Το Μουσικό Σχολείο Καβάλας, στο 6ο Μαθητικό Συνέδριο ACSTAC
ΟΙ ΚΟΙΝΟΙ ΙΟΙ ΣΤΗΝ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗΣ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΥ: ΕΝΑ ΠΑΙΧΝΙΔΙ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ
Θεωρητικό άρθρο
Νάστου Χριστίνα 1, Χίντρι Στέισι2, Μπαταλογιάννη Μελίνα3, Ιωαννίδου Καλλιόπη4, Παπαδοπούλου Στυλιανή5, Ξανθοπούλου Σταυρούλα 6
1,2,3,4,5,6 Μουσικό Σχολείο Καβάλας
Επιβλέπουσα: Τουλιοπούλου Ελένη
Καθηγήτρια Βιολογίας, Μουσικό Σχολείο Καβάλας
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Ο καρκίνος είναι μία ομάδα ασθενειών που έχουν σχέση με την αφύσικη κυτταρική διαίρεση η οποία με τη σειρά της οδηγεί στη δημιουργία όγκων που διαταράσσουν ή διακόπτουν την εύρυθμη λειτουργία των ζωτικών οργάνων του ανθρώπου. Ο καρκίνος συνήθως οδηγεί στο θάνατο των ασθενών. Σήμερα θεωρείται ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα υγείας που παρατηρούνται στις αναπτυγμένες χώρες. Γνωστές θεραπείες είναι οι χημειοθεραπείες και οι εγχειρήσεις αφαίρεσης των όγκων. Οι θεραπείες αυτές είναι το αποτέλεσμα έρευνας και επενδύσεων σχεδόν ενός αιώνα που οδηγούν στην επιμήκυνση της ζωής των ασθενών κατά μερικούς μόνο μήνες.
Την τελευταία δεκαετία υπάρχει έντονη κινητικότητα στο πεδίο της έρευνας που αφορά τη χρήση κοινών ιών στην υπηρεσία της καταπολέμησης του καρκίνου. Η έρευνα, αν και βρίσκεται σε σχετικά αρχικά στάδια, έχει ήδη να επιδείξει πολύ αισιόδοξα αποτελέσματα. Ως νέα θεραπεία αντιμετωπίζει αρκετά προβλήματα στην εφαρμογή της, αλλά υπόσχεται ίαση και όχι απλώς επιμήκυνση της ζωής ή καλυτέρευση της ποιότητας ζωής των ασθενών με καρκίνο. Είναι η πρώτη φορά που η επιστήμη βρίσκεται στο κατώφλι της ουσιαστικής θεραπείας του καρκίνου. Η θεραπεία αφορά στην ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος του ασθενούς και συνήθως η εφαρμογή της διαρκεί λίγες ημέρες και τα αποτελέσματά της είναι μόνιμα.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η νέα αυτή πρωτοποριακή μέθοδος αντιμετώπισης του καρκίνου, τα προβλήματα που καλείται να υπερβεί και τα αποτελέσματά της, ενώ παράλληλα γίνεται σύνδεση της μεθοδολογίας της με τις αρχές της γενετικής μηχανικής.
ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ
Καρκίνος, Ογκολυτικοί Ιοί, Γενετική Μηχανική
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Τα κύτταρα στο σώμα κάθε ζώου οργανώνονται σε στενά συνεργαζόμενες δομές που ονομάζονται ιστοί. Τα κύτταρα γενικά χάνουν την ικανότητά τους να διαιρούνται. Η αποκατάσταση ενός τραυματισμένου ιστού γίνεται μόνο από ειδικά κύτταρα που διατηρούν την ικανότητα της κυτταροδιαίρεσης και ονομάζονται βλαστοκύτταρα (germcells).
Τα κύτταρα για να αποτελέσουν μέρος ενός ιστού, συντονίζουν τη λειτουργία τους, στέλνοντας, λαμβάνοντας και ερμηνεύοντας ένα σύνολο σημάτων που προέρχονται από άλλα κύτταρα του ίδιου ή διαφορετικών ιστών. Οποιαδήποτε διαταραχή (π.χ. μετάλλαξη) που ανατρέπει αυτή τη συνεργατική σχέση, μπορεί να αποβεί μοιραία για την υγεία του οργανισμού (wikipedia.org, 2017).
Τα καρκινικά κύτταρα είναι μία τέτοια περίπτωση. Σειρά μεταλλάξεων τους δίνει τη δυνατότητα της κυτταροδιαίρεσης, που υπό κανονικές συνθήκες έχουν μόνο τα βλαστοκύτταρα. Επίσης, η διαίρεσή τους γίνεται έξω από τους κανόνες με τους οποίους λειτουργούν τα βλαστοκύτταρα. Δύο είναι τα βασικά τους χαρακτηριστικά που διαταράσσουν την εύρυθμη λειτουργία του οργανισμού: αναπαράγονται ανεξέλεγκτα και εισβάλλουν σε άλλες περιοχές του ίδιου ή διαφορετικού ιστού, σχηματίζοντας όγκους (Κρεμιώτης, 2017).
Ένας όγκος θεωρείται καρκίνος μόνο εάν είναι κακοήθης, δηλαδή μόνο όταν τα κύτταρά του έχουν αποκτήσει τη δυνατότητα να εισβάλουν στους περιβάλλοντες ιστούς. Οιπλέον εφαρμοσμένες θεραπείες για τον καρκίνο είναι η χειρουργική αφαίρεση των όγκων, η χημειοθεραπεία και η ακτινοβολία (holistic-greece, 2017).
ΧΗΜΕΙΟΘΕΡΑΠΕΙΕΣ
Η χημειοθεραπεία είναι η συστηματική χρήση φαρμάκων για τη θεραπεία του καρκίνου. Τα φάρμακα αυτά δρουν κυρίως πάνω στα καρκινικά κύτταρα, αλλά επηρεάζουν και τα υγιή. Έτσι παρουσιάζονται διάφορες παρενέργειες, όπως η απόπτωση τριχών κεφαλής, πληγές στο στόμα, δυσκολία στην κατάποση, ξηροστομία, ναυτία, εμετός, διάρροια, αιμορραγία και διάφορες λοιμώξεις. Πιο σπάνια προβλήματα περιλαμβάνουν βλάβη στην καρδιά, στο ήπαρ, στους πνεύμονες, στα νεφρά ή στα νεύρα. Στις περισσότερες περιπτώσεις οι παρενέργειες εξαφανίζονται μόλις ολοκληρωθεί η θεραπεία.
Πολλές μορφές καρκίνου θεωρούνται πλέον ιάσιμες με την εφαρμογή της χημειοθεραπείας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι το χοριοκαρκίνωμα, το λέμφωμα Burkitt και η λεμφοβλαστική λευχαιμία. Σε μερικούς τύπους κακοήθειας μάλιστα, όπως στη νόσο του Hodgkin, στη λευχαιμία και στον καρκίνο των όρχεων, η χημειοθεραπεία μπορεί να πετύχει πλήρη θεραπεία, ακόμα κι αν ο καρκίνος έχει εξαπλωθεί μέσα στο ίδιο όργανο.
Οι περισσότεροι ασθενείς με καρκίνο υποβάλλονται σήμερα σε χημειοθεραπεία σε αρχικό ή σε προχωρημένο στάδιο της νόσου, με σκοπό είτε την ίαση, είτε την ανακούφιση. Οι περισσότερες επιτυχίες της χημειοθεραπείας οφείλονται στην χορήγηση πολλών και όχι ενός φάρμακου. Σήμερα υπάρχουν τουλάχιστον 80 είδη διαφορετικών χημειοθεραπευτικών φαρμάκων. Το φάρμακο χορηγείται γενικά με ένεση ή ενδοφλεβίως (bestrong.org, 2017).
ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ – ΕΓΧΕΙΡΗΣΗ
Η εγχείρηση είναι εδώ και καιρό ο θεμελιώδης λίθος της θεραπείας του καρκίνου. Ο σκοπός κάθε εγχείρησης μπορεί να ποικίλλει.
Μπορεί να γίνει, για να εξακριβωθεί αν κάποιος όγκος είναι κακοήθης, για να αφαιρεθεί ένας καρκινικός όγκος ή για να εξακριβωθεί η εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων σε άλλα μέρη του σώματος. Η εγχείρηση είναι πιο αποτελεσματική, αν ο καρκίνος αντιμετωπίζεται σε μια τοποθεσία (τοπικός). Μερικές φορές, ωστόσο, τα καρκινικά κύτταρα εξαπλώνονται από το μέρος που εμφανίζονται αρχικά (πρωτογενής όγκος) και ταξιδεύουν μέσα στο αίμα ή το λεμφικό σύστημα, για να σχηματίσουν δευτερογενείς όγκους (μεταστάσεις) (holistic-greece, 2017).
Η ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
Η ακτινοβολία είναι άλλη μια επιλογή για την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Κατά την ακτινοθεραπεία εφαρμόζεται ιοντίζουσα ακτινοβολία, η οποία προκαλεί τη θανάτωση των καρκινικών κυττάρων και τη μείωση του μεγέθους του όγκου. Εφαρμόζεται σε περιοχές του σώματος ήεισάγεται στον καρκινικό όγκο με μορφή βελόνων, ή προσλαμβάνεται εκλεκτικά το ραδιενεργό ισότοπο στο πάσχον όργανο.
Η ακτινοθεραπεία δεν είναι συνήθως θεραπευτική αν τα καρκινικά κύτταρα έχουν εξαπλωθεί σε ολόκληρο το σώμα ή βρίσκονται εκτός του πεδίου της ακτινοβολίας.
Σε γενικές γραμμές η ακτινοβολία προκαλεί λιγότερες σωματικές παραμορφώσεις σε σχέση με τη ριζική εγχείρηση, αλλά μπορεί να έχει έντονες παρενέργειες, όπως ερεθισμό ή σκλήρυνση του δέρματος, δυσκολία στην κατάποση, ξηροστομία, ναυτία, διάρροια, τριχόπτωση και καταβολή. Η σοβαρότητα και η έκταση αυτών των παρενεργειών εξαρτάται από το μέρος που γίνεται και την ποσότητα της ακτινοβολίας που χρησιμοποιείται (bestrong.org, 2017).
ΝΕΟ ΠΕΔΙΟ ΕΡΕΥΝΑΣ: ΟΓΚΟΛΥΤΙΚΕΣ ΘΕΡΑΠΕΙΕΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΙΟΥ
Η ιοθεραπεία είναι μια σχετικά πρόσφατη θεραπεία κατά του καρκίνου που χρησιμοποιεί ιούς με ογκολυτική δράση. Η θεραπεία βασίζεται στην ικανότητα ενός ιού να βρει και να καταστρέψει κακοήθη κύτταρα μέσα στο σώμα. Η ιοθεραπεία είναι μια ήπια και ασφαλής θεραπεία, εξασφαλίζει υψηλά επίπεδα επιβίωσης, ενώ βελτιώνει σε πολύ μεγάλο βαθμό την ποιότητα ζωής των ασθενών.
Μικρή ιστορική αναδρομή
Αν και οι κλινικές μελέτες ογκολυτικών ιών ξεκίνησαν στη δεκαετία του ’60, οι έρευνες των τελευταίων σχεδόν 10 χρόνων έχουν φτάσει στην ανακάλυψη ότι ο καρκίνος μπορεί να θεραπευτεί με την χρήση κάποιου ιού.
Πρωτοπόρος η Κίνα, το 2006, ήταν η πρώτη χώρα που ενέκρινε την ογκολυτική θεραπεία με τη χρήση του ιού Η101. Το εργαστήριο της Σανγκάη άρχισε να βγάζει αυτόν τον ιό στην αγορά, για τη θεραπεία του καρκίνου του κεφαλιού και του λαιμού. Στην 3η φάση δοκιμών του εργαστηρίου, η θεραπεία με τον ιό σε συνδυασμό με χημειοθεραπεία είχε 79% θετικά αποτελέσματα, ενώ μόνο η χημειοθεραπεία είχε μόλις 40%. Μία από τις επιτυχίες αυτού του ιού είναι η μη θεραπεία του πυρετού του ασθενούς. Μετά από παρατήρηση επιτυχίας του ιού στη 2η φάση, βγήκε το συμπέρασμα ότι η υψηλή θερμοκρασία του σώματος βοηθάει τον ιό στο να πολλαπλασιαστεί και να βελτιώσει την αντικαρκινική ανοσοποιητική αντίδραση (academic.oup, 2017).
Αποτελέσματα: Ο ιός εισχώρησε μέσω ένεσης σε 46 ανθρώπους, με ποσοστό απόκρισης 30.4%. Η ένεση Η101 μαζί με χημειοθεραπεία είχε τρεις ολοκληρωμένες θεραπείες και 11 μερικές αποκρίσεις. Οι κύριες παρενέργειες ήταν πυρετός (30.2%) και πόνος στο σημείο που εισχώρησε η ένεση (26.9%) (sunwaybio, 2017).
Η πιο πρόσφατη ανακάλυψη σε αυτό το δυναμικό πεδίο είναι ο ιός εναδενοτουσιρεβύνη (EnAd). Είναι ένας ογκολυτικός ιός που πρωτοεμφανίστηκε στο επιστημονικό παρασκήνιο το 2015 σε διάφορες δοκιμές. Το 2017 έγινε μία έρευνα με την χρήση του ιού εναδενοτουρισεβύνη, για την αντιμετώπιση του καρκίνου. Σύμφωνα με αυτήν την έρευνα, οι ιοί επιβιώνουν στον οργανισμό μας διότι εγκαθίστανται στα υγιή κύτταρα. Παρόλα αυτά, ο EnAd αναλαμβάνει τα καρκινικά κύτταρα, καταναλώνει την ενέργειά τους έτσι ώστε να μην έχουν άλλη δύναμη για να ζήσουν. Αυτός ο ιός θέλει τον ξενιστή του, που είναι τα καρκινικά κύτταρα, να είναι υπερκινητικά. Έτσι ο μεταβολισμός τους αυξάνεται και τα κάνει πιο εύκολα θύματα. Ωστόσο, αυτή η θεραπεία εφαρμόζεται σε λίγους ασθενής. Ελπίζεται να δοκιμαστεί η απόδοση της θεραπείας αυτής με συνδυασμό άλλων φαρμάκων και σε συγκεκριμένους τύπους καρκίνου φέρνοντας το λίγο πιο κοντά στο να γίνει ένα ακόμη όπλο για την αντιμετώπιση του καρκίνου (scienceblog, 2017).
Σε γενικές γραμμές η ογκολυτική ιοθεραπεία βασίζεται στην ικανότητα του τροποποιημένου ιού να βρίσκει και να καταστρέφει κακοήθη κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα. Στη Λετονία σήμερα περισσότερο από το 75% των ασθενών με μελάνωμα αντιμετωπίζονται με αυτή τη θεραπεία. Το πρώτο εγκεκριμένο φάρμακο στον κόσμο κατά του καρκίνου με τη μέθοδο της ιοθεραπείας είναι το Rigvir (rigvir.com, 2017).
Το Rigvir, το οποίο περιέχει τον ιό «RIGA», αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στη Ρίγα, πρωτεύουσα της Λετονίας. Ο ιός RIGA είναι ένας διαγονιδιακός ιός ο οποίος περιέχει το γενετικό υλικό του Εντεροβακτηριδίου ECHO-7. Ο ιός ECHO-7 είναι ένας ιός ο οποίος συναντάται στην εντερική πανίδα, ιδιαίτερα των παιδιών και έχει ογκολυτική δράση. Το γενετικό υλικό αυτού του ιού δίνει τη δυνατότητα της ογκόλυσης στον ιό RIGA (rigvir.com, 2017).
Η τεχνολογία των διαγονιδιακών οργανισμών είναι γνωστή σε όλους μας από το πρόβατο Ντόλλυ. Διαγονιδιακός ονομάζεται οποιοσδήποτε οργανισμός, το γονιδίωμα του οποίου(δηλαδή το σύνολο του γενετικού του υλικού) περιέχει κάποιο γονίδιο από άλλο είδος. Το γονίδιο προστίθεται μέσω της γενετικής μηχανικής (Αλεπόρου-Μαρίνου Βασιλική κ.ά., 2009).
Η γενετική μηχανική είναι ένας κλάδος της μοριακής βιολογίας που εφαρμόζει τεχνολογίες χειρισμού και μεταφοράς γενετικού υλικού σε διαφορετικούς οργανισμούς. Επιτρέπει τη βελτίωση των ζωικών και φυτικών ειδών,τη διόρθωση των γενετικών ελαττωμάτων και την παραγωγή διαφόρων πρωτεϊνών απαραίτητων για τον άνθρωπο (Αλεπόρου-Μαρίνου Βασιλική κ.ά., 2009).
Αυτός ο συνδυασμός στους ογκολυτικούς ιούς λειτουργεί ως εξής:
Αφού χορηγηθεί σε ένα ανθρώπινο σώμα ο ιός βρίσκει και μολύνει τα κακοήθη κύτταρα του καρκινικού όγκου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ογκοτροπισμός. Ο ιός αντιγράφεται στα κύτταρα του κακοήθους όγκου καταστρέφοντάς τα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ογκόλυση. Οι ιοί δεν καταστρέφουν απλά τα καρκινικά κύτταρα, αλλά παράλληλα κινητοποιούν του μηχανισμούς της φυσικής άμυνας του οργανισμού κατά των καρκινικών κυττάρων. Οι ιδιότητές τους αυτές είναι συνδυασμός των γενετικών υλικών που περιέχουν (veritalife.com, 2017).
Ο στόχος της ιοθεραπείας είναι παρόμοιος με αυτόν της ακτινοθεραπείας και της χημειοθεραπείας. Η ιοθεραπεία παρουσιάζει όμως τα εξής πλεονεκτήματα:
- καταστρέφει τα καρκινικά κύτταρα επιλεκτικά χωρίς να επηρεάζει τα υγιή κύτταρα ενός οργανισμού (λόγω του ογκοτροπισμού).
- διεγείρει παράλληλα τη φυσική άμυνα του σώματος, την οποία οι άλλες θεραπείες καταστέλλουν.
- μπορεί να εφαρμοστεί σε περίπτωση όγκων που δεν είναι ευαίσθητοι στην ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία, όπως για παράδειγμα στο μελάνωμα.
- μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες φάσεις της θεραπείας: πριν ή μετά τη χειρουργική επέμβαση ή σε μεταξύ ακτινοθεραπείας και τη χημειοθεραπείας.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Η Βιοτεχνολογία είναι ένας κλάδος της βιολογίας που έχει δώσει τρομερή ώθηση σε δεκάδες τομείς της οικονομίας και της υγείας. Χάρη στη βιοτεχνολογία σήμερα έχουμε στη διάθεσή μας τους ογκολυτικούς ιούς και μία θεραπεία που υπόσχεται απόλυτη ίαση από τον καρκίνο. Άλλωστε η έρευνα λαμβάνει επιχορήγηση από το πρόγραμμα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής «Ορίζοντας 2020», στο υποπρόγραμμα «Βοήθεια για τις βιοτεχνολογίες για την προώθηση νέων πωλήσεων και προϊόντων στην ευρωπαϊκή αγορά» (virotherapy.eu, 2017). Παρόλα αυτά, πολύ λίγοι γιατροί σε όλο τον κόσμο είναι εκπαιδευμένοι να χρησιμοποιούν τους ογκολυτικούς ιούς για τη θεραπεία του καρκίνου, και ακόμα λιγότερες κλινικές είναι σε θέση να προσφέρουν αυτές τις θεραπείες. Ελπίζουμε όμως να πραγματοποιηθεί η υπόσχεση των επιστημόνωνπου ασχολούνται με το ερευνητικό αυτό πεδίο, ότι δηλαδή έχουμε πλέον στα χέρια μας ένα όπλο που θα μας δώσει μια θεραπεία κατά του καρκίνου, την οποία θα τη δούμε στα μόλις επόμενα χρόνια.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Αλεπόρου-Μαρίνου Βασιλική κ.ά.: Εφαρμογές της βιοτεχνολογίας στην Ιατρική –Γονιδιακές θεραπείες. Βιβλίο βιολογίας Γ Λυκείου. Εκδόσεις Διόφαντος, Αθήνα, 2009.
Κρεμιώτης Θωμάς,: Καρκινικά Κύτταρα.. Έκδοση αναρτημένη στο myschool. Διαθέσιμο στο http://kremiotis.mysch.gr/CancerCells.pdf. (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
Ιστοσελίδες:
holistic-greece.com/page/0/57/Καρκίνος/ (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
http://rigvir.com/mode-of-action/(Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
http://scienceblog.cancerresearchuk.org/2017/03/21/training-viruses-to-be-cancer-killers/
http://www.bestrong.org.gr/el/cancer/treatment/radiotherapy/ (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
http://www.sunwaybio.com.cn/download/gw200402.pdf (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
http://www.virotherapy.eu (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
https://academic.oup.com/jnci/article/98/5/298/2522047/China-Approves-World-s-First-Oncolytic-Virus (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
https://en.wikipedia.org/wiki/Enadenotucirev (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
Wikipedia–Cancer (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017) https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9A%CE%B1%CF%81%CE%BA%CE%AF%CE%BD%CE%BF%CF%82. (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)
www.bestrong.org.gr/el/cancer/treatment/chemotherapy/ (Τελευταία επίσκεψη, Απρίλιος 2017)