Πώς η γενετική φωτίζει ένα μυστήριο 100 ετών για τον καρκίνο

Οι σύγχρονες μέθοδοι γονιδιακής επεξεργασίας επιβεβαιώνουν σήμερα αυτό που οι επιστήμονες είχαν «ψυλλιαστεί» περίπου 100 χρόνια πριν: ότι τα κύτταρα με ασυνήθιστο αριθμό χρωμοσωμάτων μπορεί να είναι αιτία και όχι αποτέλεσμα του καρκίνου.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε μόλις πριν από λίγες ημέρες στο διεθνούς φήμης περιοδικό Science, μπορεί σύμφωνα με την Washington Post, να γίνει η αρχή για νέες αντικαρκινικές θεραπείες.

Η ιδέα γεννήθηκε στις αρχές του 1900, όταν επιστήμονες παρατήρησαν στο μικροσκόπιο ότι κατά τη διαδικασία πολλαπλασιασμού τους κάποια καρκινικά κύτταρα αποκτούσαν πολλαπλά χρωμοσώματα.

Υστερα από αυτή την παρατήρηση, όπως γράφει η Washington Post, ένας γερμανός εμβρυολόγος υποστήριξε ότι αυτή η «ανωμαλία» στον αριθμό των χρωμοσωμάτων δεν ήταν απλώς ένα χαρακτηριστικό του καρκίνου, αλλά ίσως σχετιζόταν και με την ίδια τη δημιουργία του.

Η επιστημονική κοινότητα δεν έδωσε ιδιαίτερη σημασία στη θεωρία αυτή, διότι ήταν η εποχή ανακάλυψης μεμονωμένων γονιδίων που σχετίζονταν με τον καρκίνο και η έρευνα στράφηκε στη στόχευσή τους.

Ομως η χρωμοσωμική διαταραχή των καρκινικών κυττάρων αφορά το 90% των καρκίνων. Ολα αυτά τα χρόνια, όλοι ξέρουν ότι υπάρχει, αλλά κανείς μέχρι σήμερα δεν είναι σίγουρος γιατί και τι σημαίνει.

«Το στοιχείο αυτό είχε μείνει στο περιθώριο και ο λόγος είναι ότι ήταν πολύ δύσκολο να μελετηθεί. Για πολλές δεκαετίες έμοιαζε με τον ελέφαντα στο δωμάτιο της έρευνας για τον καρκίνο…», δηλώνει στην Post ο Uri Ben-David, αναπληρωτής καθηγητής Μοριακής Γενετικής και Βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ.

Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες αξιοποίησαν τη νέα και πολλά υποσχόμενη μέθοδο CRISPR που επιτρέπει την παρέμβαση στη γονιδιακή αλληλουχία και διαπίστωσαν ότι χωρίς τα επιπλέον χρωμοσώματα, ορισμένα καρκινικά κύτταρα δεν μπορούσαν πλέον να πολλαπλασιαστούν και άρα ο καρκίνος δεν μπορούσε να εξαπλωθεί.

Ο άνθρωπος έχει 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων, μακριές νηματοειδείς δομές που αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνη. Οταν τα κύτταρα διαιρούνται, τα χρωμοσώματα δημιουργούν αντίγραφα του εαυτού τους και στη συνέχεια διαχωρίζονται τακτοποιημένα και συμμετρικά σε νέα κύτταρα. Αλλά στην περίπτωση του καρκίνου, αυτή η διαδικασία αποτυγχάνει και τα κύτταρα καταλήγουν με μη φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων.

Ολα αυτά τα χρόνια, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να βρουν αν αυτό είναι αίτιο ή αποτέλεσμα του καρκίνου, αφού δεν μπορούσαν να παρέμβουν στα χρωμοσώματα.

Ετσι, μέχρι σήμερα, όλες οι σχετικές μελέτες βασίζονταν στην παρατήρηση. Η Washington Post αναφέρει δύο από αυτές:

Στη μία περίπτωση, η ενίσχυση της χρωμοσωμικής ανωμαλίας με χημικές ουσίες έδειξε να αυξάνει την αντίσταση του καρκίνου σε στοχευμένη θεραπεία. Σε άλλη περίπτωση διαπιστώθηκε ότι όσο πιο χρωμοσωμικά ασταθή ήταν τα καρκινικά κύτταρα ενός ασθενούς, τόσο πιο πιθανό ήταν ο καρκίνος του να είναι επιθετικός με ό,τι αυτό σημαίνει για την πρόγνωση.

Και πάλι, όμως, δεν υπήρξε ικανοποιητική απάντηση στα ερωτήματα περί αιτίου και αποτελέσματος.

Η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR, που δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να προσθέτουν, να διαγράφουν ή να τροποποιούν γονίδια, μπορεί τώρα να διαλευκάνει το μυστήριο.

Επειδή όμως η μηχανική χρωμοσωμάτων είναι πιο περίπλοκη διαδικασία, ο Jason Sheltzer, ειδικός στη Βιολογία του Καρκίνου στην Ιατρική Σχολή του Γέιλ, και η ομάδα του έπρεπε να «χακάρουν» το CRISPR. Πρώτα, εισήγαγαν ένα γονίδιο από τον ιό του έρπητα στα επιπλέον χρωμοσώματα ενός καρκινικού κυττάρου.

Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν μια θεραπεία για τον έρπη, τη γκανσικλοβίρη, για να στοχεύσουν τα τροποποιημένα χρωμοσώματα. Η τεχνική σκότωσε τα κύτταρα με επιπλέον χρωμοσωμικά αντίγραφα, αφήνοντας πίσω καρκινικά κύτταρα με φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων.

Οταν οι ερευνητές προσπάθησαν να αναπτύξουν όγκους από αυτόν τον υποπληθυσμό καρκινικών κυττάρων, διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα δεν ήταν πλέον ικανά να εξαπλωθούν ούτε στο εργαστήριο ούτε σε πειραματόζωα. Για τον Sheltzer, αυτό ήταν ξεκάθαρη απόδειξη ότι τα επιπλέον χρωμοσώματα δεν ήταν απλώς ένα αποτέλεσμα, αλλά γενεσιουργός αιτία της νόσου.

Τι θα αλλάξει στην αντιμετώπιση του καρκίνου

Προς το παρόν, γράφει η Washington Post, η τεχνική είναι εργαλείο, όχι θεραπεία. Δεν είναι ακόμη εφικτό να σκεφτούμε την αποκατάσταση του φυσιολογικού αριθμού χρωμοσωμάτων στα καρκινικά κύτταρα ως τρόπο αποτροπής της νόσου.

Μπορεί όμως να ανοίξει τον δρόμο για μια διαφορετική στόχευση του καρκίνου στο μέλλον. Οι θεραπείες με στόχο τα κύτταρα που περιέχουν επιπλέον χρωμοσώματα θα μπορούσαν μελλοντικά να είναι η απάντηση σε μορφές και περιπτώσεις καρκίνου οι οποίες «αντιστέκονται» ακόμη και σε γονιδιακές θεραπείες.

Επειδή τα χρωμοσώματα περιέχουν εκατοντάδες ή χιλιάδες γονίδια, μια τέτοια προσέγγιση θα μπορούσε να διευρύνει τα σημεία «επίθεσης» για τα φάρμακα, με πιθανώς καλύτερο αποτέλεσμα.