιμάτωσης του όγκου και κατ’ επέκταση την ποσότητα των φαρμάκων που φτάνουν σε αυτόν. Υπάρχει, ακόμα ένα στοιχείο. Η αιμάτωση μπορεί να μετρηθεί κλινικά με υπερήχους, από την αρχή της θεραπείας, κι αυτό είναι κάτι πολύ καινοτόμο. Βλέποντας, δηλαδή, το ποσοστό αιμάτωσης του όγκου, θα μπορούμε να προβλέψουμε σε ποια κατηγορία ανήκει ο ασθενής. Σ’ αυτούς που θα ανταποκριθούν στη θεραπεία ή σ’ αυτούς που δεν θα ανταποκριθούν. Επομένως, αν γνωρίζουμε ότι δεν θα ανταποκριθεί ο ασθενής, τότε δεν θα υπάρχει λόγος να γίνει η χημειοθεραπεία, διότι θα κάνει περισσότερο κακό, λόγω των παρενεργειών, και λιγότερο καλό».
Το Εργαστήριο εξειδικεύεται στον καρκίνο του μαστού και του παγκρέατος και ο λόγος είναι ότι υπάρχουν σε πολλές περιπτώσεις χαμηλά ποσοστά επιβίωσης. Στον καρκίνο του παγκρέατος, όπως αναφέρει ο δρ Στυλιανόπουλος, μόνο το 20% των ασθενών θα επιβιώσει στους έξι μήνες από τη διάγνωση, η οποία συνήθως γίνεται καθυστερημένα. «Από κλινικά στοιχεία επιβεβαιώνεται ότι στους καρκίνους του παγκρέατος μόνο το 20% των αγγείων είναι λειτουργικά, επομένως υπάρχει μεγαλύτερη δυσκολία στο να μπορέσουν να φτάσουν τα φάρμακα στον καρκινικό όγκο». Όλα αυτά, όπως τονίζει, βρίσκονται ακόμα σε ερευνητικό στάδιο και δεν μπορούν να εφαρμοστούν στην πράξη. «Είναι αυτά που θέλουμε να πετύχουμε στο μέλλον, να βελτιώσουμε δηλαδή τα μειονεκτήματα των υφιστάμενων θεραπειών».
Εντόπισαν γονίδια που ίσως ευθύνονται για μεταστάσεις
Ένα άλλο κομμάτι της έρευνας αφορά τη μετάσταση. «Στις πλείστες περιπτώσεις θανάτων, ο ασθενής δεν θα πεθάνει από τον πρωταρχικό όγκο, αλλά από τη μετάσταση. Οπότε, ένα άλλο κομμάτι που αποκτά μεγαλύτερη δυναμική στο Εργαστήριο είναι να βρούμε σε όγκους του μαστού –τώρα έχουμε ξεκινήσει και για τον εγκέφαλο– τους μηχανισμούς στους οποίους οφείλεται η μετάσταση. Έχουμε διαπιστώσει σε καρκίνους του μαστού ότι υπάρχουν κάποια γονίδια που υπερ-εκφράζονται εκεί όπου οι όγκοι είναι πιο μεταστατικοί. Αυτό τι σημαίνει; Αν αποσιωπήσουμε τα γονίδια αυτά και, επομένως, παύσουν να εκφράζονται, ίσως να μειώνεται και η μεταστατική ικανότητα των κυττάρων. Μέχρι τώρα, έχουμε εντοπίσει δύο τέτοια γονίδια. Μάλιστα, το επόμενο βήμα είναι να περάσουμε σε προκλινικές δοκιμές, σε πειραματόζωα δηλαδή, για να διαπιστώσουμε ότι και εκεί, αν όντως αποσιωπήσουμε αυτά τα γονίδια και μειώσουμε την έκφρασή τους, μειώνεται και η μετάσταση. Απ’ εκεί και πέρα θα είμαστε σε θέση να πούμε ότι αυτό είναι αξιοποιήσιμο και έχει πιθανότητες για να διερευνηθεί παραπάνω, με απώτερο σκοπό να περάσει κάποια στιγμή στους ασθενείς».
Η έρευνα, σύμφωνα με τον δρα Στυλιανόπουλο, είναι ακόμα στα πρώτα της βήματα, αλλά οι προοπτικές που ανοίγονται είναι πολύ ενδιαφέρουσες. «Έχουμε δει ότι υπάρχουν συσχετισμοί και σε ασθενείς, ότι ασθενείς με πιο μεταστατικούς όγκους τα συγκεκριμένα γονίδια είναι πιο αυξημένα, οπότε αυτό δείχνει ότι ίσως να παίζει ρόλο. Στο πρώτο στάδιο, έχουμε δει ότι ισχύει αυτός ο μηχανισμός και θέλουμε να δούμε αν αυτό λειτουργεί και σε προκλινικά μοντέλα, δηλαδή σε πειραματόζωα. Θα είναι η πρώτη ένδειξη ότι βρισκόμαστε σε καλό δρόμο. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου στο Πανεπιστήμιο Κύπρου ανέπτυξαν τρισδιάστατες δομές για την προσομοίωση καρκινικών όγκων και έδειξαν ότι αποσιώπηση των δύο αυτών γονιδίων εμποδίζει τη μεταστατική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων, κάτι που τα καθιστά πολύτιμους καινοτόμους μοριακούς στόχους για αποτελεσματική αντιμετώπιση της μετάστασης.
Στο στόχαστρο κολλαγόνο και υαλουρονικό οξύ
Η προσπάθεια της ερευνητικής ομάδας του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου έχει στόχο να μειώσει τις μηχανικές δυνάμεις που ασκούνται μέσα στον όγκο, μειώνοντας το κολλαγόνο και το υαλουρονικό οξύ που υπάρχουν στους όγκους αυτούς και υπερ-εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό. «Δηλαδή, τα ίδια τα κύτταρα που υπάρχουν σ’ αυτούς τους όγκους, λόγω κάποιων βιολογικών μονοπατιών που ακολουθούνται, κάποιων βιολογικών αιτιών, παράγουν πολύ κολλαγόνο και υαλουρονικό οξύ, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η σκληρότητα του όγκου. Εμείς στοχεύουμε στη μείωση του κολλαγόνου και του υαλουρινικού οξέως, όπως επίσης μπορούμε να στοχεύσουμε και στην ικανότητα των κυττάρων να τα παράγουν».
Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα; «Μειώνοντας αυτά τα δύο συστατικά, μειώνονται οι δυνάμεις στους όγκους, αποσυμπιέζονται τα αγγεία και αυξάνεται η αιμάτωση. Για να το πετύχουμε αυτό, χρησιμοποιούμε φάρμακα, τα οποία είναι εγκεκριμένα, όχι για τον καρκίνο, αλλά για περιπτώσεις όπου υπάρχει υπερβολική συσσώρευση κολλαγόνου στους ιστούς. Τέτοια ασθένεια είναι για παράδειγμα η ιδιοπαθής πνευμονική ίνωση, για την οποία υπάρχουν φάρμακα τα οποία είναι εγκεκριμένα. Εμείς προσπαθούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα φάρμακα για να αλλάξουμε το μικροπεριβάλλον, να μειώσουμε τα επίπεδα κολλαγόνου και υαλουρονικό οξέως στους όγκους, έτσι ώστε όταν δοθεί χημειοθεραπεία, να φθάσει σε μεγαλύτερες ποσότητες στον όγκο. Κι αυτό, επειδή ακριβώς έχουμε κάνει πιο λειτουργικά τα αγγεία μέσα στους όγκους, οπότε υπάρχει δίοδος να φτάσουν τα φάρμακα εκεί».
Μετρονομική θεραπεία - μία νέα τάση που μελετούν οι επιστήμονες
Ένας άλλος τρόπος που βελτιώνει την αιμάτωση στους όγκους είναι η αλλαγή της δοσολογίας της χημειοθεραπείας. «Συνήθως, η χημειοθεραπεία δίνεται μία φορά κάθε δύο-τρεις εβδομάδες και μετά – επειδή δίνεται σε μεγάλες δόσεις, πρέπει να περάσουν οι εβδομάδες αυτές για να μπορέσει ο ασθενής να επανακάμψει. Μια νέα τάση που συζητιέται σε πειραματικό στάδιο –έχει περάσει από κλινικές δοκιμές, αλλά τα αποτελέσματά της κάποτε είναι καλά και κάποτε όχι, οπότε δεν έχει εφαρμοστεί ακόμα στους ασθενείς– είναι να δίνεται πιο συχνά και σε μικρότερες δόσεις. Αυτό που είδαμε, υπολογιστικά, είναι ότι όταν δίνεται πιο συχνά και σε μικρότερες δόσεις βοηθά όχι μόνο στο να καταστραφούν καλύτερα τα καρκινικά κύτταρα, αλλά και στο να γίνουν πιο λειτουργικά τα αιμοφόρα αγγεία. Η χημειοθεραπεία δεν ξεχωρίζει αν ένα κύτταρο είναι καρκινικό ή όχι. Γι’ αυτό και υπάρχουν παρενέργειες. Γι’ αυτό δεν θα στοχεύσει μόνο τα καρκινικά κύτταρα αλλά και τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, θα στοχεύσει και τα ενδοθηλιακά κύτταρα που σχηματίζουν τα αγγεία. Οπότε, μπορεί από μόνη της η χημειοθεραπεία να κάνει καλό στοχεύοντας τα καρκινικά κύτταρα, αλλά και κακό στοχεύοντας τα υγιή κύτταρα.
»Σε πιο συχνές δόσεις, βελτιώνουμε τα αρνητικά της χημειοθεραπείας, διότι θα μπορούσε να στοχεύσει λιγότερο τα υγιή κύτταρα και περισσότερο τα καρκινικά. Αυτή η θεραπεία, η οποία ονομάζεται μετρονομική, ξεκίνησε το 2000 και πέρασε κάποια στιγμή σε κλινικές δοκιμές. Αλλά τα αποτελέσματά της είναι ανάμεικτα. Σε γενικές γραμμές δεν δουλεύει τόσο καλά, γι’ αυτό και δεν έχει φθάσει ακόμα στους ασθενείς. Αυτό που κάναμε εμείς, είναι να δούμε, σε εκείνες τις περιπτώσεις που δουλεύει, για ποιο λόγο δουλεύει καλά και, εκεί που δεν δουλεύει, γιατί δεν δουλεύει καλά. Πήραμε έναν μεγάλο αριθμό μελετών, τις αναλύσαμε υπολογιστικά και είδαμε ότι στις περιπτώσεις που δουλεύει η μετρονομική θεραπεία είναι όταν προκαλεί αύξηση της αιμάτωσης στους όγκους. Οπότε, ξέρουμε ότι για να μπορέσει να δουλέψει, θα πρέπει ο πρωταρχικός στόχος να είναι η αιμάτωση των όγκων. Αν δεν πετύχει η βελτίωση της αιμάτωσης του όγκου, τότε ίσως πρέπει να ξαναγυρίσουμε στις υφιστάμενες θεραπείες που είναι μια φορά κάθε δύο με τρεις εβδομάδες».
Η έρευνα ολοκληρώνεται σε έναν χρόνο και οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Κύπρου βρίσκονται αυτή τη στιγμή σε αναζήτηση χρηματοδοτικών πηγών προκειμένου να πετύχουν τους κύριους στόχους τους. «Σκοπός μας είναι, αντί να δίνουμε ξεχωριστά, σε ό,τι αφορά στην αιμάτωση του όγκου, το φάρμακο που θα μειώνει τα επίπεδα κολλαγόνου, να μπορέσουμε να φτιάξουμε καλύτερα φαρμακευτικά σκευάσματα, τα οποία να συνδυάζουν τη μείωση του επιπέδου κολλαγόνου με την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Δεύτερον, όταν λέμε ότι βοηθά η αιμάτωση στη μεταφορά των φαρμάκων, αυτό να το κάνουμε πιο συγκεκριμένο. Ίσως να βρεθεί κάποιος είδος μέτρου, το οποίο θα μας καθοδηγεί σε ποιο επίπεδο θα είναι αρκετό για να μπορέσουμε να δώσουμε τα φάρμακα. Θέλουμε, επίσης, να χρησιμοποιήσουμε τα ίδια εργαλεία που χρησιμοποιούν οι ογκολόγοι, για να είναι η έρευνά μας όσο το δυνατό πιο εφαρμόσιμη».
Ένας από τους στόχους των ερευνητών, όπως μας αναφέρει ο δρ Στυλιανόπουλος, «είναι να επεκταθούμε σε συνεργασίες με γιατρούς ή τουλάχιστον να μπορέσουμε να τους πείσουμε ότι αυτό αξίζει να περάσει σε κλινική δοκιμή. Είναι κάτι που θα πρέπει να γίνει αν θέλουμε τα αποτελέσματά μας να περάσουν στον ασθενή. Από το 2014 έως σήμερα εργαστήκαμε για να φτιάξουμε μια υποδομή, τα δικά μας εργαλεία και μεθόδους, να έχουμε μια δική μας οντότητα και, από τη στιγμή που το έχουμε αποκτήσει αυτό, τώρα πια κινούμαστε σε συνεργασίες, μέσα στο πλαίσιο των οποίων είναι και οι γιατροί. Την περίοδο που εργαζόμουν στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης στη Βοστώνη των ΗΠΑ, που είναι μεγάλο νοσοκομείο και έχουν πολλούς ασθενείς, εύκολα πέρασε η έρευνά μας από το δικό μας εργαστήριο στους γιατρούς και ξεκίνησαν οι κλινικές δοκιμές. Από την άλλη, η μετρονομική θεραπεία είναι ήδη σε κλινικές δοκιμές, αλλά αυτή τη στιγμή δεν έχει εγκριθεί διότι δεν τα πηγαίνει καλά σε πολλές περιπτώσεις. Εμείς προτείναμε λύση για να τα πάει καλύτερα. Οπότε πλέον, φεύγει από τα χέρια μας και πάει στα χέρια των γιατρών».
Πηγή
Tromaktiko
Πρόσφατα, ερευνητές του Πανεπιστημίου Κύπρου, και συγκεκριμένα του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου, εκπόνησαν μια σειρά από μελέτες, οι οποίες έχουν στόχο την αποσαφήνιση των μηχανισμών που εμπλέκονται στην καρκινογένεση, τη μεταφορά φαρμάκου στους όγκους και τη μετάσταση. Τα αποτελέσματα των ερευνών αυτών δημοσιεύθηκαν σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά εγνωσμένου κύρους, ενώ η ερευνητική δραστηριότητα του Εργαστηρίου χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, με συνολικό ποσό ύψους €1,44 εκατ.
Επικεφαλής του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου είναι ο δρ Τριαντάφυλλος Στυλιανόπουλος, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικών Μηχανολογίας και Κατασκευαστικής του Πανεπιστημίου Κύπρου, ενώ την ερευνητική του ομάδα αποτελούν πέντε μεταδιδακτορικοί ερευνητές και ανώτεροι επιστήμονες και έξι διδακτορικοί φοιτητές.
Ο ίδιος εντάχθηκε στο δυναμικό του Πανεπιστημίου Κύπρου το 2010, ενώ αξίζει να αναφέρουμε ότι για το ερευνητικό του έργο έχει λάβει σειρά διακρίσεων με πιο πρόσφατη την απονομή του βραβείου Y. C. Fung Award από τον Αμερικανικό Σύνδεσμο Μηχανολόγων Μηχανικών ως ο καλύτερος νέος επιστήμονας της Αμερικής –και πρώτος μη Αμερικανός που βραβεύεται– στην περιοχή της εμβιομηχανικής (bioengineering). «Η έρευνα στον τομέα μας έχει υψηλό κόστος και χρειάζεται χρηματοδότηση για να είμαστε ανταγωνιστικοί ανά το παγκόσμιο», μας λέει ο δρ Στυλιανόπουλος.
«Επειδή δεν είχαμε εξοπλισμό και χρήματα για να εργοδοτήσουμε κόσμο, καθώς η κατάσταση στην Κύπρο δεν ήταν η πλέον κατάλληλη λόγω της οικονομικής κρίσης –δεν υπήρχαν αρκετά χρήματα για να χρηματοδοτηθούν έρευνες, ούτε από το Πανεπιστήμιο, ούτε από το κράτος–, έτσι η αναζήτηση χρηματοδότησης από την Ευρωπαϊκή Ένωση ήταν μονόδρομος. Πήραμε τις πρώτες μεγάλες χρηματοδοτήσεις το 2013, οπόταν ξεκίνησε η υλοποίηση του έργου το 2014 και ταυτόχρονα η λειτουργία του Εργαστηρίου».
Τον ρωτάμε, τι σημαίνει βιοφυσική του καρκίνου και πώς εφαρμόζεται στη δική τους περίπτωση η μηχανολογία. «Βασικά, βλέπουμε τον καρκίνο σαν ένα σύστημα, το οποίο δεν είναι μόνο βιολογικό, αλλά είναι επίσης και ένα μηχανικό περιβάλλον. Θέλουμε να δούμε πώς η βιολογία με τη μηχανική συνδυάζονται με σκοπό τη βελτίωση των υφιστάμενων θεραπειών, χημειοθεραπείας ή νανοθεραπείας, ώστε να βελτιωθεί η μεταφορά των φαρμακευτικών σκευασμάτων στους καρκινικούς όγκους που θα έχει ως αποτέλεσμα την ίαση του καρκίνου. Αυτή είναι και η καινοτομία του Εργαστηρίου. Δεν υπάρχουν πολλά εργαστήρια όπου μπορείς να συνδυάσεις στον ίδιο χώρο τόσο τη μηχανική όσο και τη βιολογία. Αυτός, άλλωστε, είναι και ο λόγος που εργοδοτούνται στο Εργαστήριο άτομα με διαφορετικό ερευνητικό υπόβαθρο, όπως βιολόγοι, φυσικοί και μηχανικοί».
Οι βασικές έννοιες της μηχανολογίας, οι οποίες εφαρμόζονται σε διαφορετικά συστήματα και περιβάλλοντα είναι ίδιες, σύμφωνα με τον δρα Στυλιανόπουλο, και ένας μεγάλος κλάδος της μηχανολογίας είναι η εμβιομηχανική. «Δηλαδή, οι εφαρμογές της μηχανικής σε βιολογικά συστήματα, όχι κατ’ ανάγκη στον καρκίνο, αλλά γενικά, όπως για παράδειγμα στις αρτηρίες. Τα στεντ, που χρησιμοποιούνται σε ασθενείς με αθηροσκλήρωση, έχουν κατασκευαστεί και σχεδιάζονται από μηχανολόγους μηχανικούς. Στην περίπτωση του καρκίνου πρέπει να σκεφτούμε ότι ένας καρκινικός όγκος θα αναπτυχθεί μέσα σε έναν υγιή ιστό και, καθώς αναπτύσσεται, θα πρέπει να εκτοπίσει τον υγιή ιστό στον οποίο αναπτύσσεται. Επομένως αυτή είναι μια διαδικασία που εμπεριέχει μηχανικές δυνάμεις. Δηλαδή, θα πρέπει μηχανικά ο όγκος, λόγω της γρήγορης αύξησής του στον περιορισμένο χώρο που βρίσκεται, να ασκεί δυνάμεις στους γύρω ιστούς, για να μπορέσει να αναπτυχθεί και να μεγαλώσει σε μέγεθος.»
Αυτές, όμως, οι δυνάμεις που ασκούνται επηρεάζουν τη λειτουργία των ίδιων των κυττάρων, τα οποία αλλάζουν τη λειτουργία τους εξαιτίας των μηχανικών δυνάμεων. Μπορούν για παράδειγμα να γίνουν πιο μεταστατικά, ενώ επηρεάζεται επίσης το μικρο-περιβάλλον μέσα στο οποίο βρίσκεται ο όγκος, διότι ο όγκος δεν είναι μόνο τα καρκινικά κύτταρα, είναι και ο ιστός και τα αιμοφόρα αγγεία. Στη δική μας περίπτωση, λόγω αυτών των δυνάμεων που ασκούνται, τα αιμοφόρα αγγεία που βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα και κατ’ επέκταση και μέσα στους καρκινικούς όγκους, συμπιέζονται, είναι μη λειτουργικά, με αποτέλεσμα ο όγκος να μην αιματώνεται. Και από τη στιγμή που ο όγκος δεν αιματώνεται, δεν μπορούν να φτάσουν εκεί τα φάρμακα, τα οποία μεταφέρονται μέσω του αίματος. Το αποτέλεσμα είναι ότι θα φθάσει τελικά στον όγκο μία ποσότητα γύρω στο 1% της χημειοθεραπείας που λαμβάνει ένας ασθενής. Αν λάβουμε, επίσης, υπόψη ότι τα ίδια τα αγγεία που έχει ο καρκινικός όγκος σε σύγκριση με τα αγγεία των υπόλοιπων οργάνων στο σώμα δεν είναι λειτουργικά, τότε αυτό το 1% μπορεί να πέσει και πολύ πιο κάτω».
Στις χημειοθεραπείες, επισημαίνει ο δρ Στυλιανόπουλος, κάποιοι ασθενείς ανταποκρίνονται και πηγαίνουν πολύ καλά, κάποιοι μπορεί να ανταποκριθούν μερικώς και κάποιοι μπορεί να μην ανταποκριθούν καθόλου. «Εμείς, ασχολούμαστε με περιπτώσεις όπου οι ασθενείς δεν ανταποκρίνονται. Ένας από τους λόγους που δεν ανταποκρίνονται, ειδικά σε όγκους όπως του μαστού και του παγκρέατος, είναι ότι δεν υπάρχει αιμάτωση. Τα αιμοφόρα αγγεία δεν δουλεύουν και τα φάρμακα θα φτάσουν σε πολύ μικρό ποσοστό για να μπορέσουν να προκαλέσουν ολική ίαση. Παρόλο που το φάρμακο είναι πολύ ισχυρό, δεν μπορεί να δράσει, διότι δεν θα φτάσει ποτέ στον καρκινικό όγκο, στις ποσότητες που χρειάζεται. Αυτό που εμείς προσπαθούμε να κάνουμε, γνωρίζοντας το πρόβλημα της μερικής αιμάτωσης που οφείλεται σε μηχανικές δυνάμεις, είναι να αυξήσουμε τα ποσοστά αιμάτωσης του όγκου και κατ’ επέκταση την ποσότητα των φαρμάκων που φτάνουν σε αυτόν. Υπάρχει, ακόμα ένα στοιχείο. Η αιμάτωση μπορεί να μετρηθεί κλινικά με υπερήχους, από την αρχή της θεραπείας, κι αυτό είναι κάτι πολύ καινοτόμο. Βλέποντας, δηλαδή, το ποσοστό αιμάτωσης του όγκου, θα μπορούμε να προβλέψουμε σε ποια κατηγορία ανήκει ο ασθενής. Σ’ αυτούς που θα ανταποκριθούν στη θεραπεία ή σ’ αυτούς που δεν θα ανταποκριθούν. Επομένως, αν γνωρίζουμε ότι δεν θα ανταποκριθεί ο ασθενής, τότε δεν θα υπάρχει λόγος να γίνει η χημειοθεραπεία, διότι θα κάνει περισσότερο κακό, λόγω των παρενεργειών, και λιγότερο καλό».
Το Εργαστήριο εξειδικεύεται στον καρκίνο του μαστού και του παγκρέατος και ο λόγος είναι ότι υπάρχουν σε πολλές περιπτώσεις χαμηλά ποσοστά επιβίωσης. Στον καρκίνο του παγκρέατος, όπως αναφέρει ο δρ Στυλιανόπουλος, μόνο το 20% των ασθενών θα επιβιώσει στους έξι μήνες από τη διάγνωση, η οποία συνήθως γίνεται καθυστερημένα. «Από κλινικά στοιχεία επιβεβαιώνεται ότι στους καρκίνους του παγκρέατος μόνο το 20% των αγγείων είναι λειτουργικά, επομένως υπάρχει μεγαλύτερη δυσκολία στο να μπορέσουν να φτάσουν τα φάρμακα στον καρκινικό όγκο». Όλα αυτά, όπως τονίζει, βρίσκονται ακόμα σε ερευνητικό στάδιο και δεν μπορούν να εφαρμοστούν στην πράξη. «Είναι αυτά που θέλουμε να πετύχουμε στο μέλλον, να βελτιώσουμε δηλαδή τα μειονεκτήματα των υφιστάμενων θεραπειών».
Εντόπισαν γονίδια που ίσως ευθύνονται για μεταστάσεις
Ένα άλλο κομμάτι της έρευνας αφορά τη μετάσταση. «Στις πλείστες περιπτώσεις θανάτων, ο ασθενής δεν θα πεθάνει από τον πρωταρχικό όγκο, αλλά από τη μετάσταση. Οπότε, ένα άλλο κομμάτι που αποκτά μεγαλύτερη δυναμική στο Εργαστήριο είναι να βρούμε σε όγκους του μαστού –τώρα έχουμε ξεκινήσει και για τον εγκέφαλο– τους μηχανισμούς στους οποίους οφείλεται η μετάσταση. Έχουμε διαπιστώσει σε καρκίνους του μαστού ότι υπάρχουν κάποια γονίδια που υπερ-εκφράζονται εκεί όπου οι όγκοι είναι πιο μεταστατικοί. Αυτό τι σημαίνει; Αν αποσιωπήσουμε τα γονίδια αυτά και, επομένως, παύσουν να εκφράζονται, ίσως να μειώνεται και η μεταστατική ικανότητα των κυττάρων. Μέχρι τώρα, έχουμε εντοπίσει δύο τέτοια γονίδια. Μάλιστα, το επόμενο βήμα είναι να περάσουμε σε προκλινικές δοκιμές, σε πειραματόζωα δηλαδή, για να διαπιστώσουμε ότι και εκεί, αν όντως αποσιωπήσουμε αυτά τα γονίδια και μειώσουμε την έκφρασή τους, μειώνεται και η μετάσταση. Απ’ εκεί και πέρα θα είμαστε σε θέση να πούμε ότι αυτό είναι αξιοποιήσιμο και έχει πιθανότητες για να διερευνηθεί παραπάνω, με απώτερο σκοπό να περάσει κάποια στιγμή στους ασθενείς».
Η έρευνα, σύμφωνα με τον δρα Στυλιανόπουλο, είναι ακόμα στα πρώτα της βήματα, αλλά οι προοπτικές που ανοίγονται είναι πολύ ενδιαφέρουσες. «Έχουμε δει ότι υπάρχουν συσχετισμοί και σε ασθενείς, ότι ασθενείς με πιο μεταστατικούς όγκους τα συγκεκριμένα γονίδια είναι πιο αυξημένα, οπότε αυτό δείχνει ότι ίσως να παίζει ρόλο. Στο πρώτο στάδιο, έχουμε δει ότι ισχύει αυτός ο μηχανισμός και θέλουμε να δούμε αν αυτό λειτουργεί και σε προκλινικά μοντέλα, δηλαδή σε πειραματόζωα. Θα είναι η πρώτη ένδειξη ότι βρισκόμαστε σε καλό δρόμο. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου στο Πανεπιστήμιο Κύπρου ανέπτυξαν τρισδιάστατες δομές για την προσομοίωση καρκινικών όγκων και έδειξαν ότι αποσιώπηση των δύο αυτών γονιδίων εμποδίζει τη μεταστατική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων, κάτι που τα καθιστά πολύτιμους καινοτόμους μοριακούς στόχους για αποτελεσματική αντιμετώπιση της μετάστασης.
Στο στόχαστρο κολλαγόνο και υαλουρονικό οξύ
Η προσπάθεια της ερευνητικής ομάδας του Εργαστηρίου Βιοφυσικής του Καρκίνου έχει στόχο να μειώσει τις μηχανικές δυνάμεις που ασκούνται μέσα στον όγκο, μειώνοντας το κολλαγόνο και το υαλουρονικό οξύ που υπάρχουν στους όγκους αυτούς και υπερ-εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό. «Δηλαδή, τα ίδια τα κύτταρα που υπάρχουν σ’ αυτούς τους όγκους, λόγω κάποιων βιολογικών μονοπατιών που ακολουθούνται, κάποιων βιολογικών αιτιών, παράγουν πολύ κολλαγόνο και υαλουρονικό οξύ, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η σκληρότητα του όγκου. Εμείς στοχεύουμε στη μείωση του κολλαγόνου και του υαλουρινικού οξέως, όπως επίσης μπορούμε να στοχεύσουμε και στην ικανότητα των κυττάρων να τα παράγουν».
Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα; «Μειώνοντας αυτά τα δύο συστατικά, μειώνονται οι δυνάμεις στους όγκους, αποσυμπιέζονται τα αγγεία και αυξάνεται η αιμάτωση. Για να το πετύχουμε αυτό, χρησιμοποιούμε φάρμακα, τα οποία είναι εγκεκριμένα, όχι για τον καρκίνο, αλλά για περιπτώσεις όπου υπάρχει υπερβολική συσσώρευση κολλαγόνου στους ιστούς. Τέτοια ασθένεια είναι για παράδειγμα η ιδιοπαθής πνευμονική ίνωση, για την οποία υπάρχουν φάρμακα τα οποία είναι εγκεκριμένα. Εμείς προσπαθούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα φάρμακα για να αλλάξουμε το μικροπεριβάλλον, να μειώσουμε τα επίπεδα κολλαγόνου και υαλουρονικό οξέως στους όγκους, έτσι ώστε όταν δοθεί χημειοθεραπεία, να φθάσει σε μεγαλύτερες ποσότητες στον όγκο. Κι αυτό, επειδή ακριβώς έχουμε κάνει πιο λειτουργικά τα αγγεία μέσα στους όγκους, οπότε υπάρχει δίοδος να φτάσουν τα φάρμακα εκεί».
Μετρονομική θεραπεία - μία νέα τάση που μελετούν οι επιστήμονες
Ένας άλλος τρόπος που βελτιώνει την αιμάτωση στους όγκους είναι η αλλαγή της δοσολογίας της χημειοθεραπείας. «Συνήθως, η χημειοθεραπεία δίνεται μία φορά κάθε δύο-τρεις εβδομάδες και μετά – επειδή δίνεται σε μεγάλες δόσεις, πρέπει να περάσουν οι εβδομάδες αυτές για να μπορέσει ο ασθενής να επανακάμψει. Μια νέα τάση που συζητιέται σε πειραματικό στάδιο –έχει περάσει από κλινικές δοκιμές, αλλά τα αποτελέσματά της κάποτε είναι καλά και κάποτε όχι, οπότε δεν έχει εφαρμοστεί ακόμα στους ασθενείς– είναι να δίνεται πιο συχνά και σε μικρότερες δόσεις. Αυτό που είδαμε, υπολογιστικά, είναι ότι όταν δίνεται πιο συχνά και σε μικρότερες δόσεις βοηθά όχι μόνο στο να καταστραφούν καλύτερα τα καρκινικά κύτταρα, αλλά και στο να γίνουν πιο λειτουργικά τα αιμοφόρα αγγεία. Η χημειοθεραπεία δεν ξεχωρίζει αν ένα κύτταρο είναι καρκινικό ή όχι. Γι’ αυτό και υπάρχουν παρενέργειες. Γι’ αυτό δεν θα στοχεύσει μόνο τα καρκινικά κύτταρα αλλά και τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, θα στοχεύσει και τα ενδοθηλιακά κύτταρα που σχηματίζουν τα αγγεία. Οπότε, μπορεί από μόνη της η χημειοθεραπεία να κάνει καλό στοχεύοντας τα καρκινικά κύτταρα, αλλά και κακό στοχεύοντας τα υγιή κύτταρα.
»Σε πιο συχνές δόσεις, βελτιώνουμε τα αρνητικά της χημειοθεραπείας, διότι θα μπορούσε να στοχεύσει λιγότερο τα υγιή κύτταρα και περισσότερο τα καρκινικά. Αυτή η θεραπεία, η οποία ονομάζεται μετρονομική, ξεκίνησε το 2000 και πέρασε κάποια στιγμή σε κλινικές δοκιμές. Αλλά τα αποτελέσματά της είναι ανάμεικτα. Σε γενικές γραμμές δεν δουλεύει τόσο καλά, γι’ αυτό και δεν έχει φθάσει ακόμα στους ασθενείς. Αυτό που κάναμε εμείς, είναι να δούμε, σε εκείνες τις περιπτώσεις που δουλεύει, για ποιο λόγο δουλεύει καλά και, εκεί που δεν δουλεύει, γιατί δεν δουλεύει καλά. Πήραμε έναν μεγάλο αριθμό μελετών, τις αναλύσαμε υπολογιστικά και είδαμε ότι στις περιπτώσεις που δουλεύει η μετρονομική θεραπεία είναι όταν προκαλεί αύξηση της αιμάτωσης στους όγκους. Οπότε, ξέρουμε ότι για να μπορέσει να δουλέψει, θα πρέπει ο πρωταρχικός στόχος να είναι η αιμάτωση των όγκων. Αν δεν πετύχει η βελτίωση της αιμάτωσης του όγκου, τότε ίσως πρέπει να ξαναγυρίσουμε στις υφιστάμενες θεραπείες που είναι μια φορά κάθε δύο με τρεις εβδομάδες».
Η έρευνα ολοκληρώνεται σε έναν χρόνο και οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Κύπρου βρίσκονται αυτή τη στιγμή σε αναζήτηση χρηματοδοτικών πηγών προκειμένου να πετύχουν τους κύριους στόχους τους. «Σκοπός μας είναι, αντί να δίνουμε ξεχωριστά, σε ό,τι αφορά στην αιμάτωση του όγκου, το φάρμακο που θα μειώνει τα επίπεδα κολλαγόνου, να μπορέσουμε να φτιάξουμε καλύτερα φαρμακευτικά σκευάσματα, τα οποία να συνδυάζουν τη μείωση του επιπέδου κολλαγόνου με την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Δεύτερον, όταν λέμε ότι βοηθά η αιμάτωση στη μεταφορά των φαρμάκων, αυτό να το κάνουμε πιο συγκεκριμένο. Ίσως να βρεθεί κάποιος είδος μέτρου, το οποίο θα μας καθοδηγεί σε ποιο επίπεδο θα είναι αρκετό για να μπορέσουμε να δώσουμε τα φάρμακα. Θέλουμε, επίσης, να χρησιμοποιήσουμε τα ίδια εργαλεία που χρησιμοποιούν οι ογκολόγοι, για να είναι η έρευνά μας όσο το δυνατό πιο εφαρμόσιμη».
Ένας από τους στόχους των ερευνητών, όπως μας αναφέρει ο δρ Στυλιανόπουλος, «είναι να επεκταθούμε σε συνεργασίες με γιατρούς ή τουλάχιστον να μπορέσουμε να τους πείσουμε ότι αυτό αξίζει να περάσει σε κλινική δοκιμή. Είναι κάτι που θα πρέπει να γίνει αν θέλουμε τα αποτελέσματά μας να περάσουν στον ασθενή. Από το 2014 έως σήμερα εργαστήκαμε για να φτιάξουμε μια υποδομή, τα δικά μας εργαλεία και μεθόδους, να έχουμε μια δική μας οντότητα και, από τη στιγμή που το έχουμε αποκτήσει αυτό, τώρα πια κινούμαστε σε συνεργασίες, μέσα στο πλαίσιο των οποίων είναι και οι γιατροί. Την περίοδο που εργαζόμουν στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης στη Βοστώνη των ΗΠΑ, που είναι μεγάλο νοσοκομείο και έχουν πολλούς ασθενείς, εύκολα πέρασε η έρευνά μας από το δικό μας εργαστήριο στους γιατρούς και ξεκίνησαν οι κλινικές δοκιμές. Από την άλλη, η μετρονομική θεραπεία είναι ήδη σε κλινικές δοκιμές, αλλά αυτή τη στιγμή δεν έχει εγκριθεί διότι δεν τα πηγαίνει καλά σε πολλές περιπτώσεις. Εμείς προτείναμε λύση για να τα πάει καλύτερα. Οπότε πλέον, φεύγει από τα χέρια μας και πάει στα χέρια των γιατρών».
Πηγή
Tromaktiko
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
