Πειράματα με διαφανή (!) ποντίκια για καλύτερες δοκιμές φαρμάκων για τον καρκίνο

Μια νέα μέθοδος σάρωσης που περιλαμβάνει ένα διαφανές (ναι, διαφανές!) ποντίκι θα μπορούσε να βελτιώσει τον τρόπο δοκιμής των αντικαρκινικών φαρμάκων, εντοπίζοντας όγκους που προηγουμένως ήταν πολύ μικροί για να ανιχνευθούν.

Ο καθηγητής Ali Ertürk του ερευνητικού κέντρου Helmholtz του Μονάχου ανακάλυψε το πώς να κάνει ένα νεκρό ποντίκι… διαφανές πίσω στο 2018.

Η ομάδα του πλέον χρησιμοποιεί χημικές ουσίες για να επισημάνει συγκεκριμένους ιστούς, ώστε αυτοί να μπορούν να σαρωθούν με πρωτοφανή λεπτομέρεια. Τα φάρμακα συχνά δοκιμάζονται πρώτα σε ποντίκια.

Οι επιστήμονες λένε ότι η νέα μέθοδος σάρωσης θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ιατρική έρευνα.

Η Cancer Research UK ανέφερε, ότι αυτή η νέα τεχνική σάρωσης έχει «πολλές δυνατότητες».

Οι ερευνητές λένε ότι η μέθοδος αποκαλύπτει πολύ περισσότερες λεπτομέρειες από τις υπάρχουσες τεχνικές σάρωσης.

Σε μια από τις πρώτες εφαρμογές, η ομάδα ανίχνευσε καρκινικούς όγκους στα πρώτα στάδια σχηματισμού τους.

Ο καθηγητής Ertürk λέει ότι αυτό είναι σημαντικό, επειδή τα αντικαρκινικά φάρμακα πρέπει πρώτα να αποδειχθεί ότι εξαλείφουν τους όγκους σε ποντίκια, προτού φτάσουν να δοκιμαστούν σε ανθρώπους.

«Οι μαγνητικές τομογραφίες και οι τομογραφίες PET θα έδειχναν μόνο μεγάλους όγκους. Οι δικές μας σαρώσεις αποκαλύπτουν όγκους στο μεμονωμένο κύτταρο, κάτι που μέχρι τώρα ήταν απολύτως αδύνατον».

«Τα υπάρχοντα φάρμακα παρατείνουν τη ζωή κατά μερικά χρόνια και μετά ο καρκίνος επανέρχεται. Αυτό οφείλεται στο ότι η διαδικασία ανάπτυξης δεν περιελάμβανε ποτέ την εξάλειψη αυτών των μικροσκοπικών όγκων, που δεν ήταν ποτέ ορατοί».

Κανονικά στα ποντίκια του εργαστηρίου χορηγείται τεχνητά καρκίνος και σαρώνονται με συμβατικές σαρώσεις για να δουν πώς έχει προχωρήσει ο όγκος. Στη συνέχεια, υποβάλλονται σε θεραπεία με το εκάστοτε υπό δοκιμή αντικαρκινικό φάρμακο και μετά σαρώνονται ξανά για να δουν οι ερευνητές τι διαφορά είχε η θεραπεία.

Η μέθοδος σάρωσης του καθηγητή Ertürk μπορεί να χρησιμοποιηθεί -προς το παρόν- μόνο σε νεκρά ποντίκια, για να δώσει μια εικόνα για το πόσο έχει προχωρήσει ο καρκίνος ή ενδεχομένως, εάν μια θεραπεία πέτυχε. Ο ίδιος και η ομάδα του κατάφεραν να κάνουν νεκρά ποντίκια-πειραματόζωα διαφανή, τα οποία στη συνέχεια τα σάρωσαν χρησιμοποιώντας τη νέα του τεχνική. Μόνο μερικά ποντίκια αρκεί να γίνουν διαφανή για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητα του φαρμάκου.

Spot the mouse! Look closely and you’ll be able to see Ali Erturk of ⁦@erturklab⁩ holding a transparent mouse he has created that could revolutionise medical research. pic.twitter.com/VrAWgLFm88

— Pallab Ghosh (@BBCPallab) July 10, 2023

Ο δρ. Rupal Mistry, διευθυντής ερευνητικών πληροφοριών στο Cancer Research UK, είπε:

“Αυτή η συναρπαστική και μοναδική τεχνική σάρωσης έχει πολλές δυνατότητες για την οικοδόμηση της γνώσης μας ως προς το πώς λειτουργεί το σώμα μας και τι πάει στραβά σε ασθένειες όπως ο καρκίνος.

Αν και οι ερευνητές μπορούν προς το παρόν να εφαρμόσουν αυτήν την τεχνική μόνο για να εξετάσουν τα σώματα νεκρών ποντικών, θα μπορούσε να μας δείξει πολλά για το πώς αναπτύσσεται ο καρκίνος στα πρώιμα στάδια της νόσου. Η δυνατότητα οπτικοποίησης των όγκων στο πλαίσιο ολόκληρου του σώματος θα δώσει επίσης στους ερευνητές μια καλύτερη κατανόηση του αντίκτυπου των διαφορετικών φαρμάκων και θεραπείας.

Τεχνολογικά άλματα, όπως αυτό, είναι απαραίτητα για την πρόοδο στην καταπολέμηση ασθενειών και ελπίζουμε ότι θα οδηγήσει σε νέους τρόπους για την ανίχνευση, τη θεραπεία και την πρόληψη του καρκίνου”.

Η εφαρμογή της νέας μεθόδου στην ανίχνευση καρκινικών όγκων, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Biotechnology, είναι μόνο μία από τις εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, στις οποίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί η νέα τεχνική σάρωσης για τη βελτίωση των ιατρικών μελετών. Μπορεί να δώσει τη δυνατότητα στους ερευνητές να δουν πράγματα που δεν έχουν ξαναδεί.

Οι μελέτες με ποντίκια είναι συχνά το σημείο εκκίνησης για την μελέτη διαφόρων διεργασιών στο ανθρώπινο σώμα. Αλλά η νέα τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε ζώο. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να κάνει διαφανείς ανθρώπινους ιστούς και όργανα, αν και είναι απίθανο να χρησιμοποιηθεί για να γίνει διαφανές ολόκληρο το ανθρώπινο σώμα στο εγγύς μέλλον.

Η δημιουργία του διαφανούς ποντικιού περιλαμβάνει την αφαίρεση όλων των λιπών και της χρωστικής από το πτώμα του, χρησιμοποιώντας μια χημική διαδικασία. Καταλήγει να μοιάζει με ένα διαφανές πλαστικό παιχνίδι. Τα όργανα και τα νεύρα του είναι όλα ακόμα μέσα του, αλλά σχεδόν αόρατα!

Τρισδιάστατη απεικόνιση ποντικιού με κυτταρικές μεταστάσεις 4T1 σε κοιλιακή όψη. Οι τριτογενείς λεμφικές δομές (TLS) ανιχνεύονται και χρωματίζονται σε ματζέντα, τα καρκινικά κύτταρα σε κίτρινο και το χρώμα του φόντου είναι κυανό.

Ο καθηγητής Ertürk ανέπτυξε πριν από πέντε χρόνια τη διαδικασία για να κάνει ένα ποντίκι διαφανές και η τεχνική σάρωσης έρχεται να την αξιοποιήσει στο έπακρο.

Βρήκε έναν τρόπο να προσθέτει άλλες χημικές ουσίες -γνωστές ως αντισώματα- για να τονίσει τα μέρη του ποντικιού που ενδιαφέρεται να μελετήσει κάτω από ένα μικροσκόπιο. Διαφορετικά αντισώματα προσκολλώνται σε διαφορετικούς τύπους ιστών και έτσι τονίζουν ό,τι ενδιαφέρονται να εξετάσουν οι ερευνητές.

Εκτός από την επισήμανση των καρκινικών περιοχών, η ομάδα του καθηγητή Ertürk δημιούργησε μια σειρά βίντεο που επιτρέπουν στους ερευνητές να “πλοηγηθούν” μέσα από το νευρικό σύστημα, το έντερο ή το λεμφικό σύστημα του ποντικιού.

Οι σαρώσεις έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με ό,τι έχουμε διαθέσιμο τώρα.

Πρώτον, οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν τις ασθένειες στο πλαίσιο ολόκληρου του σώματος, κάτι που τους δίνει μια πολύ μεγαλύτερη κατανόηση του αντίκτυπου των διαφορετικών φαρμάκων και θεραπειών.

Οι τρισδιάστατες εικόνες αποθηκεύονται επίσης στο διαδίκτυο, έτσι οι ερευνητές που μελετούν διαφορετικά μέρη του ζώου ή θέλουν να κάνουν το ίδιο πείραμα, μπορούν να αντλήσουν εικόνες και πληροφορίες από μια βάση δεδομένων, αντί να χρειάζεται να χρησιμοποιήσουν άλλο ποντίκι. Ο καθηγητής Ertürk πιστεύει ότι η νέα τεχνική θα μπορούσε ταυτόχρονα να υποδεκαπλασιάσει τη χρήση πειραματόζωων.

Η δρ. Nana-Jane Chipampe, του Ινστιτούτου Wellcome Sanger στο Cambridge, δηλώνει ενθουσιασμένη με την προοπτική χρήσης αυτής της νέας τεχνικής σάρωσης, για την μελέτη του πώς αναπτύσσονται τα κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα. Προς το παρόν υποχρεούται να κόψει ιστούς σε πολύ λεπτές τομές για να τους μελετήσει κάτω από ένα μικροσκόπιο. Σύντομα, όμως, θα μπορεί να τους δει λεπτομερώς σε απόλυτη 3D απεικόνιση.

“Ανυπομονώ να πάρω την τεχνολογία αυτή στα χέρια μου! Έχει τη δυνατότητα να εντοπίσει νέους ιστούς, κύτταρα και ασθένειες που θα μας βοηθήσουν πραγματικά να κατανοήσουμε την ανάπτυξη ασθενειών”.

Ο επικεφαλής της ομάδας της, καθηγητής Muzlifah Haniffa, δημιουργεί έναν διαδικτυακό χάρτη κάθε κυττάρου στο ανθρώπινο σώμα. Λέει ότι η νέα τεχνική σάρωσης θα είναι χρήσιμη για κάθε είδους ιατρική έρευνα:

“Χωρίς αμφιβολία, θα επιταχύνει τον ρυθμό της ιατρικής έρευνας. Ο συνδυασμός αυτών των τεχνολογιών αιχμής και η οικοδόμηση του άτλαντα των ανθρώπινων κυττάρων θα φέρει αναμφίβολα ολοκληρωτική επανάσταση στην ιατρική”.

Πηγή: https://www.bbc.com