Κυτταρική θεραπεία για την υδροκεφαλία με ελληνική σφραγίδα

Γράφει: Βάσω Μιχοπούλου

«Ζω με την υδροκεφαλία από τότε που ήμουν 6 εβδομάδων. Δεν είναι πάντα εύκολο, αλλά η αρρώστια μου με δίδαξε ότι κάθε μέρα που ζω είναι μια ευλογία. Μερικές φορές δυσκολεύομαι να σηκωθώ το πρωί γιατί ξυπνάω με ίλιγγο, πονοκεφάλους και ναυτία, που συχνά μου προκαλούν διπλωπία (διπλό είδωλο) επηρεάζοντας τη συγκέντρωση μου στην εργασία και στην οδήγηση. Όλα αυτά όμως δεν με σταματούν από το να συνεχίζω τη ζωή μου. Δουλεύω σε δύο δουλειές και παράλληλα σπουδάζω. Οι πέντε χειρουργικές επεμβάσεις που έκανα για την υδροκεφαλία θα μπορούσαν να μου είχαν στοιχίσει τη ζωή, αλλά είμαι ακόμη εδώ και δεν θα αφήσω τη νόσο να μου κλέψει τα καλύτερα. Το να έχεις υδροκεφαλία είναι μια αόρατη αναπηρία. Όμως είμαι δυνατή και θέλω να μιλήσω και σε άλλους για αυτήν»… Μπορεί κάποιος να διαβάσει πολλές προσωπικές ιστορίες, όπως αυτή της 28χρονης Έλις, μέσα στην ιστοσελίδα της Αμερικανικής Ένωσης για την Υδροκεφαλία (Hydrocephalus Association, USA), ενός ιδρύματος που δημιουργήθηκε με στόχο όχι μόνο να φέρει κοντά και να υποστηρίξει τα πάσχοντα από υδροκεφαλία άτομα και τις οικογένειές τους, αλλά να αναδείξει και να επιβραβεύσει πρωτοποριακή και καινοτόμα έρευνα στο πεδίο της υδροκεφαλίας, σε διεθνές επίπεδο.

Και εδώ ακριβώς βρίσκεται η είδηση, καθώς ένα από τα ετήσια διεθνή βραβεία της Hydrocephalus Association των ΗΠΑ, το “Innovator Award Grant 2020” απονεμήθηκε τον Ιανουάριο του 2021 σε έναν Έλληνα ερευνητή και συγκεκριμένα στον καθηγητή Φυσιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, κ.Σταύρο Ταραβήρα (https://www.hydroassoc.org/2020-innovator-award-series-get-to-know-dr-stavros-taraviras/), πιστοποιώντας την καινοτόμα έρευνα που διενεργείται στο εργαστήριο Φυσιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών (http://stemcellslab.upatras.gr/), στο οποίο ηγείται. Η ιδιαίτερα σημαντική αυτή τιμητική διάκριση αφορά μια καινοτόμα πρότασή του σχετικά με μια πειραματική κυτταρική θεραπεία για την υδροκεφαλία και είναι η πρώτη φορά που απονέμεται σε έναν ερευνητή στην Ελλάδα, και η τρίτη φορά που απονέμεται σε ερευνητή εκτός των ΗΠΑ. Και αυτό δεν είναι τυχαίο, καθώς τα τελευταία δέκα χρόνια η έρευνα του Έλληνα επιστήμονα έχει επικεντρωθεί στην κατανόηση του μηχανισμού της συγκεκριμένης νόσου.

Μια γνωστή από την εποχή του Ιπποκράτη νόσος

Ο Ιπποκράτης ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε τον όρο «υδροκέφαλο» σε νεογέννητα και βρέφη που παρουσίαζαν διόγκωση της κεφαλής. Ο όρος προέρχεται από τον συνδυασμό των λέξεων ύδωρ και κεφάλι και σημαίνει «νερό μέσα στο κεφάλι». Η ανθρώπινη υδροκεφαλία παρότι δεν είναι μια ιδιαίτερα «δημοφιλής» νόσος, δεν είναι τόσο σπάνια όσο νομίζουμε, αφού πλήττει πάνω από 1 εκατομμύριο ανθρώπους μόνο στις ΗΠΑ, ενώ περίπου 1-3 μωρά για κάθε 1000 γεννήσεις γεννιούνται με υδροκεφαλία. Αλλά και ο καθένας μας μπορεί να πάθει υδροκεφαλία ανά πάσα στιγμή εξαιτίας ενός εγκεφαλικού τραυματισμού ή μεταλλαγών σε συγκεκριμένα γονίδια, ή λόγω μιας μόλυνσης ή ακόμη και ως απόρροια του εκφυλισμού του εγκεφάλου λόγω γήρανσης. Ενόψει της Hydrocephalus Awareness Week (εβδομάδας ευαισθητοποίησης για την υδροκεφαλία) στις 8-14 Μαρτίου 2021, η Hydrocephalus Association των ΗΠΑ δημοσιοποιεί στοιχεία που δείχνουν ότι 1 στους 100 ενήλικες εκδηλώνουν υδροκεφαλία φυσιολογικής πίεσης, η οποία συχνά συγχέεται με Αλτζχάιμερ, ενώ 1 στους 10 ασθενείς με άνοια έχουν υδροκέφαλο φυσιολογικής πίεσης που μπορεί ποτέ να μην διαγνωστεί. Στην Αμερική κάθε 15 λεπτά ένα άτομο υποβάλλεται σε επέμβαση που σχετίζεται με υδροκέφαλο!

«Η υδροκεφαλία είναι μία σύνθετη κλινική οντότητα, η οποία μπορεί να εμφανιστεί τόσο κατά την παιδική ηλικία όσο και κατά την ενήλικη ζωή. Χαρακτηρίζεται από παθολογική συσσώρευση αυξημένης ποσότητας εγκεφαλονωτιαίου υγρού στις κοιλότητες του εγκεφάλου, εξαιτίας της ανισορροπίας μεταξύ της παραγωγής και της απορρόφησής του. Το φαινόμενο αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διόγκωση του εγκεφάλου που συνοδεύεται από σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη και λειτουργία του. Η θεραπεία που προτείνεται σε άτομα που πάσχουν από υδροκεφαλία είναι η χειρουργική επέμβαση και η φαρμακολογική αγωγή, αλλά και οι δύο παρεμβάσεις αντιμετωπίζουν τα συμπτώματα της πάθησης και όχι την αιτία», λέει ο Καθηγητής Ταραβήρας.

«Ένοχα» είναι συγκεκριμένα κύτταρα

Ο Έλληνας επιστήμονας σπούδασε Βιολογία στο ΕΚΠΑ, έλαβε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης και πραγματοποίησε μεταδιδακτορική έρευνα στο German Cancer Research Center στη Χαϊδελβέργη και στο National Institute for Medical Research (τρέχουσα ονομασία Francis Crick Institute), στο Λονδίνο. Η έρευνά του εστιάζει στη μελέτη της βιολογίας των βλαστικών κυττάρων με έμφαση στην κατανόηση των μηχανισμών που ελέγχουν την αυτοανανέωση και διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων του νευρικού συστήματος, καθώς και στους παθογενετικούς μηχανισμούς ανθρώπινων ασθενειών όπως είναι η μικροκεφαλία, η υδροκεφαλία και η νόσος Hirschsprung (πρόκειται για μια διαταραχή που χαρακτηρίζεται από την απουσία νεύρωσης σε διάφορα τμήματα του εντέρου, η οποία οφείλεται σε δυσπλασία των νεύρων του εντέρου κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης). Παράλληλα η ερευνητική του ομάδα επιδιώκει την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων, που σχετίζονται τόσο με την ταυτοποίηση νέων χημικών ενώσεων όσο και θεραπειών κυτταρικής υποκατάστασης.

Ο καθηγητής προσπαθεί διαχρονικά να κατανοήσει “τι θέλει να γίνει κάθε κύτταρο όταν μεγαλώσει και ποιό μονοπάτι θα ακολουθήσει για να το επιτύχει” δηλαδή διερευνά τον τρόπο με τον οποίο κάθε βλαστικό κύτταρο (αρχέγονο κύτταρο) επιλέγει την κυτταρική μορφή στην οποία θα διαφοροποιηθεί, είτε κατά την εμβρυογένεση ή αργότερα στην ενήλικη ζωή, καθώς και το μοριακό μονοπάτι που θα ακολουθήσει για να το επιτύχει. «Στον ανθρώπινο εγκέφαλο υπάρχουν δισεκατομμύρια εξειδικευμένα κύτταρα, τα οποία προέρχονται από έναν κοινό πληθυσμό αρχέγονων νευρικών κυττάρων κατά την εμβρυογένεση. Μία ομάδα τέτοιων εξειδικευμένων κυττάρων ονομάζονται επενδυματικά γιατί επενδύουν τις κοιλίες του εγκεφάλου, διαχωρίζοντας τον νευρικό ιστό από το εγκεφαλονωτιαίο υγρό, ενώ μέσω των κινούμενων τριχιδίων (κροσσών) που φέρουν στην επιφάνειά τους διευκολύνουν τη διακίνηση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού. Κοντά στα επενδυματικά κύτταρα διατηρούνται επίσης και τα ενήλικα νευρικά βλαστικά κύτταρα που έχουν ικανότητα αυτοανανέωσης. Καθοριστική σημασία για την παθοφυσιολογία ορισμένων μορφών της υδροκεφαλίας έχει η καταστροφή των επενδυματικών κυττάρων».

Ο καθηγητής και η ομάδα του ξεκίνησαν την έρευνά τους προσπαθώντας να κατανοήσουν πώς από ένα νευρικό βλαστικό κύτταρο σχηματίζονται τα κύτταρα στον εγκέφαλο και να ταυτοποίησουν τα μοριακά στοιχεία που ελέγχουν τη δημιουργία διαφορετικών τύπων εγκεφαλικών κυττάρων. Σύμφωνα με τον ίδιο: «οι «προδιαγραφές» των επενδυματικών κυττάρων έχουν καθοριστεί κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης. Κάποια «λάθη» κατά την δημιουργία τους, στην οποία εμπλέκονται συγκεκριμένα γονίδια, οδηγούν σε ορισμένες μορφές υδροκεφαλίας». Η συγκεκριμένη ερευνητική ομάδα κατάφερε να ταυτοποιήσει δύο νέα γονίδια, που καλούνται GemC1/Lynkeas και McIdas, τα οποία ελέγχουν τα αρχικά βήματα της διαδικασίας που οδηγεί στη δημιουργία επενδυματικών κυττάρων. «Δημιουργήσαμε διαγονιδιακά ζωικά μοντέλα ποντικών από τα οποία απουσιάζει η πρωτεΐνη GemC1/Lynkeas και διαπιστώσαμε ότι αυτή η απουσία της οδηγεί σε μείωση του πληθυσμού των επενδυματικών κυττάρων και κατά συνέπεια σε διαταραχή της κυκλοφορίας του εγκεφαλονωτιαίου υγρού. Διερευνώντας τη λειτουργία αυτής της τόσο σημαντικής πρωτεΐνης στον εγκέφαλο ποντικών, η έλλειψη της οποίας προκαλεί υδροκεφαλία, ανακαλύψαμε ότι αυτή δίνει το μήνυμα στα βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου να δημιουργήσουν τα επενδυματικά κύτταρα που ρυθμίζουν την ομαλή ροή του υγρού μεταξύ των κοιλοτήτων του. Ταυτόχρονα σε συνεργασία με την Ιατρική Σχολή στο Πανεπιστήμιο Yale των ΗΠΑ ταυτοποιήθηκε και ένας ασθενής με υδροκεφαλία ο οποίος έφερε αδρανοποιητικές μεταλλαγές στο γονίδιο GemC1. Επιπλέον, εντοπίσαμε μία ακόμη πρωτεΐνη, την McIdas, η οποία συνεργάζεται με την GemC1, διαδραματίζοντας επίσης ένα σημαντικό ρόλο στην παραπάνω διαδικασία», εξηγεί ο καθηγητής Ταραβήρας.

Μια πρωτοποριακή κυτταρική θεραπεία

Σε κάποιες μορφές υδροκεφαλίας τα επενδυματικά κύτταρα καταστρέφονται αφήνοντας πίσω τους ουλώδη ιστό. Σε αυτό τον ουλώδη ιστό και συγκεκριμένα στον επαναπρογραμματισμό των κυττάρων του σε λειτουργικά επενδυματικά κύτταρα, που αποκαθιστούν τη δομή του ιστού και την κυκλοφορία του εγκεφαλονωτιαίου υγρού, στοχεύει τώρα η έρευνα του Έλληνα επιστήμονα. Ο ίδιος και η ομάδα του σκέφτηκαν να δημιουργήσουν εκ νέου λειτουργικά κύτταρα μιμούμενοι τις φυσιολογικές διαδικασίες που οδηγούν στη δημιουργία επενδυματικών κυττάρων κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, με μακροπρόθεσμο στόχο να προτείνουν νέες κυτταρικές θεραπείες που θα στηρίζονται σε επαναπρογραμματισμό/αντικατάσταση των κυττάρων που έχουν υποστεί βλάβη, προκειμένου να επιτύχουν εν τέλει την επιδιόρθωση των κυττάρων των ασθενών με υδροκεφαλία.

Είναι η πρώτη φορά που προτείνεται επαναπρογραμματισμός των κυττάρων του ουλώδους ιστού σε λειτουργικά επενδυματικά κύτταρα και αυτό βασίζεται σε πολύχρονη έρευνα πάνω σε ζωικά μοντέλα ποντικών και στα μέχρι τώρα εργαστηριακά ευρήματα του εργαστηρίου του καθηγητή που αποσαφηνίζουν τα μοριακά συμβάντα που οδηγούν την παραγωγή αυτών των κυττάρων κατά τη φυσιολογική τους ανάπτυξη. «Ωστόσο είναι πολύ νωρίς να μιλάμε για θεραπείες στους ανθρώπους, αν και τα μέχρι τώρα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Επί του παρόντος τα πειράματά μας εκτελούνται σε κύτταρα και ζωικά μοντέλα που νοσούν. Βρισκόμαστε στη φάση σχεδιασμού του επόμενου βήματός μας, το οποίο θα μας οδηγήσει στη μετάφραση των ευρημάτων μας σε θεραπευτικές παρεμβάσεις για τον άνθρωπο. Καθώς οι προσεγγίσεις μεταφοράς γονιδίων πλησιάζουν στην κλινική πράξη, πιστεύουμε ότι τα ευρήματά μας μπορεί να παρέχουν μια θεραπευτική εναλλακτική λύση για τους ασθενείς με υδροκεφαλία στο άμεσο μέλλον», καταλήγει ο Έλληνας επιστήμονας.