Μελέτη της έκφρασης των κοινών οδών των γονιδίων in vitro και in vivo στους όγκους του κεντρικού νευρικού συστήματος για την ανεύρεση αιματολογικών δεικτών

Abstract

Τα νεοπλασματικά νοσήματα έχουν πάρει πλέον τη μορφή επιδημίας. Η αιτιολογία της ογκογένεσηςπαραμένει στο μεγαλύτερο μέρος της άγνωστη. Έχουν διατυπωθεί αρκετές θεωρίες για τουςμηχανισμούς ογκογένεσης αλλά καμία μέχρι σήμερα δεν έχει δώσει μια ικανοποιητική εξήγηση.Ειδικότερα όταν αναφερόμαστε στις παιδικές νεοπλασίες η κατανόηση του φαινομένου λαμβάνει πιοιδιαίτερες διαστάσεις λόγω της ευαισθησίας του πληγμένου πληθυσμού. Η πλειοψηφία των παιδικώννεοπλασιών αφορά στις αιματολογικές κακοήθειες, όπως είναι η Οξεία Λεμφοβλαστική Λευχαιμία(ΟΛΛ). Στην περίπτωση της ΟΛΛ έχει γίνει τεράστια πρόοδος στη θεραπευτική προσέγγισή τηςαφού τα επίπεδα επιβίωσης αγγίζουν το 75%-80%. Το αποτέλεσμα είναι εκπληκτικό αν σκεφθείκανείς ότι 40 έτη πριν η λευχαιμία ήταν θανατηφόρα στο 90% των περιπτώσεων. Παρά την πρόοδοπου έχει επιτευχθεί υπάρχει ακόμα ένα 10-20% των ασθενών, που υποτροπιάζει. Τα αίτια τωνυποτροπών ακόμα δεν έχουν εξηγηθεί ή κατανοηθεί πλήρως.Η περίπτωση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ) είναι αρκετά πιο περίπλοκη. Ταποσοστά επιβίωσης είναι αρκετά χαμηλά και το προσδόκιμο επιβίωσης δεν ξεπερνάει τα δύο με τρίαέτη. Τα νεοπλάσματα του ΚΝΣ έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και βαρύτητα για δύο λόγους. Ο πρώτοςλόγος είναι ότι τα κύτταρα του εγκεφάλου δεν πολλαπλασιάζονται, ή τουλάχιστον δεν επιτελούν αυτήτη διαδικασία στο βαθμό που γίνεται στα υπόλοιπα κύτταρα του σώματος και ο δεύτερος λόγος είναιότι η λειτουργία του εγκεφάλου αποτελεί από μόνη της μια πρόκληση, που ακόμα δεν έχει απαντηθείή κατανοηθεί.Το κύριο βάρος στην έρευνα έχει δοθεί στην κατανόηση των μηχανισμών της ογκογένεσης, τηνταυτοποίηση προγνωστικών παραγόντων και εν γένει την ταξινόμηση και διαφοροποίηση τωννεοπλασιών με τη βοήθεια μοριακών χαρακτηριστικών. Στο σημείο αυτό πρέπει να θυμίσουμε ότι τοκύριο δόγμα της έρευνας ήταν η διατύπωση μιας υπόθεσης και η μετέπειτα διερεύνησή της. Με τηνεμφάνιση των νέων πειραματικών τεχνολογιών, όπως οι μικροσυστοιχίες, η έρευνα άρχισε να κινείταιπρος την κατεύθυνση της διερεύνησης με βάση την ανακάλυψη. Δηλαδή, πρώτα παρατηρούμε καιμετά διερευνούμε. Κατά την προσωπική μας άποψη η παρατήρηση μεγάλου όγκου δεδομένων δεναποκλείει την πρότερη διατύπωση υποθέσεως αλλά αντιθέτως της δίνει και μεγαλύτερη βαρύτητα.Η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών φάνηκε ιδιαίτερα χρήσιμη σε εφαρμογές, όπως η ταυτοποίησητύπων νεοπλασμάτων με καλύτερα αποτελέσματα από τις κλασσικές μεθόδους που μπορούσαν ναεξετάσουν μόνο μερικούς παράγοντες ανά βιολογικό φαινόμενο. Από την άλλη όμως, οι νέεςτεχνολογίες δεν μας βοήθησαν αρκετά στο να κατανοήσουμε το μηχανισμό ασθενειών, όπως οινεοπλασίες, αλλά δημιούργησαν περισσότερα ερωτήματα. Πιθανότατα αυτό να οφείλεται στογεγονός ότι τα βιολογικά φαινόμενα είναι εξαιρετικά περίπλοκα και η κατανόησή τους περνάει μέσααπό άλλες οδούς. Η εφαρμογή των νέων τεχνολογιών στη βιολογία και βιοϊατρική οδήγησε στη δημιουργία μιας νέαςπροσέγγισης στη θεραπευτική που ονομάστηκε ασθενο-κεντρική προσέγγιση. Η προσέγγιση αυτήστοχεύει στο να ανιχνεύσει ειδικούς παράγοντες που διαφοροποιούν, όχι πλέον τη νόσο αλλά τονασθενή. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφέρουμε ότι η παρούσα εργασία κινείται στον αντίθετο άξονααπό την επικρατούσα τάση. Η φιλοσοφία της παρούσης εργασίας αφορά στην κατανόηση τωνβιολογικών φαινομένων και στη διατύπωση γενικών νόμων ή θεωριών που να περιγράφουν ταβιολογικά φαινόμενα. Κατά συνέπεια αν αυτό το προεκτείνουμε στην καρκινική οντογένεση θαλέγαμε, ότι διερευνήσαμε την πιθανότητα ύπαρξης κοινών οδών και μηχανισμών στην καρκινικήβιολογία. Η ιδέα πίσω από τη φιλοσοφία προκύπτει από το γεγονός (και πράγματι αυτό είναι έναγεγονός) ο καρκινικός φαινότυπος είναι παρόμοιος είτε μιλάμε για όγκους του ΚΝΣ είτε του ήπατοςείτε του αίματος. Τέτοια παρόμοια χαρακτηριστικά είναι η μη ελεγχόμενη πολλαπλασιαστικήδυναμική, η απώλεια των μηχανισμών της απόπτωσης, η απώλεια της ιδιότητας της αναστολής λόγωμεμβρανικής αλληλεπίδρασης και άλλα. Αυτή η κοινή μηχανική πιθανότατα να προκύπτει απόκοινούς μοριακούς μηχανισμούς.Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε τέσσερα εργαλεία. Το πρώτο είναι ο πειραματισμός, τοδεύτερο ήταν η θεωρία συστημάτων, το τρίτο ήταν η χαοτική μηχανική ήτοι τα μη-γραμμικάσυστήματα και το τέταρτο ήταν η φυσική βιολογία. Δεν πιστεύουμε ότι υπάρχει καλύτερος τρόποςνα περιγράψουμε την παρούσα προσέγγιση παρά μέσα από τα λόγια του μαθηματικού του 19ου αιώνα, Henri Poincaré:“…life is a relationship among molecules and not a property of any molecule…”“…Science is built up of facts, as a house is with stones. But a collection of facts is no more a science, than a heapof stones is a house…”Επίσης έχει τεράστιο ενδιαφέρον να παραθέσουμε τα λόγια ενός φυσικού του 20ου αιώνα του ErwinSchrödinger του οποίου οι εργασίες μας επηρέασαν κατά τη μελέτη των παρόντων φαινομένων, “…howcan we, from the point of view of statistical physics, reconcile the facts that the gene structure seems to involve only acomparatively small number of atoms and that nevertheless it displays a most regular and lawful activity withadurability or permanence that borders upon them miraculous?...the evidence that two features, similar inappearance, are based on the same principle, is always precarious as long as the principle itself is unknown.”Για να συνοψίσουμε, η παρούσα εργασία επικεντρώθηκε σε μια βασική ερώτηση: ποιες είναι οιαλλαγές και μηχανισμοί που λαμβάνουν χώρα κατά τον καρκινικό πολλαπλασιασμό πριν τηδιάγνωση; Για να επιχειρήσουμε να δώσουμε μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα χρησιμοποιήσαμετέσσερις άξονες διερεύνησης. Ο πρώτος άξονας αφορούσε στη δημιουργία ενός in vitro,πολλαπλασιαστικού μοντέλου με στόχο να εξετάσουμε την πορεία των καρκινικών κυττάρων από τηστιγμή της εμφάνισής τους μέχρι τη στιγμή λίγο πριν τη διάγνωση. Ο δεύτερος άξονας αφορούσεστη διερεύνηση κρίσιμων σηματοδοτικών οδών κατά τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό με τη χρήση αναστολέων και/ή φαρμάκων γνωστών για τη δράση τους. Ο τρίτος άξονας αφορούσε στη γονιδιακήέκφραση και ρύθμιση κατά τα στάδια του πολλαπλασιασμού και τέλος ο τέταρτος άξονας αφορούσεστη διερεύνηση των αλλαγών στο εξωκυττάριο περιβάλλον και ειδικότερα στις αλλαγές στιςφυσικοχημικές/ηλεκτροχημικές ιδιότητες των περιβαλλόντων βιολογικών υγρών.