Έναν χάρτη της Ελλάδας διαφορετικό από τους άλλους δημιουργούν ερευνητές του Εργαστηρίου Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας στο Τμήμα Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για έναν χάρτη ο οποίος έχει ως στόχο να αποκαλύψει τα γενετικά «μυστικά» των Ελλήνων στην υγεία αλλά και στην ασθένεια με απώτερο στόχο να φωτιστούν άγνωστες πτυχές του γονιδιώματος των κατοίκων της χώρας μας που μπορούν να οδηγήσουν σε εξατομίκευση της θεραπείας για πλήθος νόσων – σπανίων και όχι μόνο. Ο γενετικός χάρτης της Ελλάδας αποτελεί «τέκνο» του προγράμματος GoGreece (Genome of Greece) το οποίο συμπληρώνει εφέτος 10 χρόνια ζωής και, με αφορμή τα… γενέθλιά του, τα μέχρι στιγμής επιτεύγματά του παρουσιάστηκαν σε δημοσίευση που έγινε πριν από μόνο λίγες ημέρες (συγκεκριμένα την 1η Οκτωβρίου) στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «American Journal of Human Genetics».

Οι ασθένειες και η μακροζωία

Αυτό το πολυσχιδές και μοναδικό για τα ελληνικά δεδομένα πρόγραμμα έχει ως τώρα αποκαλύψει γονίδια που συνδέονται με την πλάγια μυοατροφική σκλήρυνση αλλά και την παιδική κοιλιοκάκη στον πληθυσμό της χώρας μας ενώ έπεται άκρως… διαφωτιστική συνέχεια αφού κάτω από το «μικροσκόπιο» των ερευνητών αναμένεται να μπουν πληθυσμοί όπως οι Κρητικοί των Ανωγείων ή οι Ικαριώτες ώστε το DNA τους να «μιλήσει» για τα μυστικά της μακροζωίας τους. «Το Βήμα» μίλησε με τον κύριο «χαρτογράφο» του γενετικού χάρτη της χώρας μας, επικεφαλής του Εργαστηρίου Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας και συντονιστή του προγράμματος GoGreece, καθηγητή Φαρμακογονιδιωματικής και Φαρμακευτικής Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών κ. Γεώργιο Πατρινό για τους δρόμους που ανοίγει η αποκρυπτογράφηση του γενετικού υλικού των Ελλήνων στους ειδικούς αλλά και στον καθέναν μας, αφού μια ημέρα με βάση αυτή την πολύτιμη «γαλανόλευκη» γενετική γνώση θα μπορεί να λαμβάνει θεραπεία «κομμένη και ραμμένη» στα μέτρα του ή να εξασφαλίζει χρόνια υγιούς ζωής με γνώμονα το γενετικό προφίλ του.

Αναζήτηση ιδιαιτεροτήτων

Οπως μας εξήγησε ο κ. Πατρινός το GoGreece μοιάζει με ένα οικοδόμημα που σιγά-σιγά υψώνεται επάνω σε οκτώ στέρεες «κολόνες» που δεν είναι άλλες από τους βασικούς άξονές του. «Πρόκειται για την καταγραφή της αρχιτεκτονικής γενετικής του ελληνικού πληθυσμού με επίκεντρο σπάνια – παθογόνα ή μη – αλληλόμορφα που είναι χαρακτηριστικά για την Ελλάδα, τη χαρτογράφηση της γενετικής σύστασης απομονωμένων πληθυσμών (για παράδειγμα πληθυσμοί όπως αυτοί των Ανωγείων ή της Ικαρίας που εμφανίζουν χαρακτηριστικά μακροζωίας αλλά και πληθυσμοί που παρουσιάζουν σπάνια νοσήματα, όπως η νόσος της Νάξου), την κλινική εφαρμογή της γονιδιωματικής στη χώρα μας για εξατομικευμένη θεραπεία, τη δημιουργία μιας ενδελεχούς βάσης δεδομένων γενετικών νοσημάτων (όπως η μεσογειακή αναιμία, η νόσος Wilson, η κυστική ίνωση, η κληρονομική κώφωση). Βασικοί άξονες του προγράμματος αποτελούν επίσης η συζήτηση για τα ηθικά, κοινωνικά και νομικά ζητήματα που σχετίζονται με την εξατομικευμένη ιατρική και τη χορήγηση φαρμάκων για τα οποία υπάρχει γενετική καθοδήγηση, ο εμπλουτισμός της γνώσης των επαγγελματιών υγείας και των βιοεπιστημόνων για τα θέματα της γενετικής καθώς και η πάταξη της παραπληροφόρησης του κοινού για τα γενετικά ζητήματα».

Με αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές, το πρόγραμμα GoGreece ξεκίνησε το 2010 και η πρώτη πλήρης αλληλούχηση ελληνικού γονιδιώματος ολοκληρώθηκε το 2012 – επρόκειτο για μια επταμελή οικογένεια της οποίας «χαρτογραφήθηκε» ολόκληρο το γονιδίωμα.

Εκτοτε και μέχρι σήμερα έχουν αλληλουχηθεί 61 πλήρη γονιδιώματα ενώ έχουν γίνει αλληλουχήσεις όλων των εξωνίων του γονιδιώματος 109 ατόμων (Whole Exome Sequencing, αλληλούχηση η οποία εντοπίζει αλλαγές στο DNA εστιάζοντας στα εξώνια, δηλαδή στις αλληλουχίες DNA των γονιδίων που κωδικοποιούν την παραγωγή πρωτεϊνών) και 304 αλληλουχήσεις με στόχο τη χρήση της γενετικής πληροφορίας στη φαρμακογενωμική, στην επιλογή δηλαδή της κατάλληλης θεραπείας με βάση το γενετικό προφίλ – συνολικά λοιπόν έχει γίνει αλληλούχηση γενετικού υλικού περίπου 500 ατόμων στη χώρα μας.

Οι «δικές μας» μεταλλάξεις

Τι έχει δείξει λοιπόν η μέχρι στιγμής «χαρτογράφηση» του γονιδιώματος των Ελλήνων; Ο κ. Πατρινός περιέγραψε ότι «έχει χαρακτηριστεί ένας νέος γενετικός τόπος που αφορά την πλάγια μυοατροφική σκλήρυνση (δημοσίευση στο Human Genomics, 2017). Μάλιστα, όπως είδαμε, το γονίδιο που εντοπίσαμε εκφράζεται αποκλειστικά στους κινητικούς νευρώνες και σχετίζεται με το γονίδιο FTO που έχει συνδεθεί με την παχυσαρκία. Η συσχέτιση αυτή που για πρώτη φορά εμπλέκει ένα γονίδιο της παχυσαρκίας στην παθογένεια της πλάγιας μυοατροφικής σκλήρυνσης είναι άκρως ενδιαφέρουσα και χρήζει περαιτέρω μελέτης». Επίσης οι ερευνητές του GoGreece έχουν φέρει στο φως δύο νέα γονίδια, τα ΝCK2 και ΚΙΑΑ2, που συνδέονται με την εμφάνιση της κοιλιοκάκης στα ελληνόπουλα (δημοσίευση Human Genomics, 2016) ενώ αδημοσίευτα ακόμη, προκαταρκτικά στοιχεία που προέκυψαν από σύγκριση του γενετικού υλικού Ελλήνων με το γενετικό υλικό Καυκάσιων το οποίο περιέχεται στη βάση δεδομένων των 1.000 γονιδιωμάτων του Ινστιτούτου Sanger στη Βρετανία έχουν αποκαλύψει περισσότερες από 80 γενετικές αλλαγές συσχετιζόμενες αποκλειστικά με τους Ελληνες – οι περισσότερες εξ αυτών αφορούν το ύψος και το βάρος και αναμένεται να δώσουν στο μέλλον πολύτιμες πληροφορίες για τα χαρακτηριστικά της γενετικής σύστασης του ελληνικού πληθυσμού.

Εχει παράλληλα δημιουργηθεί, στο πλαίσιο του προγράμματος, η μοναδική ενδελεχής βάση δεδομένων γενετικών νοσημάτων, κυρίως μονογονιδιακών, στη χώρα μας, η οποία σύντομα θα επικαιροποιηθεί με νέα περαιτέρω στοιχεία. Τα στοιχεία της μάλιστα αποτελούν μέρος της παγκόσμιας βάσης γενετικών δεδομένων FINDbase.org.

Αγνοια της γενετικής και από γιατρούς

Ενας από τους νευραλγικούς άξονες του GoGreece αφορά και τη διερεύνηση της γνώσης τόσο των επαγγελματιών υγείας – όπως οι γιατροί και οι φαρμακοποιοί – όσο και του κοινού σχετικά με τη γενετική. Μέχρι στιγμής έχει γίνει ακριβής καταγραφή των απόψεων περισσότερων από 300 επαγγελματιών υγείας και οι απαντήσεις μαρτυρούν το έλλειμμα γνώσης σε σημαντικούς τομείς. Είναι χαρακτηριστικό ότι το 13% των επαγγελματιών υγείας πιστεύει ότι στα ζεύγη βάσεων του DNA η αδενίνη ζευγαρώνει με την κυτοσίνη (αντί με τη θυμίνη) ενώ ποσοστό άνω του 30% θεωρεί ότι οι άνθρωποι διαθέτουν 48 χρωμοσώματα (αντί για 46) στα κύτταρά τους. Είναι επίσης χαρακτηριστικό ότι η πλειονότητα των επαγγελματιών υγείας αναγνωρίζει πως δεν διαθέτει επαρκείς γνώσεις για την εξατομικευμένη ιατρική – συγκεκριμένα τα 2/3 των γιατρών και επτά στους δέκα φαρμακοποιούς από όλες τις ηλικιακές ομάδες παραδέχονται το έλλειμμα γνώσης τους σχετικά με αυτό το πεδίο της ιατρικής που κατά κοινή ομολογία αποτελεί το μέλλον της.

Σε ό,τι αφορά το κοινό, μελέτη που διεξήχθη στο πλαίσιο του GoGreece σε 1.717 άτομα μεγάλων πόλεων της χώρας μας έδωσε «ανάμεικτα» αποτελέσματα. Για παράδειγμα, πάνω από οκτώ στους 10 ερωτηθέντες απάντησαν ότι οι γενετικές εξετάσεις δεν πρέπει να γίνονται απευθείας από κέντρα χωρίς τη μεσολάβηση του θεράποντος γιατρού ο οποίος θα παραγγείλει τις πιθανές εξετάσεις που χρειάζεται ο κάθε ασθενής – γεγονός που γεννά αισιοδοξία για τη στάση του πληθυσμού απέναντι στο εν πολλοίς «ξέφραγο αμπέλι» των γενετικών εξετάσεων. Την ίδια στιγμή όμως το 78% των ερωτηθέντων φάνηκε να θεωρεί ότι η εξατομίκευση της δίαιτας με βάση το γενετικό προφίλ την οποία προσφέρουν κάποια κέντρα θα ήταν επωφελής ώστε να επιτευχθεί ο στόχος της απώλειας κιλών – μια απάντηση που μαρτυρεί ότι χωρίς την ορθή γενετική γνώση ο πληθυσμός μπορεί εύκολα να εξαπατηθεί.

Νέες προκλήσεις και χρηματοδότηση

Η πρώτη δεκαετία του GoGreece έκλεισε λοιπόν, όπως φαίνεται και στον απολογισμό που μόλις δημοσιεύθηκε στο «American Journal of Human Genetics», και ήδη έχει ανατείλει μια νέα δεκαετία γεμάτη γενετικές ερευνητικές προκλήσεις για τους επιστήμονες του προγράμματος.

Οπως σημείωσε ο κ. Πατρινός, η έρευνα δεν σταματά ώστε να κατακτηθούν νέοι στόχοι. «Για παράδειγμα, έχουμε ήδη ξεκινήσει τη συλλογή εθελοντών στα Ανώγεια ώστε να μελετήσουμε τα γενετικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου κλειστού πληθυσμού. Εχει επίσης ήδη γίνει συλλογή 1.500 περιστατικών με σκοπό τον εντοπισμό γονιδίων που συνδέονται με ψυχικά νοσήματα όπως η κατάθλιψη, η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή, η οριακή διαταραχή προσωπικότητας».

Οι ερευνητές του GoGreece σκοπεύουν να συνεχίσουν την αλληλούχηση γονιδιωμάτων του ελληνικού πληθυσμού με στόχο να φθάσουν στα 20.000 γονιδιώματα μέσα στην επόμενη δεκαετία.

Ωστόσο για να συνεχιστεί το σημαντικό αυτό για τη χώρα μας πρόγραμμα απαιτείται, σύμφωνα με τον κ. Πατρινό, «χρηματοδότηση τόσο από τον δημόσιο όσο και από τον ιδιωτικό τομέα καθώς όλα όσα έχουν επιτευχθεί μέχρι σήμερα έγιναν πραγματικότητα με έμμεση χρηματοδότηση από άλλα ερευνητικά προγράμματα». Η Ελλάδα χρειάζεται αυτή την προτροπή, αυτό το GoGreece, σε πλήθος τομέων και ένας από αυτούς δείχνει σίγουρα προς τον δρόμο της γενετικής γνώσης. Διότι η σωστή και τεκμηριωμένη γενετική γνώση είναι… δύναμη, όχι μόνο για τους ειδικούς, αλλά για ολόκληρο τον πληθυσμό.

Προσοχή στις… προσφορές!

Σχετικά με τα κέντρα που προσφέρουν γενετικές εξετάσεις, άκρως διαφωτιστική ήταν και μελέτη που διεξήχθη στο πλαίσιο του προγράμματος σε ιδιωτικά εργαστήρια από όλη την Ελλάδα σχετικά με τον τύπο γενετικών αναλύσεων τις οποίες παρέχουν. Σύμφωνα με τα ευρήματα, το 21% των κέντρων παρείχε τεστ σχετικά με τις αθλητικές επιδόσεις, το 21% σχετικά με τη διατροφογενωμική, το 8% παρείχε γενετικά τεστ για τη γήρανση, το 52% για τη φαρμακογενωμική και το 80% για την προδιάθεση για διαφορετικές νόσους. Μέσα σε όλα αυτά, είναι απαραίτητο να αναφερθεί ότι το 35% των εργαστηρίων που εξετάστηκαν δεν είχε διαπίστευση για διεξαγωγή γενετικών εξετάσεων…

Αρθρα, διατριβές, συνέδρια και περιοδικό

Στην πρώτη δεκαετία της ζωής του το GoGreece έχει ήδη να παρουσιάσει σημαντική επιστημονική παραγωγή. Οπως μας πληροφόρησε ο κ. Πατρινός, στο πλαίσιο του προγράμματος έχουν ήδη παραχθεί 12 επιστημονικά άρθρα και πέντε διδακτορικές διατριβές και μεταπτυχιακές εργασίες ενώ έχουν διεξαχθεί και τέσσερα συνέδρια. «Μάλιστα διοργανώνουμε από τις 9 ως τις 11 Απριλίου του 2021 στο Ζάππειο Μέγαρο στην Αθήνα το 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Εξατομικευμένης Ιατρικής, στο οποίο θα περιλαμβάνεται μέρος της έκθεσης “Unlocking Life Code” του Ινστιτούτου Smithsonian. Τα εκθέματα – όπως για παράδειγμα τα μπιζέλια του Μέντελ ή το DNA δεινοσαύρων – θα παρουσιάζονται σε banner και θα περιγράφονται από φοιτητές του Εργαστηρίου μας προκειμένου το κοινό να έλθει πιο κοντά με τα “ορόσημα” του κώδικα της ζωής». Επίσης στο πλαίσιο του προγράμματος εκδόθηκε μέσα στο 2019 το πρώτο επιστημονικό περιοδικό στην Ελλάδα που είναι αφιερωμένο στην εξατομίκευση της ιατρικής – πρόκειται για το τετραμηνιαίο περιοδικό «Εξατομικευμένη Ιατρική» (www.permed.gr), στο οποίο η πρόσβαση είναι ελεύθερη. Και οι δράσεις αναμένεται να πολλαπλασιαστούν στη νέα φάση του προγράμματος που ξεκινά…

Φορητό εργαστήριο που εκπαιδευει μικρούς «επιστήμονες»

Το GoGreece έχει και τον ουσιώδη στόχο του να φέρει τη νέα γενιά κοντά στη γενετική και στα «θαύματα» που αυτή μπορεί να προσφέρει. Το «εργαλείο» για αυτή τη σημαντική επικοινωνία ονομάζεται 2ΜoΒiL και είναι ένα φορητό εργαστήριο μοριακής βιολογίας. Ο κ. Πατρινός εξήγησε ότι «πρόκειται για μια συσκευή που μοιάζει με ένα λάπτοπ με μεγάλο πάχος και η οποία διαθέτει 32 θέσεις για διεξαγωγή PCR (αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης), μια φυγόκεντρο και μια συσκευή ηλεκτροφόρησης που χωρά 10 ως 15 δείγματα». Η συσκευή αυτή μπορεί να μεταφερθεί οπουδήποτε και έχει ήδη «επισκεφθεί» από το 2016 ως σήμερα σχολεία σε πολλές πόλεις της Ελλάδας. «Εχουμε εκπαιδεύσει με χρήση του 2ΜοΒiL περί τους 2.200 μαθητές Δημοτικού, Γυμνασίου και Λυκείου, οι οποίοι πραγματοποιούν τα δικά τους γενετικά πειράματα με τρόπο που τους κεντρίζει το ενδιαφέρον. Παράλληλα, για τα μικρότερα παιδιά η εκπαίδευση εμπλουτίζεται με κόμικς και διαδικτυακά παιχνίδια».

Το… λάχανο

Στο πλαίσιο της γενετικής εκπαίδευσης οι μαθητές δοκιμάζουν λάχανο προκειμένου να δουν αν τους φαίνεται πικρό ή όχι (αν αναρωτιέστε πώς συνδέεται το… λάχανο με τη γενετική, η απάντηση είναι ότι κάποια άτομα βρίσκουν πικρό το συγκεκριμένο λαχανικό εξαιτίας μιας γονιδιακής παραλλαγής την οποία φέρουν). Στη συνέχεια λαμβάνεται δείγμα του DNA τους με μια μπατονέτα από το εσωτερικό της παρειάς τους και το γενετικό υλικό απομονώνεται με χρήση ενός ισοτονικού ποτού (ναι, μπορεί να γίνει απομόνωση του γενετικού υλικού και με… σπιτικά υλικά). Το DNA υποβάλλεται σε PCR και ο κάθε μαθητής μαθαίνει τελικώς αν φέρει τη γονιδιακή παραλλαγή που τον κάνει να βρίσκει το λάχανο πικρό. «Το πείραμα αυτό ενθουσιάζει τα παιδιά καθώς νιώθουν ότι συμμετέχουν στην επιστημονική διαδικασία» σημείωσε ο κ. Πατρινός και προσέθεσε ότι μέσω των πειραμάτων εκπαιδεύονται στη γενετική μαζί με τα παιδιά και οι δάσκαλοι και καθηγητές τους. Το συγκεκριμένο εργαλείο χρησιμοποιείται και για διάγνωση διαφορετικών παθήσεων, υπογράμμισε ο καθηγητής. «Για παράδειγμα, εφαρμόζεται για διάγνωση σχετικά με το ποιοι ασθενείς που λαμβάνουν θεραπεία με στατίνες για την αντιμετώπιση της υψηλής χοληστερόλης κινδυνεύουν να εμφανίσουν μυοπάθεια. Είναι γνωστό ότι κάποιοι ασθενείς που λαμβάνουν στατίνες κινδυνεύουν από μυοπάθεια εξαιτίας ενός γονιδίου, και συγκεκριμένα του SLCO1B1. Με το φορητό αυτό εργαστήριο μπορούν να μάθουν αν φέρουν το γονίδιο και να αλλάξουν το είδος της στατίνης που λαμβάνουν ώστε να μην κινδυνεύουν από τη σοβαρή αυτή παρενέργεια».

Βραβείο

Αξίζει να αναφερθεί ότι το 2ΜoΒiL έλαβε το βραβείο «Καφάτου» το 2018 ως το καλύτερο μοριακό εργαλείο για χρήση στην εκπαίδευση. Το φορητό αυτό μοριακό εργαστήριο θα «διαγωνιστεί» μάλιστα στον ετήσιο διαγωνισμό συνθετικής βιολογίας iGEM του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) που θα λάβει χώρα στη Βοστώνη στα μέσα του ερχόμενου Νοεμβρίου. Επόμενος στόχος για την ομάδα του Εργαστηρίου Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας του Πανεπιστημίου Πατρών, διά στόματος του κυρίου Πατρινού, είναι η ανάγνωση της γενετικής πληροφορίας που παρέχει αυτό το σημαντικό εργαλείο με χρήση της τεχνητής νοημοσύνης.