32.8 C
Athens
Τετάρτη, 17 Αυγούστου, 2022
ΑρχικήΚοινωνίαΥγείαΜοριακή Ιατρική και καινοτόμες εφαρμογές

Μοριακή Ιατρική και καινοτόμες εφαρμογές


Του Χαράλαμπου Μυλωνά,

Η Μοριακή Ιατρική αποτελεί διεπιστημονικό πεδίο, που αφορά τον συνδυασμό Κυτταρικής και Μοριακής Βιολογίας, Βιοχημείας και Ιατρικής – εξ ου και ο όρος «διεπιστημονικό πεδίο» – με σκοπό την κατανόηση θεμελιωδών μοριακών μηχανισμών, πώς αυτοί απορρυθμίζονται κατά τη διάρκεια μίας ασθένειας, αλλά και την εύρεση νέων θεραπευτικών τεχνικών ενάντια σε πολλές ασθένειες, όπως η νόσος του Alzheimer. Με άλλα λόγια, η Μοριακή Ιατρική δε στοχεύει απλώς στην καταπολέμηση νόσου, αλλά και στην κατανόηση των βιολογικών της αιτιών σε μοριακό – γονιδιωματικό επίπεδο.

Η ιστορία της Μοριακής Ιατρικής ξεκινάει το 1949, όταν ο Linus Pauling, ο Harvey Itano και οι συνεργάτες τους φρόντισαν για την εγκαθίδρυση του κλάδου αυτού, μέσα από το επιστημονικό τους άρθρο, “Sickle Cell Anemia, a Molecular Disease” στο περιοδικό Science. Έκτοτε, ακολούθησαν περισσότερα άρθρα γύρω από τη Μοριακή Ιατρική και τις δυνατότητές της. Μιλώντας για αυτόν τον κλάδο, θα βοηθούσε ιδιαίτερα να αναφερθούμε στη φράση «εφαρμογές της Μοριακής Βιολογίας στην Ιατρική» και όχι στον όρο «Μοριακή Ιατρική». Στην ουσία είναι ένα και το αυτό, απλώς η πρώτη φράση μάς βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τον όρο. Αναγκαία κρίνεται, λοιπόν, μία θεωρητική «επανάληψη» για τα βασικά μόρια, που είναι υπεύθυνα για τη δομή και την ομαλή λειτουργία του οργανισμού. Αυτά δεν είναι άλλα από το DNA, το RNA και τις πρωτεΐνες.

Πηγή Εικόνας: insider.gr

Το DNA, ή αλλιώς δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ, είναι ένα μόριο που αποτελείται από υδρογόνο, άνθρακα, φώσφορο, άζωτο και οξυγόνο, τοποθετημένα σε τέτοια διάταξη ώστε να σχηματίζουν στον χώρο μία διπλή έλικα αποτελούμενη από τα λεγόμενα νουκλεοτίδια. Τα νουκλεοτίδια, τώρα, είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να φέρουν κωδικοποιημένες γενετικές οδηγίες για τη δομή και τη λειτουργία του οργανισμού (ας τα σκεφτούμε σαν τα γράμματα του αλφάβητου που σχηματίζουν λέξεις). Η πληροφορία του DNA μεταφέρεται στο RNA, μέσω μίας διαδικασίας που ονομάζεται μεταγραφή. Το DNA και το RNA έχουν μία μεγάλη διαφορά στο μέγεθος και τη δομή: το DNA αποτελείται από δύο αλυσίδες, που η αλληλουχία νουκλεοτιδίων της μίας ορίζει την αλληλουχία της άλλης, ενώ το RNA αποτελείται από ελαφρώς διαφοροποιημένα νουκλεοτίδια από αυτά του DNA, από μία μόνο αλυσίδα και έχει πολύ μικρότερο μέγεθος από το DNA. Το τελευταίο χαρακτηριστικό του, τού επιτρέπει την έξοδό του από τον πυρήνα του κυττάρου, ούτως ώστε να κωδικοποιήσει μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη, η οποία με τη σειρά της θα συμβάλει σε μία συγκεκριμένη λειτουργία του οργανισμού. Πρόκειται, λοιπόν, για μία «συνεργασία» μορίων, πολύ καλά διατηρημένη και λειτουργική. Ωστόσο, η συνεργασία αυτή μπορεί να διαταραχθεί, οδηγώντας σε ασθένειες.

Ενώ, οι παραδοσιακές ιατρικές τεχνικές αφορούν τη θεραπεία καθαυτή, η Μοριακή Ιατρική ασχολείται περαιτέρω με την αιτία της νόσου. Για τη Μοριακή Ιατρική, οι ασθένειες αφορούν διαταραχές στην ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ βιομορίων (DNA, RNA, πρωτεΐνες) και περιβάλλοντος. Πηγαίνοντας παραπέρα, αντιλαμβάνεται κανείς πως πλέον η υγεία ορίζεται ως μία αρμονική συνεργασία μεταξύ γενετικού υλικού και εξωτερικών παραγόντων. Όμως, κάθε άτομο ξεχωριστά έχει το δικό του DNA, με διαφορετική αλληλουχία νουκλεοτιδίων από κάποιο άλλο. Άρα, κάθε οργανισμός αντιδρά διαφορετικά σε διαταραχές της ομαλής λειτουργίας του. Έρχεται, λοιπόν, η ανάγκη της εξατομικευμένης διάγνωσης και θεραπείας για κάθε άτομο. Επίκεντρο, δηλαδή, γίνεται ο οργανισμός και όχι η ασθένεια.

Πηγή Εικόνας: bioinformant.com

Μία από τις καινοτόμες και επαναστατικές εφαρμογές της Μοριακής Ιατρικής είναι η ανακάλυψη των έξυπνων φαρμάκων (smart drugs) ή αλλιώς νοοτρόπων φαρμάκων. Τα νοοτρόπα είναι φαρμακευτικά σκευάσματα, τα οποία ενισχύουν την νοητική λειτουργία. Έρευνες δείχνουν, πως οι συγκεκριμένες ουσίες είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να βοηθήσουν στην καθημερινότητα, για την ενίσχυση της μάθησης, της σκέψης και της συγκέντρωσης αλλά και να αποτελέσουν μία σανίδα σωτηρίας για άτομα που υποφέρουν από Alzheimer, σχιζοφρένια, εγκεφαλικό και διαταραχή ελλειμματικής προσοχής και υπερκινητικότητας (Δ.Ε.Π.Υ.).

Άλλη μία εφαρμογή της Μοριακής Ιατρικής αφορά τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα. Πρόκειται για κύτταρα, τα οποία βρίσκονται σε διάφορους ιστούς κατά την ανάπτυξη και στους ενήλικες επικρατούν στον μυελό των οστών. Έτσι, μπορούν να απομονωθούν και ύστερα από διέγερση, να διαφοροποιηθούν και να πολλαπλασιαστούν σε οστίτη, χόνδρινο, μυϊκό, λιπώδη και πληθώρα άλλων ιστών. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατή και η χρήση τους για τη δημιουργία ιστού μέσα στο σώμα του ασθενούς. Τέλος, μπορούν να διαφοροποιηθούν σε πολλά είδη φορέων και να αξιοποιηθούν στη γονιδιακή θεραπεία.

Ένα ακόμα εξαιρετικά εντυπωσιακό επίτευγμα της Μοριακής Ιατρικής είναι η κατασκευή οργανοειδών. Τα οργανοειδή είναι μικροσκοπικές τρισδιάστατες κυτταρικές καλλιέργειες, παραγόμενες από βλαστοκύτταρα. Αυτές οι καλλιέργειες μπορούν να δομηθούν με τέτοιο τρόπο, ώστε να μιμηθούν ένα όργανο ή μία συγκεκριμένη λειτουργία του. Σύμφωνα με την επίσημη σελίδα του Πανεπιστημίου του Harvard, μέχρι σήμερα, ερευνητές έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν οργανοειδή που μπορούν να αντικαταστήσουν τον ανθρώπινο εγκέφαλο, νεφρό, πνεύμονα, στομάχι, έντερο και συκώτι.

Πηγή Εικόνας: insider.gr

Συγκεφαλαιώνοντας, αντιλαμβάνεται κανείς πως η Μοριακή Ιατρική αποτελεί έναν καινοτόμο επιστημονικό κλάδο, που έχει πολλά να προσφέρει στην υγεία και την ευεξία. Είναι εξαιρετικά σημαντικό και ελπιδοφόρο το γεγονός ότι η επιστήμη έχει φτάσει σε τόσο υψηλό επίπεδο και έχει επιτρέψει τη βελτίωση του τρόπου ζωής δισεκατομμυρίων ανθρώπων ανά την υφήλιο.


ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
  • Alberts, A. Johnson, J. Lewis, D. Morgan, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, «Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου», Utopia Publishing, Athens, 2018.
  • Peterson T., How molecular biology is making medicine more precise, publichealth.wustl.edu. Διαθέσιμο εδώ
  • Τσιμιτάκης Μ., Από τον Ιπποκράτη στη μοριακή ιατρική, kathimerini.gr. Διαθέσιμο εδώ
  • Barbuzano J., Organoids: A new window into disease, development and discovery, hsci.harvard.edu. Διαθέσιμο εδώ
  • B.-K. Koo, (2021). Methods in organoids: a model that goes beyond our imagination, Experimental & Molecular Medicine, 53, pages 1449–1450. Διαθέσιμο εδώ
  • W. FroestlA. MuhsA. Pfeifer, Cognitive enhancers (nootropics). Part 1: drugs interacting with receptors, Journal of Alzheimer’s Disease, vol. 32, no. 4, pp. 793-887, 2012. Διαθέσιμο εδώ
  • A. ICaplan, S. PBruder, Mesenchymal stem cells: building blocks for molecular medicine in the 21st century, Trends in Molecular Medicine, Volume 7, Issue 6, 2001, Pages 259-264. Διαθέσιμο εδώ

 

 

TA ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ

Χαράλαμπος Μυλωνάς
Γεννήθηκε το 2003 στην Αθήνα, όπου συνεχίζει να διαμένει. Είναι φοιτητής στο Τμήμα Βιολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Λατρεύει την επιστήμη και τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στη Μοριακή Βιολογία, τη Βιοτεχνολογία και τη Γενετική Μηχανική. Παράλληλα, ασχολείται με τα extreme sports, τη μουσική, αλλά και την ανάγνωση επιστημονικών βιβλίων και άρθρων.