ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΑΝ ΚΟΜΜΕΝΑ ΔΑΧΤΥΛΑ ΣΕ ΠΟΝΤΙΚΙΑ – ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΣΥΜΒΕΙ ΚΑΙ ΣΕ ΑΝΘΡΩΠΟΥΣ;

Νέα έρευνα έδειξε ότι ένας πειραματικός συνδυασμός πρωτεϊνών μπορεί να ενεργοποιήσει την αναγέννηση ακρωτηριασμένων ακροδάχτυλων σε ποντίκια. Αν και η εφαρμογή στον άνθρωπο απέχει ακόμη, τα αποτελέσματα φέρνουν την αναγεννητική ιατρική ένα βήμα πιο κοντά σε θεραπείες που μέχρι σήμερα έμοιαζαν με επιστημονική φαντασία.

Ας πάρουμε ένα υποθετικό σενάριο, ανατριχιαστικό μεν αλλά διόλου απίθανο να συμβεί. (Ποιος ξέρει; Θα μπορούσε ο υποφαινόμενος να μιλά για κάποια προσωπική εμπειρία). Έχετε μπροστά σας έναν επαγγελματικό αποχυμωτή, κάποιο μοντέλο με σωλήνα τροφοδοσίας, ρίχνετε τα πορτοκάλια και, εντελώς αναπάντεχα, η μηχανή σταματά να δουλεύει. Την απενεργοποιείτε, σηκώνετε το προστατευτικό κάλυμμα και βλέπετε ένα πορτοκάλι σφηνωμένο. «Α, το άτιμο, κοίτα πού χώθηκε!» λέτε από μέσα σας και απλώνετε το χέρι να το απομακρύνετε.

Στα δευτερόλεπτα που ακολουθούν, ακούγεται ένας δυνατός κοφτός ήχος, ο αντίχειράς σας αποσχίζεται πριν το καταλάβετε, το σκηνικό θυμίζει ταινία του Ταραντίνο και η μόνη σκέψης σας είναι: Αχ, τι κρίμα να μην είμαι ο Deadpool ή έστω ένας αστερίας.

Τους αστερίες τους γνωρίζετε σίγουρα. Πολύ πιθανώς και τον Deadpool, τον αντιήρωα της Marvel που έσπασε τα ταμεία (box office κοντά στα 3 δισ. δολάρια όλο το franchise). Οι αστερίες και ο Deadpool, λοιπόν, μοιράζονται μια κοινή ιδιότητα: μπορούν να αναγεννήσουν τα χαμένα μέλη τους. Για τους αστερίες, συγκεκριμένα, αρκεί να παραμείνουν άθικτα ένας βραχίονας, ένα πόδι δηλαδή, και ένα τμήμα του κεντρικού τους δίσκου, και μπορούν να δημιουργήσουν ολόκληρο το σώμα τους. Παρομοίως το αξολότλ, ένα είδος σαλαμάνδρας, μπορεί να αναπλάσει τα ακρωτηριασμένα μέλη του σε 40-50 ημέρες.

Το χαριτωμένο αμφίβιο αξολότ μπορεί να αναγεννήσει τα κομμένα του άκρα σε 40-50 ημέρες. iStock

Περιπτώσεις όπως οι παραπάνω έχουν κεντρίσει το ενδιαφέρον επιστημόνων που αναζητούν τρόπους αναπαραγωγής των αναγεννητικών αποτελεσμάτων στον άνθρωπο. Η έρευνα «τρέχει» δεκαετίες και πριν από λίγο καιρό, σε ένα από τα τελευταία πειράματα, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Texas A&M κατάφεραν να ενεργοποιήσουν παρόμοιους μηχανισμούς σε ποντίκια με ακρωτηριασμένα ακροδάχτυλα. Σύμφωνα με τη δημοσίευση τους στο Nature Communications, χρησιμοποίησαν έναν ειδικά σχεδιασμένο ορό που ώθησε τον σχηματισμό βλαστήματος, μιας μάζας πολυδύναμων, αδιαφοροποίητων κυττάρων που αποτελεί το πρώτο και καθοριστικό βήμα για την αναγέννηση ιστών και άκρων σε ζώα όπως το αξολότ.

Ένας ορός αναγεννά κομμένα δάχτυλα σε ποντίκια

Η ομάδα, με επικεφαλής τον Δρ Ken Muneoka, Καθηγητή Κτηνιατρικής Φυσιολογίας και Φαρμακολογίας, ακρωτηρίασε μέρος από τα δάχτυλα των πειραματόζωων και συνέχισε την έρευνα σε τρία στάδια:

Αναμονή για την επούλωση

Αντί να παρέμβουν άμεσα μετά τον ακρωτηριασμό, άφησαν την πληγή να κλείσει. Ο Δρ Muneoka εξήγησε ότι η αναγεννητική ικανότητα του σώματος κορυφώνεται ακριβώς τη στιγμή της επούλωσης και η φυσική φλεγμονώδης απόκριση του οργανισμού φτάνει στο ανώτατο σημείο της.

Εφαρμογή της πρωτεΐνης FGF2

Μόλις έκλεισε η πληγή, τοποθέτησαν ένα μικροσκοπικό σφαιρίδιο με την πρωτεΐνη FGF2. Η FGF2 αποτρέπει τον σχηματισμό ουλώδους ιστού (ουλή) και αναγκάζει τα κύτταρα της πληγής να σχηματίσουν ένα τεχνητό βλάστημα ως βιολογικό προσχέδιο (blueprint).

Εφαρμογή της πρωτεΐνης BMP2

Αφού σχηματίστηκε το βλάστημα, οι ερευνητές συνέχισαν τη θεραπεία με μια δεύτερη πρωτεΐνη, την BMP2. Η BMP2 μόνη της συμβάλλει στην απλή αποκατάσταση και ανάπτυξη των οστών, όπως σε ένα κάταγμα. Ωστόσο, όταν εφαρμόστηκε σε συνέχεια της FGF2, αξιοποίησε τα νεοσχηματισμένα κύτταρα του βλαστήματος για να αναγεννήσει πλήρως το οστό που έλειπε στην άκρη του δακτύλου.

Το ανθρώπινο σώμα διατηρεί το «προσχέδιο» που χρησιμοποιήθηκε κατά τον σχηματισμό του άκρου στο έμβρυο. iStock

Θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ανθρώπους;

Το βλάστημα είναι ένας μηχανισμός που ενεργοποιείται φυσιολογικά κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, όταν τα κύτταρα οργανώνονται για να δημιουργήσουν ένα νέο άκρο. Στους ενήλικες, αυτό το πρόγραμμα παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανενεργό και η επούλωση σοβαρών τραυματισμών οδηγεί συνήθως στη δημιουργία ουλής. Το ζητούμενο για τους ερευνητές είναι να βρουν τρόπους να ενεργοποιήσουν ξανά την αναγεννητική ικανότητα με ασφάλεια.

Ο Muneoka εκτιμά ότι το ανθρώπινο σώμα διατηρεί το «προσχέδιο» που χρησιμοποιήθηκε κατά τον σχηματισμό του άκρου στο έμβρυο. Είναι πιθανό το προσχέδιο να μπορεί να επανενεργοποιηθεί με τα κατάλληλα σήματα. Η επιτυχία μιας τέτοιας θεραπείας, βέβαια, θα εξαρτηθεί από την αιτία της βλάβης. Ένα άκρο που δεν αναπτύχθηκε φυσιολογικά λόγω εξωτερικών παραγόντων στην κύηση, όπως η έκθεση σε αλκοόλ ή ορισμένες ουσίες, ίσως έχει περισσότερες πιθανότητες να ανταποκριθεί από ένα άκρο όπου το αναπτυξιακό «προσχέδιο» έχει αλλοιωθεί από γενετική αλλοίωση. «Αν το προσχέδιο είναι άθικτο, τότε η προσδοκία είναι ότι η αναγέννηση θα πρέπει να είναι δυνατή», εξηγεί ο καθηγητής.

Ο ίδιος θεωρεί ότι μια τέτοια μέθοδος θα μπορούσε να βρει εφαρμογές και πέρα από τα δάχτυλα, σε διαφορετικά όργανα και ιστούς με παρόμοιους αναγεννητικούς μηχανισμούς. Για παράδειγμα, μια έρευνα σε σαλαμάνδρες έδειξε ότι δύο πρωτεΐνες, σημαντικές για την αναγέννηση των άκρων, εμπλέκονται στην αναγέννηση και άλλων δομών, όπως τα βράγχια. Πράγματι, η ικανότητα αναδημιουργίας οργάνων θα συνέβαλε στο διαχρονικό πρόβλημα έλλειψης μοσχευμάτων. Αλλά, τουλάχιστον προς ώρας, είναι πολύ καλό για να είναι αληθινό.

Η θεραπεία με τη διπλή πρωτεΐνη και παρόμοιές της θα μπορούσαν να βρουν εφαρμογές και πέρα από τα δάχτυλα, σε χέρια ή διαφορετικά όργανα και ιστούς με παρόμοιους αναγεννητικούς μηχανισμούς. iStock

Σύμφωνα με τον Δρ. Muneoka, η εφαρμογή της μεθόδου σε άλλα μέρη του σώματος θα απαιτούσε διαφορετικές λύσεις για καθένα από αυτά. Επιπλέον, η αναγέννηση είναι μια αργή διαδικασία και σε περιπτώσεις σοβαρής βλάβης ή επείγοντος περιστατικού, όπου ένα όργανο είναι απαραίτητο για την επιβίωση, η μεταμόσχευση θα παραμείνει μονόδρομος.

Άλλα επιτεύγματα της αναγεννητικής ιατρικής

Η αναγέννηση άκρων είναι ένα από τα πιο φιλόδοξα σχέδια της αναγεννητικής ιατρικής, η οποία αναζητά τρόπους να αποκαταστήσει χαμένους ή κατεστραμμένους ιστούς, από την ενεργοποίηση κυτταρικών μηχανισμών που παραμένουν ανενεργοί στο σώμα μέχρι τη χρήση βιοτεχνολογικών εργαλείων που βοηθούν τον οργανισμό να αναπλάσει σύνθετες δομές.

Από το πεδίο έχουν προκύψει σημαντικά επιτεύγματα, όπως η αναγέννηση των πίσω ποδιών σε ενήλικους αφρικανικούς βατράχους (Xenopus laevis) από ερευνητές του Πανεπιστημίου Tufts και του Wyss Institute του Harvard. Οι βάτραχοι, όπως και οι άνθρωποι, χάνουν μεγάλο μέρος της αναγεννητικής τους ικανότητας μετά την ενηλικίωση. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ειδική συσκευή που τοποθετήθηκε στο κολόβωμα, το σημείο του ακρωτηριασμού, και απελευθέρωνε ένα κοκτέιλ πέντε φαρμάκων, σχεδιασμένο να περιορίζει τη φλεγμονή, να εμποδίζει τον σχηματισμό ουλής και να ενισχύει την ανάπτυξη νέων νεύρων, αγγείων και μυϊκού ιστού. Μετά από 18 μήνες, οι βάτραχοι ανέπτυξαν νέα, λειτουργικά άκρα με οστά και νεύρα.

Άλλες προσπάθειες επικεντρώνονται σε μικρότερης έκτασης βλάβες, με τεράστιο αντίκτυπο στην ποιότητα ζωής. Ενδεικτικά, η εταιρεία βιοτεχνολογίας Life Biosciences αναπτύσσει μια θεραπεία μερικού κυτταρικού επαναπρογραμματισμού για την επαναφορά της λειτουργίας γερασμένων ή κατεστραμμένων κυττάρων του οπτικού νεύρου, το οποίο έχει εξαιρετικά περιορισμένη ικανότητα αποκατάστασης στους ανθρώπους.

Το 2015, τρεις γυναίκες έχασαν εν μέρει ή πλήρως την όρασή τους από μη εγκεκριμένη θεραπεία βλαστοκυττάρων κατά της εκφύλισης της ωχράς κηλίδας. iStock

Οι κίνδυνοι από την «επαναφορά» του ρολογιού

Παρά τις μεγάλες προσδοκίες, η επιστημονική κοινότητα προσεγγίζει τον κυτταρικό επαναπρογραμματισμό με ιδιαίτερη προσοχή. Η προσπάθεια επαναφοράς του βιολογικού ρολογιού σε κυτταρικό επίπεδο ενέχει σοβαρούς κινδύνους.

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature, η εισαγωγή παραγόντων επαναπρογραμματισμού σε ζωντανά ποντίκια οδήγησε στον σχηματισμό τερατωμάτων, όγκων που αποτελούνται από μείγμα διαφορετικών ιστών, όπως τρίχες, οστά και μύες. Αντίστοιχα, έρευνα στο Cell έδειξε πως, όταν ο επαναπρογραμματισμός διακόπτεται βίαια ή εφαρμόζεται σε λάθος χρονικό σημείο, είναι πιθανό να αρχίσει ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των κυττάρων και η εξαλλαγή τους σε καρκινικά σε πολλαπλά όργανα.

Ακόμη και αν οι (σοβαροί) επιστήμονες παραμένουν επιφυλακτικοί, δεν συμβαίνει το ίδιο με ανθρώπους απεγνωσμένους για θεραπεία – και εκείνους που τους εκμεταλλεύονται. Το 2015, τρεις γυναίκες έχασαν εν μέρει ή πλήρως την όρασή τους από μη εγκεκριμένη θεραπεία βλαστοκυττάρων κατά της εκφύλισης της ωχράς κηλίδας. Η έγχυση στα μάτια τους ακατέργαστων βλαστοκυττάρων που λήφθηκαν από τον δικό τους λιπώδη ιστό προκάλεσε σοβαρή αιμορραγία και αποκόλληση αμφιβληστροειδούς.