Κρύβει το DNA μας απαντήσεις στα μυστήρια της νόσου Covid-19;

Γιατί κάποιοι νοσούν βαρύτερα κι άλλοι καθόλου; Γιατί κάποιοι υγιέστατοι νέοι χάνουν τη ζωή τους από επιπλοκές της νόσου, ενώ κάποιοι ηλικιωμένοι με υποκείμενα νοσήματα δεν έχουν καν συμπτώματα; Έχει μεταλλαχθεί ο ιός; Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και οι κορυφαίοι Έλληνες επιστήμονες που συμμετέχουν στην «Εμβληματική Δράση» καλούνται να δώσουν απαντήσεις.
Χρόνος ανάγνωσης: 
17
'
Τρισδιάστατη απεικόνιση της δομής του νέου κορονοϊού. [Wikimedia Commons]

Η περίπτωση του Γιάννη Κατιρτζή, του νεότερου θύματος της νόσου Covid-19 στην Ελλάδα, προβληματίζει έντονα την επιστημονική κοινότητα. Ο 35χρονος ήταν απολύτως υγιής (σύμφωνα με μέλη του στενού περιβάλλοντός του, ουδέποτε είχε διαγνωστεί με κάποιο υποκείμενο νόσημα), δεν κάπνιζε, δεν έπινε αλκοόλ και γυμναζόταν τακτικά. Μέχρι την ημέρα που εισήχθη στο νοσοκομείο εργαζόταν κανονικά – και μάλιστα χειρωνακτικά ως ξυλουργός.

Αυτές τις μέρες που υπάρχει ανάγκη για ξεκάθαρη ενημέρωση κι ανάλυση, το inside story προσφέρει όλα τα άρθρα γύρω από τον Covid-19 ελεύθερα σε όλους τους αναγνώστες.

#ΜένουμεΑσφαλείς: Ανακαλύψτε πάνω από 2.500 ρεπορτάζ και ιστορίες του inside story. Γραφτείτε για έναν μήνα δωρεάν EΔΩ

Κι όμως, παρά τη σχετικά καλή κλινική του εικόνα, η κατάσταση της υγείας του επιδεινώθηκε μέσα σε λίγες ώρες. Ορισμένοι βιάστηκαν να πουν ότι πρόκειται για την εξαίρεση που επιβεβαιώνει τον κανόνα – εφόσον δεχθούμε ότι ο κανόνας είναι ότι νοσούν βαρύτερα οι ηλικιωμένοι και όσοι πάσχουν από άλλα νοσήματα. Αρκετοί επιστήμονες όμως δεν αρκούνται στην ερμηνεία της «εξαίρεσης» και αναζητούν στα γονίδια τα αίτια αφενός της απρόβλεπτης «συμπεριφοράς» του ιού, και αφετέρου της ακραίας «συμπεριφοράς» του οργανισμού που μολύνεται.

Μεταξύ αυτών βρίσκεται και η «ελίτ» των Ελλήνων ακαδημαϊκών, επιστημόνων και ερευνητών από πολλούς συναφείς κλάδους, οι οποίοι πρόσφατα συστρατεύτηκαν υπό την ομπρέλα της «Εμβληματικής Δράσης για την Επιδημιολογική μελέτη του SARS-CoV-2 στην Ελλάδα μέσω εκτεταμένων εξετάσεων ανίχνευσης του ιού και αντισωμάτων, αλληλούχισης ιικών γονιδιωμάτων και γενετικής ανάλυσης ασθενών».

Οι φορείς και οι στόχοι της «Εμβληματικής δράσης»

Οι τρεις βασικοί ερευνητικοί πυλώνες του εγχώριου εγχειρήματος είναι το Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών, που διαθέτει το μοναδικό στην Ελλάδα κέντρο γονιδιωματικής, η Ιατρική Σχολή του ΕΚΠΑ με τα Εργαστήρια i) Ιστολογίας-Εμβρυολογίας ii) Υγιεινής, Επιδημιολογίας και Ιατρικής Στατιστικής και iii) Μικροβιολογίας, καθώς επίσης και το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών (ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ) του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης στη Θεσσαλονίκη, όλα τους με εκτεταμένη εμπειρία στις γονιδιωματικές αναλύσεις αλλά και τη μοριακή διαγνωστική και άριστα καταρτισμένο ανθρώπινο δυναμικό.

Στη μελέτη θα συμβάλλουν επικουρικά και άλλα ερευνητικά κέντρα και Πανεπιστήμια. Μεταξύ αυτών, το Ελληνικό Ινστιτούτο Παστέρ, το Τμήμα Ιατρικής του ΑΠΘ, το Τμήμα Ιατρικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμιγκ», το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» και το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων.

Όπως μαθαίνουμε, μετά τις σχετικές ανακοινώσεις του πρωθυπουργού Κυριάκου Μητσοτάκη, εγκρίθηκε ο απαιτούμενος προϋπολογισμός και τα τεχνικά δελτία (τα επίσημα δηλαδή έγγραφα βάσει των οποίων θα διεξαχθούν οι έρευνες). Την εποπτεία της «Εμβληματικής Δράσης» έχει η Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και οι απαιτούμενοι πόροι θα αντληθούν από το Πρόγραμμα Δημοσίων Επενδύσεων.

Οι βασικοί άξονες του project είναι οι εξής:

  1. Η διενέργεια μοριακών διαγνωστικών ελέγχων (RT-PCR) οι οποίοι θα ενισχύσουν την προσπάθεια των κέντρων αναφοράς.
  2. Η ανάπτυξη ανοσολογικών μεθόδων για την ανίχνευση τόσο αντιγόνων του ιού όσο και προστατευτικών αντισωμάτων έναντι του ιού.
  3. Η πλήρης αλληλούχιση του γονιδιώματος του ιού, αλλά και η γενετική ανάλυση των φορέων του ιού με προηγμένες μεθοδολογίες ανάλυσης του DNA.
Μοριακά και ανοσολογικά τεστ με ελληνική σφραγίδα

«Οι ερευνητικές ομάδες της σύμπραξης για την υλοποίηση του έργου είναι πανέτοιμες να ξεκινήσουν και το μόνο που απομένει είναι να ξεκινήσει η αποστολή των υπό εξέταση δειγμάτων από τα κέντρα αναφοράς υπό την εποπτεία του ΕΟΔΥ», λέει στο inside story ο Δημήτριος Θάνος, ακαδημαϊκός και Πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου του Ιδρύματος Ιατροβιολογικών Ερευνών, εκτιμώντας ότι λόγω της δυνατότητας των εμπλεκόμενων εργαστηρίων θα αναλυθούν 10.000 δείγματα στους επόμενους δύο μήνες. Μας αποκαλύπτει μάλιστα ότι οι εμπλεκόμενοι φορείς δεν πρόκειται να αγοράσουν έτοιμα διαγνωστικά kit από το εμπόριο, για τα οποία ούτως ή άλλως παρατηρείται παγκόσμια έλλειψη.

«Αναπτύσσουμε μία in-house μοριακή μέθοδο με πρωτογενή υλικά που θα φανεί χρήσιμη στην περίπτωση που εξαντληθούν τα εμπορικά διαθέσιμα κιτ» μας λέει ο Βασίλειος Γοργούλης, καθηγητής και Διευθυντής στο Εργαστήριο Ιστολογίας-Εμβρυολογίας της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ. «Παρότι όλοι απευχόμαστε το ενδεχόμενο αυτό, είναι πιθανό να συμβεί σε ένα μελλοντικό πανδημικό κύμα στη χώρα μας και θα πρέπει να είμαστε προετοιμασμένοι». Όπως τονίζει ο κ. Γοργούλης, η ανάπτυξη έχει ήδη ξεκινήσει με ίδιους πόρους των εμπλεκόμενων Πανεπιστημίων και ιδρυμάτων, προτού καν ανακοινωθεί η κρατική χρηματοδότηση.

Οι τρεις πυλώνες της ερευνητικής δράσης (Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ, ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ, ΙΙΒΕΑΑ) εργάζονται ήδη πυρετωδώς για τη «δοκιμή δακτυλίου» αυτών των μεθόδων και σύμφωνα με τις πληροφορίες μας, βρίσκονται ήδη στην τελική φάση αφού έχει διαπιστωθεί ότι η ευαισθησία και η ειδικότητά τους είναι ήδη υψηλή. Το ίδιο μάλιστα αναμένεται να συμβεί και με τα ανοσολογικά τεστ που θα αναπτυχθούν προσεχώς από κοινού στα εργαστήρια των τριών προαναφερθέντων φορέων. Σύμφωνα με τον κ. Γοργούλη, τα ανοσολογικά τεστ αναμένεται να είναι έτοιμα, αφού έχουν περάσει τους απαιτούμενους ποιοτικούς ελέγχους, τον προσεχή Σεπτέμβριο. Ο λόγος που δίδεται τόση προσοχή στις δοκιμασίες αυτές είναι η επικινδυνότητα που ενέχει η ανακοίνωση ενός ψευδώς αρνητικού ή ψευδώς θετικού αποτελέσματος.

Οικουμενική πρωτοβουλία για την αποκρυπτογράφηση των γενετικών μυστικών του ιού

H παγκόσμια επιστημονική κοινότητα επιδίδεται σε έναν πρωτοφανή κοινό αγώνα για την κατανόηση και αντιμετώπιση του νέου κορονοϊού. Σε αυτό το πλαίσιο εντάσσεται και η υπερεθνική πρωτοβουλία «Hosts Genetic Initiative» στην οποία ήδη έχουν ενταχθεί 145 μελέτες κυρίως τοπικής ή εθνικής εμβέλειας, και οι συμμετοχές ερευνητικών ομάδων υπερβαίνουν τις 400. Βασικός στόχος της είναι η συγκέντρωση, ανάλυση και κοινή χρήση δεδομένων που θα προσδιορίσουν τους γενετικούς παράγοντες που σχετίζονται με τη νόσο, και πληθώρα άλλων δεικτών που θα συμβάλλουν στην αντιμετώπιση του SARS-CoV-2.

Οι βασικοί στόχοι της πρωτοβουλίας είναι:

  • Η παροχή του πλαισίου για την ανταλλαγή εργαλείων και τεχνογνωσίας (π.χ. πρωτόκολλα, ερωτηματολόγια) για τη διευκόλυνση της έρευνας.
  • Η οργάνωση και εκτέλεση μελετών με στόχο τον εντοπισμό γενετικών παραγόντων που σχετίζονται με την ευαισθησία και την πιθανότητα νόσησης, αλλά και τη σοβαρότητα της Covid-19.
  • Η δημιουργία μιας πλατφόρμας για τον διαμοιρασμό των αποτελεσμάτων ώστε να διεξαχθούν μετα-αναλύσεις προς όφελος της ευρύτερης επιστημονικής κοινότητας.

Στις 30 Απριλίου δημοσιεύθηκε και ο πρώτος γύρος αποτελεσμάτων της αρχικής μετα-ανάλυσης, στον οποίο συμμετείχαν οι: UK Biobank, Finngen, Genes and Health, Lifeline, BioMe Biobank.

Θα «απαντήσουν» τα γονίδια για την αλλόκοτη «συμπεριφορά» του ιού;

Η χώρα μας συμμετέχει στην παγκόσμια πρωτοβουλία «Hosts Genetic Initiative» στο πλαίσιο της «Εμβληματικής Δράσης». «Η σχέση ιού-ξενιστή μας υποχρεώνει να τους χαρακτηρίσουμε συνδυαστικά προκειμένου να αντιληφθούμε τη δυναμική της πανδημίας» λέει στο inside story ο Κώστας Σταματόπουλος, Διευθυντής στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών.

Όπως επεξηγεί ο Δημήτριος Θάνος, η έμφαση της μελέτης θα δοθεί στη διαδικασία της «γονοτύπησης», που αναζητά πολυμορφισμούς στο γενετικό υλικό του ανθρώπου, οι οποίοι ενδέχεται να συνδέονται με την πιθανότητα μόλυνσης από τον ιό, αλλά και τη σοβαρότητα της κλινικής κατάστασης του ασθενούς. Ρωτάμε τον καθηγητή Θάνο αν οι αναλύσεις αυτές ενδέχεται να μας δώσουν απαντήσεις στους δυσεπίλυτους γρίφους που αντιμετωπίζει η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα. Γιατί, για παράδειγμα, κάποιοι νοσούν βαρύτερα από άλλους ή πώς γίνεται να χάνουν τη ζωή τους νέοι άνθρωποι;

Ο κ. Θάνος απαντάει καταφατικά, σχολιάζοντας ότι αυτό το ερώτημα ακριβώς είναι και ο απώτερος στόχος της μελέτης. «Από τα περίπου 3.500 δείγματα που θα αναλυθούν, θα επιλεγούν 100 “ακραίες περιπτώσεις”, αφενός νέοι άνθρωποι χωρίς υποκείμενα νοσήματα που νοσούν βαριά ή ακόμη και χάνουν τη ζωή τους από επιπλοκές της νόσου Covid-19, και αφετέρου ηλικιωμένοι με βαριά υποκείμενα νοσήματα που τελικά διαφεύγουν τον κίνδυνο ή νοσούν ελαφρά. Στους εκατό ασθενείς θα διεξαχθεί πλήρης αλληλούχιση του γονιδιώματός τους». Η προσδοκία των επιστημόνων είναι ότι ο συνδυασμός των δύο μελετών, γονοτύπηση και πλήρης αλληλούχιση του γονιδιώματος, θα τους επιτρέψει να ανακαλύψουν τα χαρακτηριστικά που συνδέονται είτε με ευαισθησία στην ιική μόλυνση, είτε με ανθεκτικότητα στη μόλυνση.

«Τόσο διαφορετικοί και τόσοι ίδιοι»

Η πλήρης ανάλυση του γονιδιώματος περιλαμβάνει 6 δισ. βάσεις (3 δισ. από κάθε γονέα). Δεδομένου ότι το DNA όλων μας είναι ταυτόσημο σε ποσοστό 99,9%, οι τυχόν διαφορές αναζητούνται στο 0,1% του γονιδιώματος, δηλαδή σε περίπου 3 εκατ. βάσεις. Αυτές οι διαφορές, σε συνδυασμό με το περιβάλλον και τις συνθήκες ζωής του καθενός, είναι εκείνες που διαμορφώνουν τη βιολογική υπόσταση του κάθε ανθρώπου.

«Ο απώτερος στόχος μας είναι να εντοπίσουμε και να ερμηνεύσουμε τις αλλαγές αυτές» σημειώνει χαρακτηριστικά ο κ. Θάνος, επισημαίνοντας ότι η ανθρωπότητα εισέρχεται ήδη στην εποχή της γονιδιωματικής επιδημιολογίας, η οποία θα μας βοηθήσει να απαντήσουμε στα εξής ερωτήματα: Υπάρχουν διαφορές μεταξύ των παραλλαγών του γονιδιώματος του ιού σε σχέση με τη μεταδοτικότητά του; Μπορούμε να δούμε δηλαδή ότι μια παραλλαγή του ιού μεταδίδεται ευκολότερα από μια άλλη; Πώς αυτές οι παραλλαγές του ιού συνδέονται με παραλλαγές στο ανθρώπινο γονιδίωμα;

Οι πληροφορίες που θα αντληθούν από τη μελέτη, όπως επισημαίνει ο κ. Θάνος, είναι σημαντικές όχι μόνο για ερευνητικούς σκοπούς και επιδημιολογική παρατήρηση, αλλά και για πιθανή (ανα)προσαρμογή των μέτρων. Αυτό θα συμβαίνει καθώς φερ’ ειπείν ένας φορέας του ιού με την παραλλαγή Α’ ενδέχεται να είναι πιο μεταδοτικός από έναν φορέα του ιού με την παραλλαγή Β’, και επομένως θα πρέπει να απομονωθεί πιο αυστηρά. Οι ειδικοί εικάζουν επίσης ότι μπορεί ορισμένες παραλλαγές του ιού να συνδέονται με τη σοβαρότητα της νόσου. Ενδέχεται, για παράδειγμα, μια παραλλαγή του ιού να προκαλεί υπερπολλαπλασιασμό του ιικού φορτίου, οπότε κάποιος που μολύνεται από την συγκεκριμένη παραλλαγή να έχει περισσότερα ιικά σωματίδια στα κύτταρά του, οπότε θα χρήζει διαφορετικής παρακολούθησης και θεραπείας.

Η αξία των μεγάλων βιοδεδομένων από την κλινική πρακτική

Ο Κώστας Σταματόπουλος αναφέρθηκε ιδιαίτερα στον ρόλο της μοριακής ανοσολογίας. Βασικό «εργαλείο» είναι η ανάλυση με προηγμένες τεχνολογίες αλληλούχισης (next-generation sequencing ή NGS) των πληθυσμών («ρεπερτόρια») των λεμφοκυττάρων Β και Τ, στην οποία το ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ έχει εκτεταμένη εμπειρία – καθώς μάλιστα συντονίζει διεθνείς συνεργατικές πρωτοβουλίες με αντικείμενο την ανάπτυξη νέων πρωτοκόλλων ανάλυσης τα οποία χρησιμοποιούνται για ερευνητικές και διαγνωστικές εφαρμογές διεθνώς. Η ερευνητική δραστηριότητα του ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ στην «Εμβληματική Δράση» θα επικεντρωθεί στην ανάλυση με ΝGS τόσο των Β λεμφοκυττάρων (πρόκειται για τα κύτταρα που παράγουν τα αντισώματα έναντι του ιού) όσο και των Τ λεμφοκυττάρων (επιφορτισμένα με τη θανάτωση κυττάρων που είναι μολυσμένα από τον ιό). «Είναι προφανές γιατί οφείλουμε να αξιοποιήσουμε τη γονιδιωματική ανάλυση προκειμένου να αντιληφθούμε τι συνέβη σε όσους ξεπέρασαν τη λοίμωξη και επέζησαν, αλλά και τι συνέβη στους άτυχους ασθενείς οι οποίοι κατέληξαν».

Όπως τονίζει στο inside story η Αναστασία Χατζηδημητρίου, βιολόγος και κύρια ερευνήτρια του ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ, το Ινστιτούτο δίνει ιδιαίτερη βαρύτητα στην ποιότητα των αναλυτικών διαδικασιών που θα εφαρμοστούν κατά τη διάρκεια της «Εμβληματικής Δράσης» και μάλιστα σε όλο το φάσμα τους, από τη μοριακή ανάλυση δειγμάτων έως τη διαχείριση μεγάλων βιοδεδομένων, τηρώντας όλες τις προϋποθέσεις που ορίζουν τα καθιερωμένα πρότυπα ποιότητας κατά ISO15189 και ISO27001, για τα οποία έχει ήδη διαπιστευθεί το ΙΝΕΒ. Όπως επισημαίνει η κ. Χατζηδημητρίου, το ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ ακολουθεί τον GDPR, καθώς η έρευνα που σχετίζεται με γονιδιωματικούς ελέγχους οφείλει να ακολουθεί τους αυστηρότερους κανόνες και να πληροί όλες τις προδιαγραφές. «Η διαχείριση και επεξεργασία των δεδομένων που θα προκύψουν από την έρευνα και την καθημερινή κλινική πρακτική κατά τη διάρκεια της πανδημίας θα μας επιτρέψουν να ανακαλύψουμε νέα γνώση και, ιδίως, νέους δείκτες πρόβλεψης και νέους θεραπευτικούς στόχους» μας λέει η Αναστασία Χατζηδημητρίου.

Επεξεργασία των δεδομένων με τη χρήση της AI
Αφού συλλεχθούν όλα τα δεδομένα από την κοινοπραξία των ερευνητικών εργαστηρίων, θα ξεκινήσει η ανάλυση και η επεξεργασία τους. Κομβικό ρόλο στην επιδημιολογική μελέτη για τη χαρτογράφηση του γονιδιώματος του SARS-CoV-2 και τη γενετική ανάλυση των ασθενών, θα διαδραματίσει το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». Σε πρώτη φάση, θα αναλάβει την ανάπτυξη του συστήματος διαχείρισης και ανάλυσης δεδομένων, ενώ παράλληλα ερευνητές του «Δημόκριτου» θα επεξεργάζονται τα δεδομένα σε συνδυασμό με data από τις αντίστοιχες διεθνείς μελέτες με χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης, ώστε να αξιοποιηθούν μελλοντικά σε σειρά εφαρμογών.
Γιατί κάποιοι νοσούν βαρύτερα και άλλοι καθόλου; Τα γονίδιά μας κρύβουν τις απαντήσεις

«Η ανακάλυψη γενετικής βάσης που καθορίζει το πώς θα νοσήσει κανείς, αποτελεί ένα “σήμα”, το οποίο μας υποδεικνύει σε ποιες διεργασίες μέσα στο κύτταρο πρέπει να εστιάσουμε για να καταλάβουμε τον μηχανισμό της νόσου αλλά και για να βρεθεί θεραπεία», λέει στο inside story η Αντιγόνη Δήμα, ερευνήτρια στο Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμιγκ». Η αποκρυπτογράφηση της εκάστοτε βιολογικής διαδικασίας που μας υποδεικνύει το DNA μας (π.χ. το πώς λειτουργεί η πρωτεΐνη που δρα ως «πόρτα» (υποδοχέας) για να μπει στα κύτταρα ο ιός) θα βοηθήσει τους επιστήμονες να «στοχεύσουν» πιο συγκεκριμένα προκειμένου να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά τον SARS-CoV-2. Πέρα από τα προφανή, η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα επιχειρεί να φωτίσει και άλλες, συχνά απρόβλεπτες πτυχές. «Εκτός από τις λεγόμενες bottom-up έρευνες που μελετούν τον ρόλο λίγων και συγκεκριμένων γονιδίων, μελετάται ήδη το σύνολο του γονιδιώματός μας και πιθανώς θα βρεθούν γονίδια που μέχρι πρόσφατα δεν θα μπορούσαμε να φανταστούμε ότι διαμορφώνουν τον τρόπο που θα νοσήσει κανείς», σημειώνει η Αντιγόνη Δήμα.

Tο γενετικό προφίλ από μόνο του δεν επαρκεί για να δώσει όλες τις απαντήσεις όμως, καθώς υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που καθορίζουν το πόσο ευάλωτοι είμαστε (π.χ. φυσική κατάσταση, διατροφή). Όπως επίσης επισημαίνει η κ. Δήμα, είναι απαραίτητο να υπάρχει η ρητή συγκατάθεση των ασθενών αλλά και να διερευνηθούν εκτενώς τα ζητήματα βιοηθικής που συνδέονται με την ανάλυση και αξιοποίηση των δεδομένων τους.

Θα μπορούσε όμως να διεξαχθεί γενετικός έλεγχος στο σύνολο του πληθυσμού; Στην απορία μας αυτή, η κ. Δήμα αναγνωρίζει ότι πρακτικά είναι ανέφικτο για το σύνολο των κατοίκων της χώρας, αλλά ενδεχομένως ένας έλεγχος που θα υποδείκνυε τον γενετικό κίνδυνο που διατρέχει κανείς θα ήταν δυνατό να επικεντρωθεί στις πιο ευπαθείς ομάδες αλλά και σε εργαζόμενους πρώτης γραμμής, όπως το υγειονομικό προσωπικό ή όσους εργάζονται σε σώματα ασφαλείας, σε μέσα μαζικής μεταφοράς ή ακόμη και σε σούπερ μάρκετ, καθώς βλέπουν καθημερινώς πολύ κόσμο. «Εφόσον βρεθούν γενετικοί τόποι ή γενετικές παραλλαγές που εξηγούν το προφίλ νόσου ή μη νόσου, κάτι τέτοιο –θεωρητικά– θα ήταν εφικτό» σημειώνει η κ. Δήμα.

Τι έχουν δείξει οι πρώτες μελέτες γενετικής στους ανθρώπους

Αρχικές μελέτες για τον γενετικό κίνδυνο νόσου μέχρι στιγμής δείχνουν προς τρεις κατευθύνσεις:

  1. Τα γονίδια του ανοσοποιητικού συστήματος. Οι μικρές διαφορές που έχουν οι άνθρωποι μεταξύ τους στα γονίδια αυτά είναι πιθανό ότι διαμορφώνουν σε σημαντικό βαθμό το πώς νοσούμε. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του ιού που προκαλεί ηπατίτιδα, θεωρείται ότι τέτοιες διαφορές καθορίζουν το αν ένα άτομο θα «εξοντώσει» τον ιό ενώ ένα άλλο θα πάσχει από χρόνια νόσο. Ένας λόγος που ο ιός SARS-CoV-2 είναι τόσο επικίνδυνος για ορισμένα άτομα είναι επειδή προκαλεί μία «καταιγίδα κυτταροκινών» δηλαδή μία υπερβολική και αυτοκαταστροφική για τον οργανισμό αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτό δεν παρατηρείται σε όλα τα άτομα που νοσούν και η διαφορά αυτή μπορεί να έγκειται στο DNA των ασθενών.
  2. Το γονίδιο ACE2, το οποίο ρυθμίζει την αρτηριακή πίεση. Το γονίδιο περιέχει τις πληροφορίες για να φτιαχτεί μία πρωτεΐνη η οποία βρίσκεται στην επιφάνεια πολλών κυτταρικών τύπων στο σώμα μας και λειτουργεί ως θύρα εισόδου του ιού στα κύτταρα. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι ο υποδοχέας αυτός εντοπίζεται σε μεγάλες ποσότητες στα ρινικά επιθήλια, αλλά και στον κερατοειδή χιτώνα στα μάτια, επομένως ενδέχεται να σχετίζεται με τις μεγαλύτερες πιθανότητες εισόδου του ιού μέσω της μύτης και των ματιών.
  3. Μία συσχέτιση με τις ομάδες αίματος, με βασική παρατήρηση ότι τα άτομα με ομάδα αίματος Α πιθανώς να έχουν λίγο πιο αυξημένο ρίσκο για μόλυνση από τον ιό. Όπως επισημαίνει η επιστημονική ομάδα που παρουσίασε τη συγκεκριμένη μελέτη, θα ήταν πρόωρο να χρησιμοποιηθεί αυτή η μελέτη για να καθοδηγήσει την τρέχουσα κλινική πρακτική, αλλά θα πρέπει να ενθαρρύνει την περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ ομάδας αίματος και νόσησης από Covid-19.

Ωστόσο πρέπει να τονίσουμε ότι τα πιο πάνω ευρήματα είναι μόνο αρχικές παρατηρήσεις, και χρειάζονται μελέτες με περισσότερους συμμετέχοντες και δεδομένα. Παρά τη σχετική δημοσιότητα που έχουν λάβει αρκετές έρευνες διεθνώς, η Αντιγόνη Δήμα υποσημειώνει ότι θα πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα επιφυλακτικοί, καθώς η συντριπτική πλειονότητα αφορά επιστημονικές μελέτες που βρίσκονται σε αρχικά στάδια, και οι περισσότερες από αυτές είναι προδημοσιεύσεις, που δεν έχουν ακόμα κριθεί από ομοτίμους (peer review).

Στοχευμένη φαρμακευτική θεραπεία για τους ασθενείς βάσει του γενετικού τους προφίλ

Απώτερος στόχος της μελέτης στο πλαίσιο της «Εμβληματικής Δράσης» είναι η άντληση συμπερασμάτων που θα επιτρέψουν την εξατομικευμένη προσέγγιση και αντιμετώπιση των ασθενών. «Η νόσος Covid-19 θα μπορούσε να αντιμετωπιστεί μέσω της ιατρικής ακριβείας», μας λέει ο κ. Θάνος, καθώς μελλοντικά οι θεραπείες θα χορηγούνται βάσει του γενετικού υποβάθρου του εκάστοτε ασθενούς. Αντίστοιχα, η ανάλυση του γονιδιώματος του ιού θα επιτρέπει τη χρήση στοχευμένης αγωγής ανάλογα με την παραλλαγή του ιού – ορισμένα φάρμακα ενδέχεται να ανταποκρίνονται διαφορετικά.

Για να το απλουστεύσουμε, θα λέγαμε ότι τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται εμποδίζουν:

  • είτε την πρόσδεση του ιού στα κύτταρα
  • είτε τη σύντηξη του ιού με τις μεμβράνες του κυττάρου (όπως η χλωροκίνη)
  • ή τον πολλαπλασιασμό του ιού (όπως η ρεμδεσιβίρη).

Όλα αυτά βέβαια μένει να αποδειχθούν κατά τη μελέτη της μοριακής επιδημιολογίας του ιού.

Η αποκρυπτογράφηση όμως των βιολογικών διαδικασιών που διαμορφώνουν τον κίνδυνο νόσου δεν σχετίζεται μόνο με αμιγώς ερευνητικούς σκοπούς, αλλά θα μπορεί να έχει άμεσα, «χειροπιαστά» αποτελέσματα και για την κλινική πράξη, αφού θα μπορούσε να βοηθήσει στην εύρεση/ορισμό και την βελτιστοποίηση των φαρμακευτικών πρωτοκόλλων. «Η γενετική ανάλυση σε νόσους για τις οποίες δεν υπάρχει θεραπεία, μπορεί ως και να δεκαπλασιάσει τις πιθανότητες να βρεθεί ένα αποτελεσματικό φάρμακο» λέει στο inside story η Αντιγόνη Δήμα. Παράλληλα, η πρωτοφανής δραστηριοποίηση της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας δημιουργεί ελπίδες για το repurposing ή repositioning γνωστών φαρμάκων, ώστε να αντιμετωπίσουν τη νόσο Covid-19. Η ίδια βέβαια τονίζει ότι δεν αρκεί αυτό το βήμα, καθώς θα πρέπει να δοκιμαστούν στον γενικό πληθυσμό, αφού δεν λειτουργούν όλα τα φάρμακα εξίσου αποδοτικά σε όλους τους ασθενείς, πάλι εν μέρει εξαιτίας των μικρών διαφορών που υπάρχουν στο DNA μεταξύ των ανθρώπων.

«Η νέα εποχή της ιατρικής που βασίζεται στη βιολογία, θα καθοδηγείται από την παραδοχή ότι δεν υπάρχουν ασθένειες, αλλά υπάρχουν μόνο ασθενείς» επισημαίνει στο inside story ο Δημήτριος Θάνος. Πλέον στις αποφάσεις των επιστημόνων, των κλινικών ιατρών και όσων αναπτύσσουν θεραπείες και διαγνωστικά πρωτόκολλα θα διαδραματίζει καίριο ρόλο και το γονιδίωμα. «Δεν θα επικεντρωνόμαστε πλέον σε ένα ή δύο γονίδια, εκτός αν αναφερόμαστε σε μονογονιδιακές ασθένειες όπως η θαλασσαιμία ή η νόσος του Χάντινγκτον. Αντιθέτως και προκειμένου να αντιληφθούμε τις βιολογικές αντιδράσεις σε εξωτερικούς παράγοντες, θα ασχολούμαστε με συνδυαστική δράση γονιδίων και ιδανικά με το σύνολο του γονιδιώματος».

H αποκαλυπτική μελέτη των συμπτωμάτων διδύμων

Η γενετική προδιάθεση και το πώς επηρεάζει τη νόσηση από Covid-19 απασχολεί και μία ομάδα ερευνητών στο King's College του Λονδίνου. Αξιοποιώντας τα δεδομένα που συλλέγουν από την εφαρμογή Covid-19 Symptom Tracker, μελετούν τον ρόλο των γονιδίων στην εξέλιξη της νόσου. Ζήτησαν μάλιστα από περίπου 2.600 δίδυμα που συμμετείχαν ήδη σε ένα άλλο ερευνητικό έργο, να χρησιμοποιήσουν την εφαρμογή προκειμένου να καταγράψουν εάν είχαν συμπτώματα ή όχι. Αξιοποιώντας αλγόριθμους μηχανικής μάθησης, εντόπισαν ομοιότητες στη συμπτωματολογία που ανέφεραν οι χρήστες της εφαρμογής. Ο καθηγητής Γενετικής Επιδημιολογίας και επικεφαλής της έρευνας Τιμ Σπέκτορ δήλωσε στον Guardian ότι τα πρώτα ευρήματα της μελέτης (η οποία πάντως δεν έχει κριθεί από ομότιμους) συνηγορούν στην ισχυρή συσχέτιση της γενετικής προδιάθεσης με τη συμπτωματολογία. Η επίδραση των γονιδίων φαίνεται να είναι ισχυρότερη στα συμπτώματα του πυρετού, της διάρροιας, της ανοσμίας και αγευσίας. Αντίθετα η βραχνή φωνή, ο βήχας, ο πόνος στο στήθος και το κοιλιακό άλγος δεν έχουν τόσο ισχυρή συσχέτιση με το γενετικό προφίλ.

Υπό μελέτη και οι μεταλλάξεις

Όταν οι ιοί αναπαράγονται στον ανθρώπινο οργανισμό, συντελούνται αλλαγές στο γονιδίωμά τους που απλουστευτικά περιγράφονται ως μεταλλάξεις. Το ίδιο συμβαίνει και με τον SARS-CoV-2, αν και προς το παρόν οι μεταλλάξεις που έχουν περιγραφεί δεν έχουν συνδεθεί με τα βασικά χαρακτηριστικά του. Η καταγραφή των μεταλλάξεων είναι ιδιαίτερα κρίσιμη για την εξαγωγή συμπερασμάτων.

Εκτός από την ανάλυση του γενετικού προφίλ των 3.500 ασθενών στην Ελλάδα, οι εγχώριες επιστημονικές ομάδες θα αλληλουχίσουν και 3.500 δείγματα των ιών που τους μόλυναν. Το γονιδίωμα του ιού αποτελείται από 30.000 βάσεις και θα αναλυθεί πλήρως, μας είπε ο κ. Θάνος, τονίζοντας μάλιστα ότι η ανάλυση θα γίνεται όχι μόνο στα νέα δείγματα που θα φθάνουν στα εργαστήρια, αλλά και στα 2.500 περίπου δείγματα των ήδη επιβεβαιωμένων κρουσμάτων που συνοδεύονται από πλήρη κλινικά δεδομένα, μετά βεβαίως από ειδική άδεια.

Παράλληλα, αυτή η διαδικασία θα μας επιτρέψει να χαρτογραφήσουμε από ποια περιοχή της χώρας προέρχονται οι συγκεκριμένες παραλλαγές. Αυτό το εύρημα θα μπορούσε να οδηγήσει στη λήψη διαφορετικών μέτρων ανάλογα με τη βαρύτητα της νόσου που προκαλεί η εκάστοτε παραλλαγή του ιού. Συνακόλουθα, θα μας επιτρέψει να εντοπίσουμε τα τοπικά «μονοπάτια» διάδοσης του ιού, να δούμε δηλαδή αν το ίδιο στέλεχος του ιού μόλυνε μια οικογένεια ή μια τοπική κοινωνία ή αν ο ιός μεταλλάχτηκε ενώ διεσπείρετο.

Πόσες μεταλλάξεις του ιού κυκλοφορούν;

Σύμφωνα με την επιδημιολόγο και τεχνική επικεφαλής του ΠΟΥ για τη νόσο Covid-19, Μαρία Βαν Κερκόφ, o ΠΟΥ συνεργάστηκε με ένα παγκόσμιο δίκτυο ειδικών σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο που εξετάζουν το γονιδίωμα των ιών που κυκλοφορούν. Ήδη υπάρχουν περισσότερες από 10.000 πλήρεις αλληλουχίες γονιδιωμάτων, που εξετάζονται για τυχόν μεταλλάξεις του ιού. «Θέλουμε να διαπιστώσουμε αν αυτές οι παραλλαγές συνεπάγονται ότι όταν μεταλλάσσεται ο ιός αλλάζει η μεταδοτικότητά του ή η ικανότητά του να μολύνει άτομα. Μέχρι στιγμής συμπεραίνουμε ότι αυτός ο ιός είναι σχετικά σταθερός, παρατηρούνται βέβαια ορισμένες αλλαγές, αλλά εντός του αναμενόμενου εύρους για ιούς RNA». Επίσης η κ. Βαν Κερκόφ τόνισε ότι δεν υπάρχουν διαφορές στους ιούς που έχουν βρεθεί σε διαφορετικές χώρες.

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι ήδη κυκλοφορούν αρκετές παραλλαγές του SARS-CoV-2. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Drexel ανέπτυξαν ένα εργαλείο ταχείας αναγνώρισης και κατηγοριοποίησης των μεταλλάξεων του ιού που προκαλεί την Covid-19. Από την προκαταρκτική ανάλυσή τους προκύπτει ότι υπάρχουν τουλάχιστον έξι έως δέκα «ελαφρώς διαφορετικές» εκδοχές του ιού που μολύνουν άτομα στις ΗΠΑ, άλλες προερχόμενες από την Ασία και άλλες από την Ευρώπη.

Συνάδελφοί τους από την Ιταλία και τις ΗΠΑ μελέτησαν δείγματα γονιδιώματος από τη βάση δεδομένων GISAID και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι κυκλοφορούν τουλάχιστον οκτώ παραλλαγές του νέου κορονοϊού.

Μια μελέτη επιστημόνων στην Κίνα ανεβάζει τον αριθμό των διαφορετικών παραλλαγών σε 30. Όπως σημειώνουν στα συμπεράσματά της μελέτης, η οποία πάντως δεν έχει κριθεί από συναδέλφους τους, οι μεταλλάξεις ενδεχομένως συνδέονται με την ποσότητα του ιικού φορτίου και με τη σειρά τους ίσως επηρεάζουν τη βαρύτητα της νόσου.

Σε άλλη μελέτη Κινέζων επιστημόνων δεν προκύπτει ότι η ποσότητα του ιικού φορτίου επηρεάζει σημαντικά τη βαρύτητα της νόσου.

Κοινός τόπος πάντως είναι ότι ο ιός μεταλλάσσεται με αργούς ρυθμούς, δημιουργώντας ελπίδες για την αποτελεσματικότητα των υπό ανάπτυξη εμβολίων.

Επηρεάζει η γενετική καταγωγή τη σφοδρότητα της πανδημίας σε ορισμένες περιοχές;

Αρκετοί αναρωτιούνται αν το γενετικό υπόβαθρο μιας φυλετικής ή εθνοτικής ομάδας ενδέχεται να επηρεάσει τη βαρύτητα της νόσου, αλλά και να καθορίσει το πόσο θα πληγεί μια περιοχή ή χώρα. Επισημαίνεται ιδιαίτερα το γεγονός ότι ορισμένες περιοχές όπως η βόρεια Ιταλία, η κεντρική Ισπανία ή η Νέα Υόρκη είχαν πολύ περισσότερα θύματα σε σύγκριση με γειτονικές περιοχές ή πόλεις. «Υπάρχουν διαφορές μεταξύ γεωγραφικών περιοχών και πληθυσμών, όσον αφορά την σύσταση του DNA μας και την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων, αλλά προς το παρόν πρέπει να είμαστε επιφυλακτικοί για το κατά πόσο οι διαφορές αυτές είναι καθοριστικές για την έκβαση της πανδημίας σε τοπικό επίπεδο» λέει στο inside story η Αντιγόνη Δήμα. Επισημαίνει ότι πρέπει να εξετάζουμε αντίστοιχα συμπεράσματα υπό το πρίσμα και άλλων παραγόντων (δημογραφικοί, σύστημα υγείας), αλλά και σε συνδυασμό με ζητήματα που δεν έχουν μελετηθεί εκτενώς, όπως οι εμβολιασμοί για άλλες νόσους. Για παράδειγμα, αρκετοί ερευνητές εστιάζουν στην ενδεχόμενη προφυλακτική δράση του αντιφυματικού εμβολίου BCG κατά της νόσου Covid-19, καθώς σε περιοχές όπου ο εμβολιασμός είναι υποχρεωτικός τα θύματα και τα κρούσματα είναι αναλογικά λιγότερα. Το εμβόλιο αυτό πιθανώς να ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα κατά των ιογενών λοιμώξεων και με αυτόν τον τρόπο να μειώνει τον κίνδυνο σοβαρής εξέλιξης της νόσου και έτσι το ποσοστό θανάτου. «Γι’ αυτό και είναι πολύ χρήσιμες οι τοπικές μελέτες λόγω των ιδιαιτεροτήτων –γενετικών και μη– του κάθε πληθυσμού. Εξίσου σημαντική είναι όμως και μια πιο εξαντλητική διεθνής μελέτη», προσθέτει η κ. Δήμα.

Θα συναινούσατε στην αξιοποίηση του DNA σας στη μάχη κατά της πανδημίας;

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει και η πρωτοβουλία της 23andme, της μεγαλύτερης εταιρείας «καταναλωτικών» DNA test, η οποία ζητά από τους πελάτες της να επιτρέψουν την ανάλυση των δειγμάτων τους που ήδη υπάρχουν στη βάση της. Στόχος των ερευνητών είναι να προσδιοριστεί ο γενετικός κίνδυνος βαρύτερης νόσησης από Covid-19, αλλά και να αναζητηθούν άλλοι γενετικοί παράγοντες που συνδέονται με τη νόσο. Το ενδιαφέρον των πελατών της 23andme είναι ήδη έντονο, με περίπου το 80% να αποδέχονται την (επαν)επεξεργασία του γονιδιώματός τους για ερευνητικούς λόγους.

Η επιστημονική συστράτευση και τα κέρδη από την πανδημία

Η γονιδιωματική είναι η φυσική συνέχεια της μοριακής βιολογίας και έχει φέρει την ιατρική και πολλές συναφείς επιστήμες σε εντελώς διαφορετικό επίπεδο. Πλέον εξετάζεται το μοριακό αποτύπωμα, αυτό που θα λέγαμε «υπογραφή της νόσου». «Αν η πανδημία είχε χτυπήσει τον πλανήτη πριν 20 ή 30 χρόνια, η ανθρωπότητα θα είχε δεχθεί πιο σφοδρό χτύπημα» σημειώνει ο Δημήτριος Θάνος. Η ανάλυση του γονιδιώματος είναι κομβικός παράγοντας, όπως και η ευρύτερη πρόοδος της τεχνολογίας που χρησιμοποιείται στην κλινική πράξη και τα εργαστήρια. Από την άλλη, όπως σημειώνει ο κ. Θάνος, η ευρύτατη διάδοση ευνοείται από τις συχνές μετακινήσεις και την κινητικότητα των ανθρώπων.

Θα μας μείνει άραγε κάτι θετικό από τη διαχείριση της κρίσης; «Είναι η πρώτη φορά εδώ και πολλές δεκαετίες που μέσα σε τόσο μικρό χρονικό διάστημα επιτεύχθηκε καθολική συστράτευση των επιστημόνων της χώρας για έναν κοινό στόχο» μας λέει ο κ. Θάνος. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, γιατί όπως αποδεικνύεται, σε θέματα δημόσιας υγείας η χώρα είναι ουσιαστικά μόνη της και θα πρέπει να αντιμετωπίσει την πανδημία στηριζόμενη σχεδόν αποκλειστικά στις δικές της δυνάμεις.

«Η συστράτευση επιστημόνων με συμπληρωματική εξειδίκευση και η σύνδεση της έρευνας με την κλινική πράξη είναι προφανής προσέγγιση για ουσιαστική αναβάθμιση της βιοϊατρικής έρευνας στην Ελλάδα» δηλώνουν οι Δρ Σταματόπουλος και Χατζηδημητρίου. «Αυτό εξάλλου συμβαδίζει με την ευρωπαϊκή στρατηγική για εμβληματικές ερευνητικές δράσεις που θα απαντούν στις ανάγκες της κοινωνίας και θα έχουν σαφή κοινωνικό αντίκτυπο – στην προκειμένη περίπτωση, προάσπιση της υγείας και προστασία της κοινωνικής συνοχής, με ταυτόχρονη προαγωγή της ερευνητικής αριστείας», υπογραμμίζουν.

Ο καθηγητής Βασίλειος Γοργούλης επαυξάνει λέγοντας στο inside story ότι η συλλογική προσπάθεια των τριών φορέων (Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ, ΙΝΕΒ-ΕΚΕΤΑ, ΙΙΒΕΑΑ) αποδεικνύει ότι η εγχώρια επιστημονική κοινότητα δίνει συλλογική μάχη κατά του ιού, χωρίς τα μέλη της να διεκδικούν την ευκαιριακή αυτοπροβολή. «Το σύνθημά μας είναι το homo collaboratus», μας λέει ο κ. Γοργούλης, υποσημειώνοντας ότι η επιτυχία έχει πολλούς πατεράδες, η αποτυχία κανέναν.

 

 

 

Γράφει για τεχνολογία, επιστήμη και ψηφιακή κουλτούρα σε περιοδικά, εφημερίδες και websites. Σπούδασε στο τμήμα Επικοινωνίας και ΜΜΕ του ΕΚΠΑ και πρόσφατα ξεκίνησε ένα εντελώς άσχετο μεταπτυχιακό. Η συλλογή διηγημάτων «24» (Εκδόσεις Πατάκη) είναι το πρώτο του βιβλίο.

Διαβάστε ακόμα

Σχόλια

Εικόνα Anonymous

Σας πείσαμε; Εμείς σας θέλουμε μαζί μας!
Χωρίς τους υποστηρικτές μας
δεν μπορούμε να υπάρχουμε.