Γιώργος Δημητριάδης, ο πρωτοπόρος της τεχνολογίας mRNA

Το ποια θα ήταν η πορεία της πανδημίας χωρίς την ύπαρξη των mRNA εμβολίων είναι πάρα πολύ δύσκολο να εκτιμηθεί. Δεν χωρεί ωστόσο αμφιβολία ότι η τεχνολογία του mRNA όχι μόνο έκανε τη διαφορά, αλλά έχει δώσει και μεγάλες υποσχέσεις για το μέλλον. Βεβαίως, καμία τεχνολογία δεν αναπτύσσεται εν κενώ και το ίδιο ισχύει και για την τεχνολογία mRNA, οι βάσεις για την οποία άρχισαν να τίθενται πριν από μισό αιώνα. Περιττό να πούμε ότι στο διάστημα αυτό έγιναν κομβικής σημασίας ανακαλύψεις από μια πληθώρα ανθρώπων.

Οπως επισημαίνεται και σε πρόσφατο δημοσίευμα της επιθεώρησης «Nature» σχετικά με το θέμα αυτό, μια από τις πρώτες τέτοιες ανακαλύψεις έγινε το 1978 στο Εθνικό Ινστιτούτο Ιατρικής Ερευνας (National Institute for Medical Research, NIMR) του Λονδίνου από τον έλληνα ερευνητή δρα Γιώργο Δημητριάδη. Ο κ. Δημητριάδης, ο οποίος είχε εργαστεί στο NIMR και στο Ινστιτούτο Παστέρ του Παρισιού για τη διδακτορική διατριβή του, είχε επιστρέψει στην Αγγλία για να συνεχίσει το ερευνητικό έργο του με μια μεγάλης διάρκειας υποτροφία του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Μοριακής Βιολογίας (EMBO). Αναζητήσαμε τον κ. Δημητριάδη, ο οποίος έχει πια αφυπηρετήσει (ολοκλήρωσε την επαγγελματική διαδρομή του ως καθηγητής στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Πάτρας) προκειμένου να μάθουμε περισσότερα, τόσο για τον ίδιο όσο και τις έρευνες εκείνης της εποχής.

Θεμελιώδη ερωτήματα

Στα τέλη της δεκαετίας του ’70, η μοριακή βιολογία ήταν ένα νέο και ιδιαίτερα θελκτικό πεδίο καθώς υποσχόταν να αποκαλύψει τα μυστικά της ζωής. Από τα πλέον θεμελιώδη ερωτήματα της περιόδου εκείνης ήταν η διαφοροποίηση των κυττάρων. Απλουστευτικά, το ερώτημα μπορεί να τεθεί ως εξής: πώς από ένα γονιμοποιημένο ωάριο προκύπτουν όλα τα είδη κυττάρων του οργανισμού τα οποία είναι τόσο διαφορετικά μεταξύ τους; Καθώς όλα τα κύτταρα του οργανισμού διαθέτουν το ίδιο DNA, τις ίδιες δηλαδή γενετικές οδηγίες, ήταν μοιραίο οι επιστήμονες να εστιάσουν στο mRNA. Πρόκειται για το μόριο το οποίο μεταφέρει την κωδικευμένη στο DNA πληροφορία προκειμένου αυτή να αξιοποιηθεί για τη σύνθεση πρωτεϊνών, μια διαδικασία η οποία στη γλώσσα των βιολόγων ονομάζεται «μετάφραση».

«Στο NIMR ασχολήθηκα με το πρόβλημα της διαφοροποίησης των κυττάρων. Συγκεκριμένα, το βασικό μου επιστημονικό ερώτημα ήταν αν το σύστημα μετάφρασης του mRNA είναι εξειδικευμένο ανάλογα με τον κυτταρικό τύπο» μας είπε ο κ. Δημητριάδης και προσέθεσε ότι «πολλά ενδιαφέροντα ερωτήματα στην αναπτυξιακή βιολογία μπορούν να μελετηθούν με τον συνδυασμό mRNA από ένα είδος κυττάρου και το σύστημα μετάφρασης ενός άλλου κυτταρικού τύπου. Τέτοια πειράματα μπορούν να προσδιορίσουν την ταυτότητα ενός mRNA και μπορούν να δώσουν πληροφορίες σχετικά με τα είδη και τις κυτταρικές ιδιότητες των συστημάτων μετάφρασης».

Λιποσώματα!

Αξίζει να σημειωθεί ότι πρώτη επιτυχημένη προσέγγιση σε αυτό το πρόβλημα ήταν αυτή των Lane & Gurdon, οι οποίοι χορήγησαν mRNA ανθρώπινης σφαιρίνης σε ωοκύτταρα βατράχου και διαπίστωσαν ότι αυτό μπορούσε να μεταφραστεί! (Στη συνέχεια, ο Gurdon για την εργασία αυτή πήρε το βραβείο Nobel.) Συνεργαζόμενος με τον Lane, ο δρ Δημητριάδης γρήγορα διαπίστωσε ότι η ένεση mRNA στα ωοκύτταρα βατράχου δεν ήταν η ενδεδειγμένη διαδικασία για να πάρει τις απαντήσεις που χρειαζόταν. Ευτυχώς, διάβασε ένα άρθρο σχετικά με τα λιποσώματα, κυστίδια των οποίων το λιπιδικό περίβλημα μπορεί να συντήκεται με τη μεμβράνη των κυττάρων (χάρη στην ομοιότητά τους) και έτσι να εκχέουν το υδατοδιαλυτό περιεχόμενό τους στο εσωτερικό του κυττάρου. «Εκείνη την εποχή, υπέπεσε στην αντίληψη μου μια εργασία του κ. Papahatjopoulou, D. από τις ΗΠΑ, που τη διάβασα κυρίως λόγω του ελληνικού ονόματος. Η εργασία αφορούσε τον σχηματισμό μεγάλων μονόστιβων λιποσωμάτων. Αμέσως μου ήρθε η ιδέα να χρησιμοποιήσω τα λιποσώματα ως φορείς για τη μεταφορά mRNA σε διαφοροποιημένα κύτταρα» θυμάται ο κ. Δημητριάδης.

Μια επιτυχία με μέλλον

Του πήρε χρόνο για να «δαμάσει» την τεχνική παραγωγής λιποσωμάτων με την οποία δεν είχε ασχοληθεί ξανά, αλλά όπως αποδεικνύει το άρθρο του, το οποίο δημοσιεύτηκε στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «Νature» στις 31 Αυγούστου 1978 (Dimitriadis, G.J. Translation of rabbit globin mRNA introduced by liposomes into mouse lymphocytes. Nature. 1978, 274:923-924.) ο νεαρός έλληνας ερευνητής πέτυχε τους στόχους του. Εργαζόμενος με το mRNA που κωδικοποιεί για τη σύνθεση της σφαιρίνης αφενός μπόρεσε να το ενσωματώσει στα λιποσώματα, αφετέρου να καταδείξει ότι όταν αυτό περνούσε στα κύτταρα παρέμενε βιολογικά ενεργό. Ειδικότερα ο κ. Δημητριάδης κατέδειξε ότι το mRNA της σφαιρίνης κουνελιού μπορεί να μεταφρασθεί από λεμφοκύτταρα σπλήνας ποντικού (τα οποία είναι τελείως διαφορετικά από αυτά του κουνελιού).

Κατ’ αντιστοιχία, τα mRNA εμβόλια κατά του SARS-CoV-2 περιέχουν συνθετικό mRNA της πρωτεΐνης-ακίδας του ιού, το οποίο χρησιμοποιείται από τα δικά μας κύτταρα για να παραχθεί εντός μας η πρωτεΐνη αυτή και να λειτουργήσει ως «κόκκινο πανί» για το ανοσοποιητικό σύστημά μας.

Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι ο κ. Δημητριάδης είχε αναγνωρίσει από τότε τη δυναμική της τεχνολογίας mRNA. Στο άρθρο του σημειώνει ότι «η μικροέγχυση πληροφοριακών μακρομορίων σε ευκαρυωτικά κύτταρα μέσω λιποσωμάτων μπορεί να αποδειχθεί πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη της βιοσύνθεσης ή της διάσπασής τους. Εισαγωγή mRNAs σε κύτταρα και η μεταγενέστερη μετάφρασή τους (ή όχι) μπορεί να δώσει απαντήσεις σε προβλήματα κυτταρικής διαφοροποίησης», ενώ σε άρθρο την επόμενη χρονιά γράφει: «Λιποσώματα που περιέχουν DNA ή RNA μπορεί να χρησιμοποιηθούν ενάντια στα καρκινικά κύτταρα, ιδιαίτερα εάν τα λιποσώματα φέρουν στη μεμβράνη τους αναγνωριστικά μόρια έτσι ώστε να προκληθεί επιλεκτική πρόσληψη λιποσωμάτων από κύτταρα όγκου».

Βασική έρευνα

Για τις εργασίες εκείνης της περιόδου ο κ. Δημητριάδης τιμήθηκε με το πρώτο βραβείο της Βρετανικής Βιοχημικής Εταιρείας. Και παρά το γεγονός ότι φλέρταρε με την ιδέα να παραμείνει στο εξωτερικό, όταν η παρατεταμένη αναβολή του από το στρατό έληξε, γύρισε στην Ελλάδα. «Δεν το μετάνιωσα, αν και αντιμετώπισα πολλές επαγγελματικές δυσκολίες» μας εκμυστηρεύτηκε, προσθέτοντας ότι δεν κατέστη δυνατόν να συνεχίσει την έρευνά του με τα λιποσώματα «λόγω έλλειψης της κατάλληλης υποδομής, αλλά και χρηματοδότησης».

Κλείνοντας τη συζήτησή μας ο κ. Δημητριάδης θέλησε αφενός να τονίσει τη σημασία της βασικής έρευνας, αφετέρου να θυμίσει το βασικό πλεονέκτημα της χώρας που είναι το ανθρώπινο επιστημονικό δυναμικό. «Είναι χαρακτηριστικό ότι ερωτήματα βασικής έρευνας, όπως το αρχικό μου, οδηγούν εν τέλει σε εφαρμοσμένη έρευνα και εφαρμογές με αντίκτυπο στην υγεία και στην κοινωνία. Για αυτό είναι μεγάλο λάθος να απαξιώνεται σήμερα η βασική έρευνα και να μη χρηματοδοτείται» είπε χαρακτηριστικά και προσέθεσε: «Μπορώ να πω χωρίς δισταγμό ότι η Ελλάδα είναι ένα  φυτώριο επιστημόνων. Τα ελληνικά πανεπιστήμια παρ’ όλα τα οικονομικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν καθώς οι δημόσιες δαπάνες για αυτά είναι ανύπαρκτες εδώ και πολλά χρόνια, μορφώνουν και διαμορφώνουν πραγματικούς επιστήμονες, οι οποίοι είναι περιζήτητοι από τα πανεπιστήμια του εξωτερικού για μεταπτυχιακές σπουδές και εργασία».

Έντυπη έκδοση Το Βήμα