Νέα τεχνολογία υπόσχεται διάγνωση του καρκίνου στα πολύ αρχικά στάδια ώστε να γίνει πρόληψη

Ο καρκίνος δεν εμφανίζεται ξαφνικά αλλά αναπτύσσεται σιωπηλά μέσα στο σώμα, για μήνες ή και χρόνια, πριν δώσει τα πρώτα σημάδια του. Συνήθως όταν εντοπιστεί, η νόσος έχει ήδη προχωρήσει. Σε μελέτη όμως που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Reviews Bioengineering περιγράφεται μία μέθοδος που επιτρέπει την παρακολούθηση των πρώτων σταδίων του καρκίνου, πριν ακόμη αρχίσει να εξαπλώνεται.

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side of News, μηχανικοί και βιολόγοι συνεργάστηκαν για να δημιουργήσουν εργαστηριακά μοντέλα που αναπαράγουν με ακρίβεια τη στιγμή που ένας υγιής ιστός μετατρέπεται σε καρκινικό. Πρόκειται για εργαλεία που χρησιμοποιούν ανθρώπινα κύτταρα –όχι ζωικά δείγματα– και επιτρέπουν στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν με πρωτοφανή λεπτομέρεια πώς ξεκινά η ασθένεια, ανοίγοντας τον δρόμο για έγκαιρη διάγνωση και εξατομικευμένες θεραπείες.

Η πρόκληση της έλλειψης πρώιμων δειγμάτων

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στη μελέτη του καρκίνου είναι η απουσία ιστών από τα πρώτα στάδια του όγκου. Τα πρώτα ανώμαλα κύτταρα είναι ελάχιστα και δύσκολο να εντοπιστούν. Οι νέες τεχνολογίες, ωστόσο, δίνουν πλέον τη δυνατότητα στους επιστήμονες να “παρακολουθήσουν” τη γέννηση ενός όγκου και να εντοπίσουν τους παράγοντες που τον ενεργοποιούν.

Με εργαλεία όπως η τρισδιάστατη βιοεκτύπωση (3D bioprinting), τα οργανοειδή και τα μικροσυστήματα τύπου “οργάνων σε τσιπ” (organ-on-chip), οι ερευνητές δημιουργούν μικρογραφίες ανθρώπινων ιστών που λειτουργούν σχεδόν όπως στο σώμα. Αυτά τα μικροσκοπικά “ζωντανά” μοντέλα επιτρέπουν την παρακολούθηση της διαδικασίας με την οποία τα φυσιολογικά κύτταρα μετατρέπονται σταδιακά σε κακοήθη, παρέχοντας μια μοναδική ευκαιρία να εντοπιστούν οι πρώτες αλλαγές.

Η ερευνήτρια Χέιλι Χελμς από το Oregon Health & Science University εργάζεται πάνω στη δημιουργία ιστών μέσω 3D βιοεκτύπωσης, που ξεκινούν ως απολύτως υγιείς και στη συνέχεια μετατρέπονται σκόπιμα σε προκαρκινικούς ή καρκινικούς. Έτσι μπορεί να παρατηρήσει πώς και γιατί η ίδια βλάβη εξελίσσεται διαφορετικά από άτομο σε άτομο. Ορισμένα μοντέλα περιλαμβάνουν κύτταρα του ανοσοποιητικού, ώστε να προσομοιώνεται με ακρίβεια η “μάχη” που δίνει το σώμα στην αρχή της νόσου.

Πώς η 3D βιοεκτύπωση αλλάζει την έρευνα του καρκίνου

Η πρόοδος αυτή προσφέρει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να τροποποιούν μεμονωμένους παράγοντες, όπως τα γονίδια, τη μηχανική πίεση ή τα χημικά σήματα των κυττάρων, για να κατανοήσουν ποια αλλαγή προκαλεί την εκτροπή από την υγιή πορεία. Με τη βοήθεια φωτός ή υπερήχων μπορούν ακόμη και να ενεργοποιούν συγκεκριμένα γονίδια σε ένα σημείο του ιστού και να παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο τη δημιουργία των πρώτων κακοήθων κυττάρων. Οι νέες αυτές μέθοδοι είναι επαναλήψιμες, γεγονός που επιτρέπει την επιβεβαίωση των ευρημάτων από διαφορετικά εργαστήρια.

Πέρα από την επιστημονική καινοτομία, οι τεχνικές αυτές συμβάλλουν στη μείωση της χρήσης ζώων στα πειράματα, καθώς τα μοντέλα βασίζονται αποκλειστικά σε ανθρώπινα κύτταρα. Στο Ινστιτούτο Knight Cancer του Όρεγκον, οι ερευνητές έχουν ήδη αξιοποιήσει την τεχνολογία 3D εκτύπωσης αιμοφόρων αγγείων, η οποία αποτέλεσε τη βάση για αυτές τις νέες εφαρμογές.

Το πιο ελπιδοφόρο είναι ότι αυτά τα “τεχνητά” συστήματα δεν περιορίζονται στην παρακολούθηση του καρκίνου αλλά βοηθούν στον εντοπισμό βιοδεικτών, δηλαδή μικροσκοπικών ενδείξεων ότι ένας όγκος αρχίζει να σχηματίζεται. Αν οι δείκτες αυτοί επιβεβαιωθούν, θα μπορούσαν να επιτρέψουν τη διάγνωση του καρκίνου πολύ πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι ερευνητές χρησιμοποιούν κύτταρα από βιοψίες ασθενών, δημιουργώντας ένα “προσωπικό” μοντέλο του οργανισμού τους. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε εξατομικευμένες θεραπείες, προσαρμοσμένες στον τρόπο που αντιδρά κάθε οργανισμός στην ασθένεια.

Η νέα φιλοσοφία της “αναχαίτισης” του καρκίνου

Η νέα αυτή προσέγγιση, γνωστή και ως “καρκινική αναχαίτιση” (cancer interception), στοχεύει στην πρόληψη και όχι απλώς στη θεραπεία. Όπως σημειώνει η Χελμς, οι περισσότερες έρευνες σήμερα επικεντρώνονται στα προχωρημένα στάδια της νόσου, ενώ ο απώτερος στόχος είναι να κατανοηθεί και να αντιμετωπιστεί ο καρκίνος από το πρώτο του κύτταρο.