Χαρτογραφώντας το καρκινικό γονιδίωμα
Σάββατο 7 Απρίλη 2007 - Κυριακή 8 Απρίλη 2007

«Αν θέλουμε να μάθουμε περισσότερα για τον καρκίνο, πρέπει να επικεντρώσουμε τώρα στο κυτταρικό γονιδίωμα», έλεγε πριν από 20 χρόνια ο νομπελίστας Ρενάτο Ντουλμπέκο, κάνοντας μια από τις πρώτες εκκλήσεις για την πραγματοποίηση του επιστημονικού άθλου που αργότερα ονομάστηκε Σχέδιο Ανθρώπινου Γονιδιώματος (ΣΑΓ), δηλαδή της χαρτογράφησης ολόκληρου του γενετικού κώδικα του ανθρώπου. Οι ανακαλύψεις που είχαν γίνει ήδη ως εκείνη την εποχή έδειχναν ότι η κακοήθης συμπεριφορά των καρκινικών κυττάρων πήγαζε από βλάβες στα γονίδιά τους και αλλαγές στην εσωτερική λειτουργία τους.

Ο Ντουλμπέκο και άλλοι επιστήμονες είχαν καταλάβει από τότε ότι η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, αν και μνημειώδες επίτευγμα, ήταν απλώς το πρώτο βήμα στην πλήρη κατανόηση της βιολογίας του καρκίνου. Θα έπρεπε να ακολουθήσει η ταξινόμηση του πλήθους των γονιδίων με βάση τη λειτουργία τους, εργασία που θα αποκάλυπτε στη συνέχεια το ρόλο τους στην ανάπτυξη του καρκίνου. Εδώ και μια πενταετία, το όνειρο του Ντουλμπέκο έγινε πραγματικότητα με την ολοκλήρωση του ΣΑΓ. Μόλις τρία χρόνια αργότερα, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ ξεκίνησαν την πιλοτική φάση του δεύτερου τμήματος του φιλόδοξου στόχου, δηλαδή τη δημιουργία ενός πλήρους καταλόγου των γονιδιακών αλλαγών που σχετίζονται με τον καρκίνο: τον Ατλαντα του Καρκινικού Γονιδιώματος (ΑΚΓ).

Το μέγεθος του νέου έργου που θα αναλάβουν βιολόγοι, χημικοί, μηχανικοί και επιστήμονες της βιοπληροφορικής είναι τεράστιο. Αν περιοριστεί στους 50 πιο συνηθισμένους τύπους καρκίνου, ο Ατλαντας του Καρκινικού Γονιδιώματος θα αποδειχτεί ισοδύναμος με 10.000 Σχέδια Ανθρώπινου Γονιδιώματος! Θα ήταν ασύλληπτο να αποτολμηθεί, αν δεν υπήρχαν οι τεχνολογικές εξελίξεις των τελευταίων ετών, που μειώνουν τη χαρτογράφηση κάθε νουκλεοτιδικής βάσης του DNA από τα 10 δολάρια, στο 1 σεντ και πετυχαίνουν ανάλογο περιορισμό του χρόνο που απαιτείται. Οπως και το ΣΑΓ, ο ΑΚΓ επιδιώκεται λόγω του μεγέθους του να είναι αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας και το προϊόν του έργου να είναι στη διάθεση όλων των επιστημόνων, όλων των χωρών του κόσμου.

Ο λόγος που ο ΑΚΓ είναι τόσο μεγαλύτερο έργο από το ΣΑΓ, είναι ότι οι καρκινικές μεταλλάξεις είναι διαφορετικές σε κάθε είδος καρκίνου και σα να μην έφτανε αυτό είναι διαφορετικές και από τον έναν άνθρωπο στον άλλο που πάσχει από το ίδιο είδος καρκίνου. Στην πιλοτική φάση του ΑΚΓ θα εξεταστούν 1.500 δείγματα καρκίνου από ασθενείς με τρία είδη καρκίνου: του πνεύμονα, των ωοθηκών και του εγκεφάλου (γλοιοβλάστωμα). Σε κάθε δείγμα θα χαρτογραφηθούν τα νουκλεοτίδια 2.000 ύποπτων για συμμετοχή στην καρκινογένεση γονιδίων.

Φυσικά, τα βουνά δεδομένων του ΑΚΓ ίσως δε θα άξιζαν τον κόπο να παραχθούν, αν δεν είχε βεβαιωθεί νωρίτερα ότι τέτοιου είδους πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν και σε συγκεκριμένες θεραπευτικές λύσεις για τους πάσχοντες. Πραγματικά, πολλές πρόσφατες ερευνητικές εργασίες δείχνουν ότι ο εντοπισμός συγκεκριμένων γενετικών μεταβολών στα καρκινικά κύτταρα μπορεί να αξιοποιηθεί για βελτίωση της διάγνωσης, θεραπείας και αποτροπής εμφάνισης της νόσου.

Μια ενδεικτική εργασία από άλλο αμερικανικό ερευνητικό ινστιτούτο έγινε αμέσως μετά τη λήξη του ΣΑΓ, το 2001. Στόχος της ήταν απλώς η βελτιστοποίηση των ρομποτικών μηχανισμών και των συστημάτων πληροφορικής που χρησιμοποιούνται στη χαρτογράφηση του γενετικού κώδικα. Επρόκειτο να χαρτογραφήσει 20 γονίδια σε 378 καρκινικά δείγματα, αλλά μόλις ένα χρόνο μετά είχε διαπιστωθεί ότι στο 70% των περιπτώσεων κακοήθους μελανώματος που εξετάστηκαν, το γονίδιο B-RAF ήταν μεταλλαγμένο. Σήμερα, πέντε χρόνια αργότερα, ετοιμάζονται ήδη να κυκλοφορήσουν φάρμακα που κατασκευάστηκαν με βάση τη γνώση αυτή.

Ο καρκίνος είναι αποτέλεσμα συσσωρευόμενων βλαβών στον γενετικό κώδικα, που διακόπτουν τις κανονικές βιολογικές λειτουργίες του κυττάρου, έτσι που τελικά το κύτταρο να οδηγηθεί σε ανεξέλεγκτη αναπαραγωγή ή ανάπτυξη και ταυτόχρονα να αποκτήσει την ικανότητα να προσβάλλει γειτονικούς ιστούς και να κάνει μετάσταση σε άλλα σημεία του οργανισμού. Μερικές μεταλλάξεις αδρανοποιούν γονίδια που κανονικά προστατεύουν από την ανώμαλη κυτταρική συμπεριφορά, ενώ άλλες αυξάνουν τη δραστηριότητα των γονιδίων που προκαλούν αυτή την ανώμαλη συμπεριφορά. Η συσσώρευση των γενετικών μεταβολών μέχρι τη στιγμή που τα κύτταρα να μετατραπούν σε καρκινικά, μπορεί να απαιτήσει αρκετά χρόνια.

Το Σχέδιο Ανθρώπινου Γονιδιώματος ολοκληρώθηκε πολύ νωρίτερα απ' ό,τι προβλεπόταν όταν άρχιζε. Κανείς δεν ξέρει πότε θα ολοκληρωθεί το πολύ μεγαλύτερο έργο του Ατλαντα του Καρκινικού Γονιδιώματος, που άλλωστε ακόμα δεν έχει αποκτήσει την ερευνητική βάση που είχε ο προκάτοχός του.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

ΠΑΡΟΜΟΙΑ ΘΕΜΑΤΑ
Ποιος και γιατί χρειάζεται συνθετικό ανθρώπινο DNA; (2016-05-22 00:00:00.0)
Ιοί εναντίον όγκων (2003-11-23 00:00:00.0)
Μια αμφιλεγόμενη βιογενετική έρευνα (2001-04-08 00:00:00.0)
Η Πανδώρα και τα γονίδια... (2001-02-14 00:00:00.0)
Ταυτόχρονα οι επιστημονικές δημοσιεύσεις του «χάρτη της ζωής»... (2001-02-13 00:00:00.0)
Aνακοινώνεται η ολοκλήρωση «χαρτογράφησης» του γονιδιώματος (2000-06-25 00:00:00.0)