Το ΙΤΕ πρωτοπορεί για μια ακόμα φορά και ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας κατακτούν ξανά την κορυφή με μια σημαντική ανακάλυψη, η οποία οδήγησε σε μια ακόμα εξαιρετικά σπουδαία βράβευση. Αυτή που έλαβε χθες ο δρ. Νεκτάριος Ταβερναράκης, διευθυντής του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ και καθηγητής της Ιατρικής Σχολής Πανεπιστήμιου Κρήτης, μαζί με τους συνεργάτες του, οι οποίοι τιμήθηκαν από την Ακαδημία Αθηνών με το Βραβείο Θεόδωρου Αρεταίου, για τη δημοσίευση πρωτότυπης επιστημονικής εργασίας στον κλάδο των Ιατροβιολογικών Επιστημών.
Η ανακάλυψη αφορά στην ενεργοποίηση ενός κεντρικού μηχανισμού προστασίας που αναπτύσσουν τα κύτταρα σε συνθήκες ακραίου στρες, και ο οποίος μπορεί να λειτουργήσει ανασχετικά στην εκδήλωση ασθενειών. Η έρευνα έγινε από τους επιστήμονες του Ινστιτούτου δρ. Νίκο Κούρτη και δρ. Βασιλική Νικολετοπούλου, με επικεφαλής το δρ. Νεκτάριο Ταβερναράκη.
Κυτταρική νέκρωση
Οι ερευνητές, αναζητώντας προστατευτικούς μηχανισμούς ενάντια στην κυτταρική νέκρωση, μια μορφή κυτταρικού θανάτου, αποκάλυψαν ένα προστατευτικό μηχανισμό, ο οποίος είναι εξαιρετικά αποτελεσματικός ενάντια στην καταστροφή νευρικών κυττάρων που προκαλείται από θερμοπληξία, εγκεφαλικά επεισόδια, νευροεκφυλιστικές ασθένειες και άλλους γενετικούς ή περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Ενδεικτικό για τη σημασία της ανακάλυψης είναι ότι τα αποτελέσματα της σχετικής έρευνας δημοσιευτήκαν στο "Nature", ένα από τα πιο έγκυρα διεθνή επιστημονικά περιοδικά.
Ο μηχανισμός
Τα κύτταρα διαθέτουν μηχανισμούς για να ανταπεξέρχονται σε συνθήκες ακραίου στρες, οι οποίοι βρίσκονται σε αδράνεια. Ενεργοποιούνται όταν κληθούν να αντιμετωπίσουν μια κατάσταση έντονης πίεσης, με τις πρωτεΐνες σε ρόλο "ασπίδας", ώστε να προστατέψουν από κάτι χειρότερο. Η ανακάλυψη έγκειται στην ενεργοποίηση του μηχανισμού αυτού, ώστε να δρα με τρόπο προληπτικό, ανοίγοντας παράλληλα το δρόμο για την ανάπτυξη φαρμάκων, τα οποία θα μπορούσαν να σώσουν ζωές σε ευπαθείς ομάδες του πληθυσμού για να αντιμετωπίσουν σοβαρές παθολογικές καταστάσεις, όπως ισχαιμικά εγκεφαλικά επεισόδια και κληρονομικές νευροεκφυλιστικές νόσους. Άλλωστε, υπάρχει ήδη προηγούμενο στο ΙΤΕ, αφού οι ερευνητές του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας έχουν δείξει ότι τέτοιες στρατηγικές είναι όντως αποτελεσματικές σε πειραματικά μοντέλα ανθρώπινων ασθενειών.
Ο μηχανισμός αυτός μπορεί να δράσει προστατευτικά ενάντια στην καταστροφή νευρικών κυττάρων, που προκαλείται από θερμοπληξία, εγκεφαλικά επεισόδια, νευροεκφυλιστικές ασθένειες και άλλους παράγοντες στρες. Ειδικά για τη θερμοπληξία, η ανακάλυψη έχει μεγάλη σημασία καθώς μπορεί να αποτελέσει έναν εφιάλτη με δεδομένη την κλιματική αλλαγή, η οποία έχει αυξήσει τα κύματα καύσωνα και βέβαια τους θανάτους που προκαλούνται από τις ακραίες θερμοκρασίες σε ολόκληρο τον πλανήτη. Αρκεί να δούμε τη στατιστική για τα θύματα φέτος στις Ηνωμένες Πολιτείες, ή να θυμηθούμε την τραγωδία του καλοκαιριού του 2003, ένα από τα πιο ζεστά στην ιστορία, όταν περισσότερα από 70.000 άτομα, κυρίως ηλικιωμένοι, έχασαν τη ζωή τους από θερμοπληξία. Περιστατικά που καταγράφηκαν κυρίως στη Γαλλία αλλά και τη χώρα μας.
Η θερμοπληξία
Κατά τη θερμοπληξία, η θερμοκρασία του σώματος ξεπερνά τους 40oC, ακολουθεί κατάρρευση της λειτουργίας των οργάνων του σώματος και τελικά επέρχεται ο θάνατος. Το νευρικό σύστημα είναι ιδιαίτερα ευάλωτο στις υψηλές θερμοκρασίες και άτομα που επιβιώνουν από επεισόδια θερμοπληξίας συνήθως φέρουν μόνιμες νευρολογικές βλάβες.
Παρόλο που οι παθολογικές καταστάσεις που προκαλούνται από υπερθερμία σύντομα αναμένεται να αποτελέσουν μια από τις κύριες αιτίες θνησιμότητας, οι κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί που ευθύνονται για την κυτταροτοξικότητα της έκθεσης σε υψηλή θερμοκρασία δεν είναι ακόμα κατανοητοί.
Η έρευνα
Οι ερευνητές του ΙΜΒΒ δρ. Νίκος Κούρτης και δρ. Βασιλική Νικολετοπούλου, με επικεφαλής το δρ. Νεκτάριο Ταβερναράκη, δημιούργησαν και μελέτησαν πειραματικά μοντέλα θερμοπληξίας στο νηματώδη C. elegans. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των ερευνητών, έκθεση του νηματώδους σε ακραίες θερμοκρασίες συνθηκών θερμοπληξίας προκαλεί νεκρωτικό κυτταρικό θάνατο, όπως ακριβώς και στον άνθρωπο.
Οι ερευνητές, αναζητώντας στη συνέχεια προστατευτικούς μηχανισμούς ενάντια στη νέκρωση, αποκάλυψαν ότι η ενεργοποίηση ενός κεντρικού κυτταρικού μηχανισμού απόκρισης σε στρες έχει ισχυρά προστατευτικό ρόλο. Ο μηχανισμός αυτός, γνωστός ως μονοπάτι απόκρισης σε θερμικό στρες, βρέθηκε ότι συμβάλλει καθοριστικά στην προστασία ενός κυτταρικού οργανιδίου (της συσκευής Golgi), το οποίο έχει καίριο ρόλο στη ρύθμιση της ομοιόστασης ασβεστίου του κυττάρου.
Η σημασία της ανακάλυψης
Είναι η πρώτη φορά που εμπλέκεται το οργανίδιο και ο μηχανισμός αυτός στην κυτταρική νέκρωση. Είναι σημαντικό ότι ο προστατευτικός αυτός μηχανισμός, όπως απέδειξαν οι ερευνητές του ΙΜΒΒ, είναι εξελικτικά συντηρημένος καθώς προστατεύει ισχυρά και νευρώνες θηλαστικών από νεκρωτικό θάνατο μετά από έκθεση σε ακραίες θερμοκρασίες. Επιπλέον, πρόκειται για γενικό προστατευτικό μηχανισμό, ο οποίος είναι εξαιρετικά αποτελεσματικός κατά της νέκρωσης σε μοντέλα ανθρώπινων ασθενειών, όπως η νόσος Πάρκινσον και ο νευροεκφυλισμός που προκαλείται σε παθολογικές καταστάσεις, όπως εγκεφαλικά επεισόδια ή υποξία.
Τα αποτελέσματα της έρευνας, που δημοσιεύεται στο "Nature", εκτός από την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών επιβίωσης κάτω από στρες, αποκαλύπτουν ένα νέο, ισχυρά προστατευτικό ρόλο ενός ενδογενούς μοριακού μονοπατιού ενάντια στη νέκρωση. Υπό κανονικές συνθήκες, ο μηχανισμός αυτός βρίσκεται σε λανθάνουσα κατάσταση, σε καταστολή και ενεργοποιείται από στρες. Η καθολικότητα και η αποτελεσματικότητά του τον ανάγουν σε σημαντικό στόχο στην προσπάθεια ανάπτυξης στρατηγικών αντιμετώπισης σοβαρών παθολογικών καταστάσεων εκτός από τη θερμοπληξία. Για παράδειγμα, στοχευμένες φαρμακευτικές παρεμβάσεις ενεργοποίησης του μηχανισμού αναμένεται να έχουν προστατευτική δράση σε περιπτώσεις ισχαιμικών εγκεφαλικών επεισοδίων και κληρονομικών νευροεκφυλιστικών ασθενειών με ελάχιστες παρενέργειες.
του Σταύρου Μουντουφάρη
