25.1 C
Athens
Κυριακή, 14 Αυγούστου, 2022
ΑρχικήΚοινωνίαΥγείαΤαξόλη: Η ανατομία ενός αντικαρκινικού φαρμάκου

Ταξόλη: Η ανατομία ενός αντικαρκινικού φαρμάκου


Της Ταξιαρχίας Κοζπή,

Είναι δυνατό να ειπωθεί ότι ο καρκίνος δεν αποτελεί απλώς μία και μοναδική ασθένεια, αλλά μία πολύπλοκη ομάδα νοσημάτων με ενοποιητικό χαρακτηριστικό την κυτταρική απορρύθμιση. Η επικρατούσα επιστημονική εξήγηση για τον καρκίνο είναι η «Θεωρία των Μεταλλάξεων». Σύμφωνα με αυτή, η συσσώρευση μεταλλάξεων (αλλαγών) στο DNA οδηγεί στην καταστροφική τροποποίηση της λειτουργίας και της συμπεριφοράς των κυττάρων. Η έρευνα διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη φροντίδα του καρκίνου, μέσω της εύρεσης καλύτερων θεραπευτικών προγραμμάτων και τρόπων πρόληψης. Ιδιαίτερη μνεία, μάλιστα, αξίζει να γίνει στην Ταξόλη, ένα από τα πιο ισχυρά αντικαρκινικά φάρμακα.

Η Ταξόλη, Taxol, ή αλλιώς με τη συστηματική της ονομασία Πακλιταξέλη, Paclitaxel, αποτελεί ένα χημειοθεραπευτικό (κυτταροτοξικό) φάρμακο. Η ιστορία της Ταξόλης χρονολογείται το 1962, όπου ο βοτανολόγος Arthur S. Barclay συγκέντρωσε 200 δείγματα φυτών σε μία μεγάλη περιοδεία του. Στα δείγματά του συμπεριλήφθηκαν και δείγματα φλοιού του κορμού ενός ήμερου ελάτου, του Ελάτου του Ειρηνικού (Taxus brevifolia Nutt), από ένα δάσος στη Βορειοδυτική Πολιτεία των Η.Π.Α., Washington. Τον Μάιο του 1964, μελετήθηκε η αντικαρκινική δράση του συγκεκριμένου δείγματος σε κυτταρικές καλλιέργειες και βρέθηκε ότι το εκχύλισμα από τον φλοιό του Taxus παρουσίαζε ισχυρή δράση έναντι του καρκίνου.

Νέα πειράματα έλαβαν χώρα μέχρι την απομόνωση από το δείγμα μίας άγνωστης μέχρι τότε ουσίας, υπεύθυνης για την αντικαρκινική δράση, που ονομάστηκε Ταξόλη. Το National Cancer Institute (NCI) αποφάσισε να ασχοληθεί περαιτέρω με τη μελέτη της Ταξόλης, ενώ το περιοδικό Journal of American Chemical Society (JACS) προσδιόρισε τη δομή της. Η Ταξόλη αναγνωρίστηκε επίσημα το 1979, μέσω της ερευνήτριας Susan B. Horwitz (Albert Einstein College of Medicine). Η Horwitz και η ερευνητική της ομάδα αποκάλυψαν αυτό που είναι γνωστό μέχρι σήμερα: Τον αξιοσημείωτο και περίεργο τρόπο με τον οποίο η Ταξόλη καταστρέφει τα καρκινικά κύτταρα.

Πηγή Εικόνας: drugs.com

Η Πακλιταξέλη, για την εποχή της ανακάλυψής της, δρούσε με ένα πρωτόγνωρο τρόπο. Η ουσία αυτή προκαλούσε ένα είδος υπερβολικής σταθεροποίησης των μικροσωληνίσκων. Οι μικροσωληνίσκοι είναι σωληνοειδείς διατάξεις από α-τουμπουλίνη και β-τουμπουλίνη, διάσπαρτες στο κυτταρόπλασμα των ευκαρυωτικών κυττάρων. Οι μικροσωληνίσκοι αποτελούν σημαντικό μέρος του κυτταρικού σκελετού, διαδραματίζοντας πρωταρχικό ρόλο στους μηχανισμούς διαίρεσης και αναπαραγωγής του κυττάρου. Η Ταξόλη, λοιπόν, προσδένεται ισχυρά στους μικροσωληνίσκους, ειδικότερα στην β-τουμπουλίνη, και αποτρέπει τον διαχωρισμό τους κατά τη μίτωση (είδος κυτταρικής διαίρεσης) και ιδιαίτερα κατά το στάδιο διαχωρισμού των χρωμοσωμάτων (φάσεις μίτωσης: μετάφαση και ανάφαση). Ως αποτέλεσμα των παραπάνω, το κύτταρο δεν καταφέρνει να πολλαπλασιαστεί και πεθαίνει.

Η Ταξόλη, παράλληλα με την πρόκληση κυτταρικού θανάτου, επιφέρει και διακοπή της δημιουργίας μικροσωληνίσκων, καθώς δεσμεύει την ελεύθερη β-τουμπουλίνη, ένα από τα ετεροδιμερή που συγκροτούν τους μικροσωληνίσκους. Νεότερες έρευνες απέδειξαν ότι η Ταξόλη είναι ικανή να επάγει τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο, δηλαδή την απόπτωση του κυττάρου. Αυτό αιτιολογείται μέσω της σύνδεσης της αντικαρκινικής ουσίας με την πρωτεΐνη Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) και την αχρήστευσή της. Η συγκεκριμένη πρωτεΐνη ευθύνεται για τον τερματισμό του μηχανισμού απόπτωσης, προσδίδοντας στα καρκινικά κύτταρα, το πιο επικίνδυνο χαρακτηριστικό τους, την «αθανασία». Στο σημείο αυτό, αξίζει να τονιστεί ότι κάθε φυσιολογικό κύτταρο, μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, πεθαίνει.

Η Ταξόλη αποτελεί αντικαρκινικό φάρμακο, κυρίως για τους επιθετικούς καρκίνους (aggressive cancers). Γενικότερα, χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση πολλών ειδών καρκίνου, όπως ο καρκίνος του μαστού, ο καρκίνος των ωοθηκών, ο καρκίνος του πνεύμονα, ο καρκίνος του παγκρέατος και το σάρκωμα Καπόσι. Χορηγείται ενδοφλέβια, ύστερα από τη διάλυση της σε φυσιολογικό ορό. Δεν μπορεί να χορηγηθεί από το στόμα, καθώς δεν υπάρχει σε μορφή δισκίων. Ορισμένα άτομα που λαμβάνουν δόση Ταξόλης εμφανίζουν αλλεργική αντίδραση (το 75% αυτών μέσα στα πρώτα δέκα λεπτά από τη χορήγησή της). Όμως, λόγω των σοβαρών αλλεργικών αντιδράσεων που έχουν εμφανίσει ανά καιρούς ορισμένοι άνθρωποι, πλέον πριν τη χορήγησή της ακολουθείται μία καθορισμένη προκαταρκτική αγωγή, η οποία έχει μειώσει σημαντικά τις ανεπιθύμητες αλλεργικές αντιδράσεις. Ωστόσο, όταν οι αντιδράσεις απειλούν την ίδια τη ζωή του ασθενούς, τότε διακόπτεται οριστικά η χρήση του φαρμάκου. Η δόση και η συχνότητα χορήγησης του φαρμάκου εξαρτάται από το θεραπευτικό πρόγραμμα που ο ογκολόγος θεωρεί κατάλληλο για τον κάθε ασθενή. Το ύψος, το βάρος του ασθενούς, αλλά και η κατάσταση της υγείας του γενικότερα συμβάλλουν στη δημιουργία ενός εξατομικευμένου θεραπευτικού προγράμματος.

Πηγή Εικόνας: microbenotes.com

Τα καρκινικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό. Η ικανότητα της χημειοθεραπείας να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα εξαρτάται από το πόσο ικανή, είναι να δώσει τέλος στην κυτταρική τους διαίρεση. Τα κύτταρα, όταν δεν μπορούν να διαιρεθούν, πεθαίνουν. Η χημειοθεραπεία και τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα που χρησιμοποιούνται σε αυτή είναι πιο αποτελεσματικά, όταν τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται γρήγορα. Δυστυχώς, όμως, η επιστήμη δεν έχει προχωρήσει σε τέτοιο βαθμό, ώστε το αντικαρκινικό φάρμακο να σκοτώνει μόνο το καρκινικό κύτταρο. Τα φάρμακα που έχουν ανακαλυφθεί, και στη συγκεκριμένη περίπτωση και η Ταξόλη, αναγνωρίζουν και σκοτώνουν κάθε κύτταρο το οποίο πολλαπλασιάζεται με γρήγορους ρυθμούς. Στον οργανισμό του ανθρώπου, υπάρχουν φυσιολογικά κύτταρα που πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα. Τέτοια κύτταρα είναι, για παράδειγμα, τα κύτταρα του αίματος, του στόματος, του στομάχου, του εντέρου, καθώς και οι θύλακες των τριχών. Με βάση αυτό το δεδομένο, μέρος (ή το σύνολο) των φυσιολογικών ταχέως διαιρούμενων κυττάρων του οργανισμού, θανατώνεται κατά τη διάρκεια των χημειοθεραπειών. Για αυτόν τον λόγο, τα άτομα που υποβάλλονται σε χημειοθεραπείες εμφανίζουν παρενέργειες, όπως η αιματολογική τοξικότητα, τα έλκη στο στόμα, η ναυτία, η διάρροια και η απώλεια μαλλιών. Αισιόδοξο γεγονός αποτελεί ότι οι παρενέργειες αυτές είναι προσωρινές, με τα φυσιολογικά κύτταρα του οργανισμού να έχουν τη δυνατότητα αναγέννησης.

Η προσφορά της Ταξόλης στη μάχη ενάντια του καρκίνου είναι αναμφίβολα πολύτιμη. Ωστόσο, στη διάρκεια μελέτης και χρήσης της οι επιστήμονες ήρθαν αντιμέτωποι με δύο σημαντικά ζητήματα. Το πρώτο ζήτημα επικεντρώνεται στο κομμάτι της απομόνωσης και μελέτης της από το δείγμα του φλοιού του ελάτου Taxus. Οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι, κατά τη διάρκεια των κλινικών δοκιμών για τη διεξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αποτελεσματικότητα της στον πληθυσμό, απαιτούνταν τόνοι δέντρων και κατά συνέπεια καταστροφή μεγάλου αριθμού ελάτων, γεγονός που κινητοποίησε τις δασικές υπηρεσίες. Οι αρμόδιοί τους διαμαρτυρήθηκαν για περιβαλλοντική καταστροφή και εξαφάνιση του ελάτου Taxus. Το πρόβλημα παραμερίστηκε για μερικά χρόνια, με την έρευνα να προχωράει, αυτήν τη φορά από τη φαρμακευτική εταιρεία Bristol- Myers Squibb (BMS). Στη παραχώρηση δικαιωμάτων σχετικά με την εκμετάλλευση της φυσική ουσίας Ταξόλης συμμετείχε ακόμα και ο FDA (Food and Drug Administration). Τελικά, η BMS, το 1993, άρχισε τη διάθεση της Ταξόλης στην αγορά, με τα αποτελέσματα να κινητοποιούν ολοένα και περισσότερους να ασχοληθούν με αυτό το νέο θαυματουργό φάρμακο. Χάρις στη μεγάλη απήχηση που γνώρισε, βρέθηκαν χρήσιμοι ημισυνθετικοί και συνθετικοί τρόποι παρασκευής Ταξόλης και νέες φυσικές πηγές, χωρίς να απειλείται με εξαφάνιση η πρωταρχική πηγή φυσικής παραγωγής της, το έλατο Taxus. Ορισμένες διακεκριμένες συνθέσεις είναι οι εξής: σύνθεση κατά Holton, σύνθεση κατά Nicolaou και σύνθεση κατά Danishefsky.

Πηγή Εικόνας: nanolive.ch

Το δεύτερο ζήτημα που έπρεπε να λυθεί ήταν η χαμηλή υδατοδιαλυτότητα της Ταξόλης, δηλαδή η ελαττωμένη διάλυσή της στο νερό. Το πρόβλημα αυτό δυσκόλεψε ιδιαίτερα τους εργαστηριακούς, κατά τη χρήση του φαρμάκου. Σύμφωνα, όμως, με τις μερικές και ολικές συνθέσεις της Ταξόλης, καθώς και με τη βελτίωση ορισμένων φυσικοχημικών ιδιοτήτων της, επιτεύχθηκε η ευκολότερη χρήση της σε μεγάλο βαθμό.

Επιλογικά, η Ταξόλη σκοτώνει αντικαρκινικά κύτταρα, χαρίζοντας ζωή και ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους που μάχονται με τον καρκίνο. Η προσφορά της στην επιστήμη είναι τεράστια. Όπως αναφέρει και ο καθηγητής βιολογίας συστημάτων της Ιατρικής Σχολής του Harvard University, Tim Mitchison: «Αυτό το έργο αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα μπροστά σε ένα πρόβλημα με μακρά ιστορία». Σίγουρα, η Ταξόλη έθεσε τα θεμέλια για μελλοντικά καλύτερα αντικαρκινικά φάρμακα. Στην Ελλάδα, το 2018-19 χρηματοδοτήθηκε έρευνα σχετικά με την ανάλυση του δέντρου Ίταμου, ενός άλλου δέντρου της οικογένειας Taxus, με σκοπό την επιλογή υλικού για την παραγωγή Ταξόλης στην Ελλάδα.


ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
  • Bement, Monitoring Editor, “How Taxol/paclitaxel kills cancer cells”, 2014 Sept, Journal List, Mol Bio Cell, PubMed Central, NIH, National Library of Medicine. Διαθέσιμο εδώ
  • Cancer Research UK, «Paclitaxel (Taxol)”. Διαθέσιμο εδώ
  • Φ. Α. Αραβανόπουλος, Ph.D., «Τρέχοντα Ερευνητικά Προγράμματα». Διαθέσιμο εδώ
  • Sanders, Berkeley News, “Discovery of how Taxol works could lead to better anticancer drugs”. Διαθέσιμο εδώ
  • Α. Απ. Καραγιάννης, Ιατρείο Κλινικής Ογκολογίας, Cancer Care, «Πακλιταξέλη». Διαθέσιμο εδώ

 

TA ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ

Ταξιαρχία Κοζπή
Γεννήθηκε το 2002 στην Μυτιλήνη της Λέσβου όπου και μεγάλωσε. Πλέον διαμένει στην Αθήνα και είναι προπτυχιακή φοιτήτρια του Τμήματος Βιολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Μιλάει αγγλικά και γερμανικά και λατρεύει τις τέχνες. Στον ελεύθερο της χρόνο ασχολείται με την μουσική και τη ζωγραφική. Το ενδιαφέρον της για την αρθρογραφία ξεκίνησε από τα μαθητικά της χρόνια, εστιάζοντας μέχρι και σήμερα σε θέματα υγείας και επιστήμης.