Φανταστείτε να μπορούσαμε να ανασύρουμε για καθεμία από τουλάχιστον 50 διαφορετικές ανθρώπινες ασθένειες το κατάλληλο φάρμακο μέσα από μια βιοτεχνολογική πλατφόρμα- συλλογή μερικών δισεκατομμυρίων δραστικών βιομορίων, τα οποία παράγονται από απλά βακτήρια. Η αλήθεια είναι πως η ιδέα για αυτή την πλατφόρμα αποτελεί μια ελληνική έμπνευση και πρόκειται να αναπτυχθεί μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια. Μάλιστα, είναι τόσο πρωτοποριακή που κατάφερε να αποσπάσει τη μεγαλύτερη επιστημονική διάκριση στην Ευρώπη, το ‘Consolidator Grant’ από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (European Research Council, ERC), η οποία συνοδεύεται από μια χρηματοδότηση ύψους 1,972,000 €. Εμπνευστής της ιδέας είναι ο βιοτεχνολόγος Δρ.Γεώργιος Σκρέτας από το Ινστιτούτο Βιολογίας, Φαρμακευτικής Χημείας & Βιοτεχνολογίας του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών, ο οποίος επιλέχθηκε ανάμεσα σε 291 κορυφαίους επιστήμονες της Ευρώπης, ως αποδέκτης του ‘Consolidator Grant’ στην κατηγορία "Εφαρμοσμένες Επιστήμες Ζωής" (Applied Life Sciences) στις 29 του περασμένου Νοέμβρη. Πρόκειται για την πρώτη χρηματοδότηση από το ERC για την Ελλάδα στην συγκεκριμένη κατηγορία και μόλις τη δεύτερη στο πλαίσιο του ‘Consolidator Grant’ για τη χώρα μας στις Επιστήμες της Ζωής. Η χρηματοδότηση, που αποτελεί τμήμα του προγράμματος έρευνας και καινοτομίας «Ορίζοντας 2020», ανέρχεται συνολικά σε 573 εκατ. ευρώ για όλους τους βραβευθέντες και αποσκοπεί στην παραγωγή ερευνητικού έργου με μεγάλο αντίκτυπο.
Όταν οι πρωτεΐνες “τσαλακώνονται”…
Το καινοτόμο και πολλά υποσχόμενο πρότζεκτ του δρα Σκρέτα ονομάζεται ‘ProMiDis’ (A unified drug discovery platform for protein misfolding diseases) δηλ. μια ευρείας εφαρμογής πλατφόρμα ανακάλυψης φαρμάκων για ασθένειες προβληματικής πρωτεϊνικής αναδίπλωσης. Οι πρωτεΐνες ως δομικά σύνθετα βιομόρια συντίθενται σε ένα κυτταρικό οργανίδιο που ονομάζεται ριβόσωμα ως γραμμικές αλυσίδες αμινοξέων. Η πλειονότητά αυτών αναδιπλώνονται σε μια μοναδική τρισδιάστατη, βιολογικά ενεργή δομή και ακολουθούν ένα μονοπάτι αναδίπλωσης που τις οδηγεί στη μοναδική ενεργή στερεοδομή. Αν δεν αναδιπλωθούν σωστά μπορεί να σχηματίσουν αφενός επιφάνειες που προσφέρονται για μια μη φυσιολογική σύνδεση με άλλα βιομόρια, αφετέρου ιδιαίτερα τοξικά για τον οργανισμό συσσωματώματα τα οποία αποτελούν και ένα κοινό χαρακτηριστικό γνώρισμα πολλών ασθενειών.
Συγκεκριμένα, περισσότερες από 50 ανθρώπινες διαταραχές με διαφορετικές παθολογίες (όπως η νόσος Alzheimer, η νόσος Huntington, οι συστημικές αμυλοειδώσεις, ο διαβήτης τύπου 2, η κυστική ίνωση κ.α.), χαρακτηρίζονται από αυτό το κοινό μοριακό φαινόμενο και για αυτό αποκαλούνται «ασθένειες προβληματικής πρωτεϊνικής αναδίπλωσης» (“protein misfolding diseases”, PMDs). Παρόλο το τεράστιο κοινωνικο-οικονομικό τους αντίκτυπο, οι PMDs παραμένουν ως σήμερα, σχεδόν στο σύνολό τους, ανίατες. Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων εναντίον τους, είναι η ανακάλυψη μικρών μορίων με την ικανότητα επιδιόρθωσης του «τσαλακώματος» των πρωτεϊνών που σχετίζονται με αυτές. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες για την ανεύρεση δυνητικών φαρμάκων αυτού του τύπου, παρότι επιτρέπουν τη αξιολόγηση ενός περιορισμένου αριθμού ενώσεων, δεν μπορούν να εφαρμοστούν ευρέως για πολλές και διαφορετικές PMDs, ενώ είναι και τεχνικά επίπονες, χρονοβόρες και δαπανηρές.
Η έρευνα του Έλληνα επιστήμονα κινείται προς την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που θα επιταχύνουν την ανακάλυψη φαρμάκων κατά των παραπάνω ασθενειών. «Η ιδέα προέκυψε το 2008 λίγο πριν επιστρέψω από την Αμερική. Ήθελα να δημιουργήσω με βιοτεχνολογικό τρόπο ένα νέο «εργαλείο» ανακάλυψης δυνητικών φαρμάκων, το οποίο να είναι ευρέως εφαρμόσιμο για πολλές από αυτές τις ασθένειες, πολύ αποτελεσματικό, απλό στην εφαρμογή, γρήγορο και φθηνό. Εφαρμόζοντας αρχές συνθετικής βιολογίας και μοριακής εξέλιξης στο εργαστήριο, αναπτύσσουμε τροποποιημένα βακτήρια που θα λειτουργήσουν ως μια αυτόνομη και υψηλής απόδοσης πλατφόρμα ανακάλυψης ενώσεων- ‘οδηγών’ με εν δυνάμει θεραπευτικές ιδιότητες κατά των PMD», εξηγεί ο ερευνητής, ο οποίος δε σταματά εδώ. Στόχος του είναι να στήσει και μια καινοτόμο εταιρεία-τεχνοβλαστό με σκοπό αφενός την περαιτέρω προκλινική ανάπτυξη των βιοδραστικών μορίων που θα ανακαλυφθούν και αφετέρου την εμπορική αξιοποίησή τους. Η εταιρία, που στην παρούσα φάση βρίσκεται στη διαδικασία άντλησης κεφαλαίων σποράς (seed funding), θα φέρει την ονομασία ResQ Biotech, από τις λέξεις Rescue (=διάσωση) και Biotechnology (=βιοτεχνολογία) και αναμένεται να ξεκινήσει τη δραστηριότητά της μέσα στο πρώτο τρίμηνο του 2019.
Μια προϊστορία με μέλλον…
Η δημιουργία τροποποιημένων μικροβιακών οργανισμών που έχουν τη δυνατότητα να παράγουν χρήσιμα προϊόντα για τη βιομηχανία χημικών, τροφίμων και φαρμάκων, αποτελεί μια προϊστορία για το εργαστήριο Ενζυμικής και Συνθετικής Βιοτεχνολογίας, στο οποίο ηγείται ο Δρ. Γιώργος Σκρέτας. Η κατάληξη της πολυετούς έρευνας του ίδιου και της ερευνητικής του ομάδας σε αυτό το πεδίο αποδείχθηκε άκρως ανατρεπτική, καθώς αρχικά οδήγησε στην ανάπτυξη μεθόδων που θα μπορούσαν να αλλάξουν τα δεδομένα στην αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών νόσων. Μια απλή ιδέα πως ένα βακτήριο θα μπορούσε να μετατραπεί σε ένα είδος «κυτταρικού εργαστηρίου» ανακάλυψης ενώσεων με εν δυνάμει θεραπευτικές ιδιότητες κατά σοβαρών νόσων, όπως π.χ. οι Αλτσχάιμερ και Πάρκινσον, αποδείχτηκε άκρως εφαρμόσιμη. Οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν τη μοναδικότητα των γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων να επιτελούν ταυτόχρονα δυο διαφορετικές σύνθετες λειτουργίες: «Η τροποποίηση αφορά δύο επίπεδα, αφενός την παραγωγή βιοσυνθετικά ενός πολύ μεγάλου αριθμού διαφορετικών μορίων και αφετέρου την ανίχνευση των σπάνιων βιοδραστικών μορίων που μπορούν να αποτρέπουν τη δημιουργία νευροτοξικών πρωτεϊνικών συσσωματωμάτων. Τα ίδια τα βακτήρια που παράγουν τα υπό μελέτη μόρια έχουν ταυτόχρονα την ικανότητα να εντοπίζουν τα μόρια που προσδένονται στην «τσαλακωμένη» πρωτεΐνη-στόχο και να αποτρέπουν τη δημιουργία των νευροτοξικών συσσωματωμάτων αυτής. Εφαρμόζοντας τη συγκεκριμένη τεχνολογία, καταφέραμε να παραγάγουμε και να σαρώσουμε μια συνδυαστική βιβλιοθήκη εκατομμυρίων βιομορίων. Τα μόρια αυτά επιλέγονται ως βιοδραστικά από τα ίδια τα βακτήρια που τα παράγουν και αποτελούν τα εν δυνάμει φάρμακα», συμπληρώνει ο ίδιος .
ResQ όπως διάσωση…
Εκτός από την απλή, γρήγορη, φθηνή ευρεία εφαρμογή για (δυνητικά) οποιαδήποτε ασθένεια σχετίζεται με λανθασμένη αναδίπλωση πρωτεϊνών, το καινούργιο που υπόσχεται η νέα τεχνολογική πλατφόρμα που θα αναπτυχθεί στο πλαίσιο του ProMiDis και θα αξιοποιηθεί εμπορικά από τη ResQ Biotech, είναι το γεγονός πως θα επιτρέπει τη στόχευση της προβληματικής αναδίπλωσης όχι μόνο διαλυτών, αλλά και διαμεμβρανικών πρωτεϊνών, η οποία αποτελεί μια τεράστια πρόκληση. Επίσης, θα επιτρέψει τη διερεύνηση χημικών βιβλιοθηκών με τεράστια ποικιλότητα που εμπεριέχουν δισεκατομμύρια διαφορετικά μόρια. «Είναι χαρακτηριστικό πως μέχρι τώρα καμιά τεχνολογία δεν μπορεί να αξιολογεί άμεσα δισεκατομμύρια μοριακών ενώσεων ως δυνητικά φάρμακα. Στο εργαστήριό μας έχουμε ήδη μελετήσει περίπου 200 εκατομμύρια. Με την πλατφόρμα που προτείνουμε φιλοδοξούμε να φτάσουμε στα 5,6 δις. Όταν έχεις ένα σύστημα που σου επιτρέπει να μελετάς όσα περισσότερα μόρια μπορείς, τόσο αυξάνονται οι πιθανότητες να βρεις ένα ή περισσότερα με τις ιδιότητες που θες», λέει ο Δρ. Σκρέτας, ο οποίος με την έρευνά του αναμένεται να οδηγηθεί, σε πρώτη φάση, στην ανακάλυψη ενώσεων-‘οδηγών’ με εν δυνάμει θεραπευτικές ιδιότητες εναντίον τεσσάρων σημαντικών PMDs (νόσος Huntington, αμυλοείδωση ελαφριάς αλυσίδας ανοσοσφαιρίνης, αμυλοείδωση σχετιζόμενη με αιμοκάθαρση και χρωστική αμφιβληστροειδίτιδα).
Ελπίζοντας στο brain gain…
Ο διαπρεπής ερευνητής αποφοίτησε από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ και συνέχισε τις σπουδές του στη Βιοχημική Μηχανική στα Πανεπιστήμια Princeton και Texas at Austin των ΗΠΑ. Το 2010 έλαβε μια διεθνή υποτροφία επανένταξης Marie Curie από την Ε.Ε και επέστρεψε στην Ελλάδα και στο Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών, όπου παραμένει ως Κύριος Ερευνητής μέχρι σήμερα.
Παρά το «στρωμένο» ερευνητικό περιβάλλον στο εξωτερικό, εκείνος επέλεξε να επιστρέψει στην Ελλάδα, σε μια εποχή που είχε ήδη ξεκινήσει η κρίση και η χώρα άρχιζε να μην είναι ελκυστική πλέον για τους νέους επιστήμονες. Από μέρος του brain drain έγινε κομμάτι του brain return, του brain circulation. Και αυτό ήταν μια συνειδητή επιλογή για την οποία, μέχρι στιγμής, δεν έχει μετανιώσει. «Η αλήθεια είναι πως η προσγείωση στην ελληνική πραγματικότητα ήταν λίγο σοκαριστική. Δεν υπάρχει στην Ελλάδα ένας μηχανισμός υποδοχής/υποστήριξης των επιστημόνων που επιλέγουν να επιστρέψουν. Επιστρέφοντας εδώ τα δύο πρώτα χρόνια έγραφα αποκλειστικά ερευνητικές προτάσεις για χρηματοδότηση, χωρίς να υπάρχει ο τρόπος να ξεκινήσω την έρευνα που είχα οραματιστεί ευθύς εξαρχής. Στο τέλος κατάφερα να βρω τα απαραίτητα χρήματα. Όλο αυτό όμως δημιουργεί μεγάλες καθυστερήσεις και στο τέλος μπορεί κάποιος άλλος να προλάβει να υλοποιήσει αυτό που έχεις φανταστεί. Για να επιστρέψουν οι επιστήμονες θα πρέπει να υπάρξουν σωστές υποδομές, ένας μηχανισμός οικονομικής υποστήριξης της έρευνάς τους από τους φορείς που τους υποδέχονται στα πρώτα τους βήματα και, μέχρι να αντλήσουν χρηματοδότηση μέσω ερευνητικών προγραμμάτων (start-up fundng), ανταγωνιστικοί μισθοί, αντάξιοι των εξαιρετικά υψηλών προσόντων τους. Επιπλέον, χρειάζεται ένα εργασιακό περιβάλλον προώθησης του «επιστημονικού διαλογισμού», της έμπνευσης και της παραγωγής νέων ανατρεπτικών ιδεών, αντί ανάλωσης σε απολύτως άχρηστες γραφειοκρατικές διαδικασίες όπως συμβαίνει. Γενικά χρειάζεται μία επένδυση: εάν δε δώσεις, δεν θα πάρεις. Και από το τι θα δώσεις και πως, εξαρτάται το τι και πόσο θα πάρεις. Παρόλα αυτά, και για κάποιο περίεργο λόγο, προσωπικά πιστεύω ότι το καλύτερο επιστημονικό μου έργο το έχω παραγάγει όντας στην Ελλάδα και ελπίζω να υπάρξουν οι κατάλληλες συνθήκες για να συνεχίσω να το κάνω».
Ναυτεμπορική