Technology photo created by DCStudio - www.freepik.com
Ως γνωστών η βιοϊατρική και οι εφαρμογές της αποτελούν πλέον αδιάσπαστο κομμάτι της έρευνας στην ιατρική και τη φαρμακολογία. Ο λόγος είναι ότι προσφέρει μεγαλύτερη ταχύτητα και αξιοπιστία στην ανάλυση δεδομένων.
Ειδικότερα, η βιοτεχνολογία έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει την ανακάλυψη και τη διαδικασία προκλινικών μελετών εμβολίων και φαρμάκων. Μέσω του υπολογιστή (in silico) οι επιστήμονες μπορούν να ανακαλύψουν εικονικά ένα φάρμακο ή ένα εμβόλιο που θα μπορούσε να είναι αποτελεσματικό απέναντι σε έναν ιό. Με άλλα λόγια, οι μοριακές δομές ενός ιού χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των δεσμών και προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής που προβλέπουν τη συγγένεια των χημικών δεσμών αυτών των δομών με γνωστές χημικές ενώσεις. Αυτό παρέχει σημαντικές πληροφορίες χωρίς να χρειάζεται να ελεγχθεί κάτι σε κάποιον οργανισμό, αποφεύγοντας έτσι ανεπιθύμητα αποτελέσματα και κερδίζοντας πολύτιμο χρόνο.
Στη συνέχεια, αφού ένα φάρμακο, για παράδειγμα, έχει ανακαλυφθεί in silico πρέπει να ελεγχθεί πρώτα εκτός ζωντανού οργανισμού, π.χ. σε δοκιμαστικό σωλήνα (in vitro). https://particle3d.com/what-are-organoids-and-why-are-they-important/Τα κυτταρικά μοντέλα τριών διαστάσεων είναι μια πολύ σύγχρονη αλλά και καινοτόμος λύση. Πιο συγκεκριμένα τα μοντέλα αποτελούνται από σύνολα κυττάρων ή οργανοειδή (απλοποιημένη και σμικρυσμένη μορφή οργάνου), καλλιεργημένα σε ενδοκυτταρική ουσία η οποία παρέχει τη δυνατότητα κυτταρικής ανάπτυξης. Τα οργανοειδή αποκτούνται από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, ενώ μηχανικοί ιστοί είναι κυρίως παράγωγα πολυδύναμων ή μονοδύναμων κυττάρων. Για παράδειγμα, σε μερικές μελέτες για τον SARS-CoV-2 χρησιμοποιήθηκαν οργανοειδή επιθήλιου ανθρώπινων αεραγωγών, ανθρώπινου συκωτιού, ανθρώπινου νεφρού και αγγείου. Με αυτή τη μέθοδο, δημιουργούνται συνθήκες οι οποίες είναι παραπλήσιες της δοκιμής σε ένα ζωντανό οργανισμό (in vivo).
Στο ίδιο, in vitro, κλίμα έχουν αναπτυχθεί τα μοντέλα κυτταρικής διάχυσης βιοαντιδραστήρα. Στα μοντέλα αυτά, οι κυτταρικές δομές ή τα οργανοειδή φιλοξενούνται σε θαλάμους καλλιέργειας οι οποίοι συνδέονται σε ένα υδραυλικό σύστημα που επιτρέπει στο θρεπτικό μέσο να διαπεράσει τις καλλιέργειες. Τα συστήματα μικρορευστομηχανικής είναι μία μικρογραφία των μοντέλων αυτών φτιαγμένα από διαφανές υλικό και ενσωματωμένα κανάλια μπορώντας έτσι να φιλοξενήσουν κυτταρικές καλλιέργειες. Έτσι δημιουργούνται, όπως και παραπάνω, καταστάσεις δοκιμής που τείνουν σε καταστάσεις δοκιμής σε ζωντανούς οργανισμούς.
Έπειτα από την in vitro δοκιμή, έχει σειρά η δοκιμή σε ζωντανούς οργανισμούς. Η ανοσοποίηση προκαλεί την απόκριση των κυττάρων του ανοσοποιητικού και του επίκτητου ανοσοποιητικού συστήματος σε μια παθογένεια, μία διαδικασία αρκετά περίπλοκη και χρονοβόρα. Προς διευκόλυνση και εξοικονόμηση χρόνου χρησιμοποιούνται μοντέλα απεικόνισης ενώ τα έμβια όντα βρίσκονται ακόμα στη ζωή (intravital) . Τέτοιες απεικονίσεις έχουν ανάλυση σε κυτταρικό επίπεδο και σε πραγματικό χρόνο. Για την ακρίβεια, υπάρχει η ικανότητα να παρατηρηθεί η πορεία της μόλυνσης και οι συνέπειες των εμβολίων/φαρμάκων. Η intravital απεικόνιση μπορεί να μειώσει σημαντικά το χρόνο των προκλινικών μελετών, πειραματικών φαρμάκων και εμβολίων. Ταυτόχρονα, περιορίζει σε ποσοστό 90% την ανάγκη για χρήση ζώων σε δοκιμές ενώ δε βρίσκονται σε ζωή (ex vitro). https://www.nature.com/articles/s41598-019-44777-0Όλα αυτά τα εργαλεία, δε θα μπορούσαν να αναφερθούν χωρίς ένα τρανταχτό παράδειγμα. Η ανάπτυξη εμβολίων για τον SARS-CoV-19 έγινε σε ελάχιστο χρονικό διάστημα χάρις των ανεπτυγμένων εφαρμογών βιοϊατρικής τεχνολογίας και της καλής συνεργασίας πολλών επιστημόνων. Χωρίς αμφιβολία, δεν αποτελεί μία απόλυτη επιτυχία κατά του ιού, όμως κάθε επιστημονικό επίτευγμα έχει την ικανότητα να αποτελέσει εφαλτήριο δύναμη για νέες ανακαλύψεις.
Μία νέα ανακάλυψη φαίνεται να έρχεται στο προσκήνιο με τη «βοήθεια» του εμβολίου AstraZeneca-Oxford. Επιστήμονες από το University of Oxford και το Ludwig Institute for Cancer Research οδεύουν προς την επιτυχία από το εμβόλιο ενάντια στον SARS-CoV-2 των AstraZeneca-Oxford για να αναπτύξουν εμβόλιο κατά του καρκίνου. Μελετητές έχουν δημιουργήσει ένα θεραπευτικό εμβόλιο 2 δόσεων για τον καρκίνο, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία ιογενών φορέων της Οξφόρδης. Η τεχνολογία του εμβολίου της Οξφόρδης, χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία του γνωστού εμβολίου Oxford-AstraZeneca κατά του COVID-19, παράγει αντιδράσεις CD8+ T λεμφοκυττάρων, η οποίες χρειάζονται για τη θεραπεία των ασθενών. Για να δημιουργηθεί μία θεραπεία μέσω εμβολιασμού που απευθύνεται ειδικά στα καρκινικά κύτταρα, το εμβόλιο σχεδιάστηκε να στοχεύει 2 πρωτεΐνες τύπου MAGE (MAGE-A3, NY-ESO-1) που βρίσκονται στην επιφάνεια πολλών καρκινικών κυττάρων. Ελέγχοντας το σε ποντικούς με καρκίνο, παρατηρήθηκε αύξηση στα επίπεδα των Τ-λεμφοκυττάρων που εισχωρούν στους όγκους και βελτίωση στην αποτελεσματικότητα της ανοσοθεραπείας κατά του καρκίνου. Ο συνδυασμός της ανοσοθεραπείας και του εμβολίου έδειξε μεγαλύτερη μείωση στο μέγεθος των όγκων και καλύτερα ποσοστά επιβίωσης στους ποντικούς.
Περισσότερες πληροφορίες και αποτελέσματα θα υπάρξουν μέσα στο έτος έπειτα από κλινικές μελέτες σε καρκινοπαθείς.
Technology photo created by DCStudio - www.freepik.com
Ως γνωστών η βιοϊατρική και οι εφαρμογές της αποτελούν πλέον αδιάσπαστο κομμάτι της έρευνας στην ιατρική και τη φαρμακολογία. Ο λόγος είναι ότι προσφέρει μεγαλύτερη ταχύτητα και αξιοπιστία στην ανάλυση δεδομένων.
Ειδικότερα, η βιοτεχνολογία έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει την ανακάλυψη και τη διαδικασία προκλινικών μελετών εμβολίων και φαρμάκων. Μέσω του υπολογιστή (in silico) οι επιστήμονες μπορούν να ανακαλύψουν εικονικά ένα φάρμακο ή ένα εμβόλιο που θα μπορούσε να είναι αποτελεσματικό απέναντι σε έναν ιό. Με άλλα λόγια, οι μοριακές δομές ενός ιού χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των δεσμών και προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής που προβλέπουν τη συγγένεια των χημικών δεσμών αυτών των δομών με γνωστές χημικές ενώσεις. Αυτό παρέχει σημαντικές πληροφορίες χωρίς να χρειάζεται να ελεγχθεί κάτι σε κάποιον οργανισμό, αποφεύγοντας έτσι ανεπιθύμητα αποτελέσματα και κερδίζοντας πολύτιμο χρόνο.
Στη συνέχεια, αφού ένα φάρμακο, για παράδειγμα, έχει ανακαλυφθεί in silico πρέπει να ελεγχθεί πρώτα εκτός ζωντανού οργανισμού, π.χ. σε δοκιμαστικό σωλήνα (in vitro).
