Ο επικεφαλής Έρευνας και Ανάπτυξης (VP of R&D) στη βιοτεχνολογική εταιρία bit.bio και μέχρι πρότινος υπεύθυνος ερευνητικής ομάδας στο Ινστιτούτο Έρευνας για την Άνοια (UK Dementia Research Institute) του Πανεπιστημίου του Cambridge μιλά στο iefimerida.gr για τα νέα δεδομένα στο πεδίο της έρευνας αλλά και για τη σημαντική υποψηφιότητα του για τα φετινά Cambridge Independent Science and Technology Awards.
«Ο ρυθμός ανακάλυψης φαρμάκων έχει φτάσει σε ένα ασύνηθες επίπεδο επιτάχυνσης, χάρη στις καινοτόμες εξελίξεις στη γενετική επεξεργασία και τις ανοσοθεραπείες. Είμαι αισιόδοξος ότι θα δούμε επιτυχίες στο άμεσο μέλλον», τονίζει, μεταξύ άλλων στη συνέντευξή, μεταφέροντας μήνυμα ελπίδας στους ασθενείς.
Μιλήστε μας για την έρευνά σας. Πώς επιδρά το περιβαλλοντικό στρες στην πρόοδο νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως το Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον;
Η πολυπλοκότητα του νευρικού μας συστήματος είναι εκπληκτική, με δισεκατομμύρια νευρώνες που δημιουργούν περίπλοκα κυκλώματα και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω συνάψεων. Δυστυχώς, στα πρώιμα στάδια της νόσου, αυτές οι συνάψεις χάνονται, οδηγώντας στον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων και την εκδήλωση των εκφυλιστικών παθήσεων όπως η νόσος του Alzheimer και του Parkinson. Παρά το γεγονός ότι γενετικές μελέτες μεγάλης κλίμακας έχουν τακτοποιήσει πληθώρα γενετικών μεταλλαγών που αυξάνουν τον κίνδυνο εμφάνισης αυτών των παθήσεων, τα γονίδια δεν λειτουργούν μόνα τους και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να αλλάξουν την ισορροπία από την υγεία προς τη νόσο. Για παράδειγμα, στο παρελθόν η χρήση φυτοφαρμάκων όπως η ροτενόνη μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρικό οξειδωτικό στρες και το θάνατο νευρικών κυττάρων, προκαλώντας τη νόσο του Parkinson. Η έρευνά μας στοχεύει στο να ανακαλύψει την περίπλοκη ισορροπία μεταξύ αυτών των παραγόντων και να αναγνωρίσει θεραπείες που μπορούν να κλίνουν την ζυγαριά υπέρ της κυτταρικής υγείας, διατηρώντας την ομοιοστασία και δυνητικά καθυστερώντας ή ακόμα και σταματώντας την έναρξη καταστροφικών νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Πώς γεννήθηκε η ιδέα για αυτή την έρευνα;
Η ιδέα προήλθε από την έρευνα κατά του καρκίνου και συγκεκριμένα την μέθοδο που ονομάζεται συνθετική θνησιμότητα (Synthetic Lethality). Η συνθετική θνησιμότητα περιγράφει την θνησιγονα αλληλεπίδραση δυο μεταλλαγμένων γονίδιων που αθροιστικά οδηγούν σε κυτταρικό θάνατο, σκοτώνοντας έτσι τον καρκίνο, ενώ μια μετάλλαξη σε οποιοδήποτε από τα δύο γονίδια δεν έχει το ίδιο αποτέλεσμα.
Το κύριο χαρακτηριστικό των νευροεκφυλιστικών παθήσεων όπως η νόσος Alzheimer και η νόσος Parkinson είναι η συσσώρευση πρωτεϊνών με λανθασμένη αναδίπλωση, η οποία οδηγεί σε κύτταρα με αυξημένο στρες. Υπερβολική συσσώρευση ενεργοποιεί ένα μηχανισμό που ονομάζεται Αποκρίση μη ορθώς Αναδιπλούμενων Πρωτεϊνών (Unfolded Protein Response or UPR), μέσω του οποίου, αν ζημιωθεί υπερβολικά η κυτταρική λειτουργία, οι νευρικές συνάψεις χάνονται και το κύτταρο πεθαίνει. Ένα πιθανό εργαλείο για την θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών είναι η αναστολή του μηχανισμού UPR για τη σωτηρία των νευρώνων.
Στην έρευνά μας χρησιμοποιούμε την στρατηγική συνθετικής διάσωσης (Synthetic rescue), όπου προκαλούμε μεταλλάξεις σε γονίδια και αναζητούμε αυτές που οδηγούν στην επιβίωση των εγκεφαλικών κυττάρων. Αυτή η έρευνα ήταν πολύ δύσκολη στο παρελθόν, αλλά τώρα με την ανάπτυξη της βιοτεχνολογικής μεθόδου CRISPR-Cas9 για γενετική επεξεργασία, οι δυνατότητες είναι απεριόριστες. Είχα την τύχη να ξεκινήσω την καριέρα μου κατά τη διάρκεια αυτής της τεχνολογικής επανάστασης.
Η ερευνητική ομάδα του Έλληνα διακεκριμένου επιστήμονα, Εμμανουήλ Μετζακοπιάν
Ποια είναι τα σημαντικά συμπεράσματα της έρευνας;
Η μεγαλύτερη πρόκλησή μας ήταν η επιλογή του κατάλληλου ανθρώπινου κυτταρικού μοντέλου για την ανίχνευση μεταλλαγμένων γονιδίων που προσφέρουν κυτταροπροστασία. Για να προσομοιώσουμε όσο το δυνατόν καλυτέρα την ανθρώπινη νόσο, χρησιμοποιήσαμε επαναπρογραμματισμένους γλουταματεργικούς νευρώνες που προέρχονται από ανθρώπινα iPSC (τους ονομάζουμε iNeurons – χρησιμοποιώντας την τεχνολογία OPTi-Ox από την bit.bio).
Η έρευνά μας ανέδειξε 13 μεταλλαγμένα γονίδια που προσφέρουν προστασία ενάντια σε κυτταρικό στρες με στατιστική σημαντικότητα. Επικεντρωθήκαμε στα γονίδια για τα οποία υπάρχουν διαθέσιμοι αναστολείς που μιμούνται το αποτέλεσμα της γονιδιακής μετάλλαξης. Βρήκαμε το L-Moses, ένα φάρμακο που στοχεύει το γονίδιο KAT2B, που μπορεί να διασώσει τους ανθρώπινους νευρώνες από το κυτταρικό στρες που σχετίζεται με νόσους όπως η νόσος του Alzheimer, η νόσος του Parkinson και η νόσος Prion.
Πόσο κοντά βρισκόμαστε στην εύρεση νέων θεραπειών;
Ο ρυθμός ανακάλυψης φαρμάκων έχει φτάσει σε ένα ασύνηθες επίπεδο επιτάχυνσης, χάρη στις καινοτόμες εξελίξεις στη γενετική επεξεργασία και τις ανοσοθεραπείες. Αυτή η συναρπαστική πρόοδος έχει οδηγήσει σε ένα ιστορικό επίτευγμα – το Lecanemab, ένα φάρμακο ανοσοθεραπείας που έχει αποδείξει τη δυνατότητά του να επιβραδύνει τη χειρότερη εξέλιξη της μνήμης και της γνωστικής λειτουργίας σε ασθενείς με άνοια. Αυτή η επαναστατική επίτευξη σηματοδοτεί μια νέα εποχή ελπίδας και δυνατοτήτων για εκατομμύρια ανθρώπους που επηρεάζονται από αυτήν την καταστροφική νόσο. Το Lecanemab λειτουργεί αφαιρώντας μια κολλώδες πρωτεΐνη από τον εγκέφαλο που πιστεύεται ότι προκαλεί τη νόσο του Alzheimer. Είμαι αισιόδοξος ότι θα βλέπουμε πολλές περισσότερες τέτοιες επιτυχίες στο άμεσο μέλλον.
Ποια είναι τα επόμενα επιστημονικά βήματά σας;
Είμαι ενθουσιασμένος που ξεκίνησα ένα τολμηρό νέο ταξίδι στην καριέρα μου αναλαμβάνοντας τα ηνία στο τμήμα της Έρευνας και Ανάπτυξης της bit.bio, μια κορυφαία βιοτεχνολογική εταιρεία που εδρεύει στο Cambridge του Ηνωμένου Βασιλείου. Εξειδικευόμενη στη συνθετική βιολογία και τον κυτταρική αναπρογραμματισμό, η τεχνολογία της bit.bio επιτρέπει τον ακριβή ανασχεδιασμό ανθρώπινων κυτταρικών τύπων, ανοίγοντας τον δρόμο για μια επαναστατική αλλαγή στον τομέα των κυτταρικών θεραπειών.
Καθώς εισχωρούμε στη νέα εποχή της αναγεννητικής ιατρικής, στόχος μας είναι να διευρύνουμε το ρεπερτόριο μας από μοριακά φάρμακα δημιουργώντας ζωντανά φάρμακα που μπορούν να επανασχεδιάσουν τον τρόπο που θεραπεύουμε προηγουμένως ανίατες νόσους. Ήδη, έχουμε δει τον αντίκτυπο των ανασχεδιασμένων CAR-T κυττάρων στην θεραπεία των αιματολογικών καρκίνων, ανοίγοντας έναν νέο κόσμο πιθανοτήτων για ασθενείς σε όλο τον κόσμο.
Είστε ανάμεσα στους υποψηφίους για τα Cambridge Independent Science and Technology Awards 2023. Πόσο σημαντική θα ήταν για εσάς και την ομάδα σας μια τέτοια διάκριση;
Η υποψηφιότητα μου για τα Cambridge Independent Science and Technology Awards 2023 είναι μια μεγάλη τιμή και αναγνώριση της σημαντικής δουλειάς που έχει κάνει η ομάδα μου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω την ομάδα μου και τα ιδρύματα που μας στήριξαν και χρηματοδότησαν όλα αυτά τα χρόνια: Medical Research Council, Wellcome Trust, Parkinson’s Disease UK, Michael J. Fox foundation και Open targets. Η διάκριση αυτή ενθαρρύνει και ενισχύει την προσήλωση μας στην καινοτομία και την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που μπορούν να βελτιώσουν την ανθρώπινη υγεία και την ποιότητα ζωής.
Ποιος είναι ο Εμμανουήλ Μετζακοπιάν
Ο Εμμανουήλ Μετζακοπιάν κατάγεται από την Άνδρο και είναι απόφοιτος του τμήματος Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στην πόλη της Λάρισας. Απέκτησε το διδακτορικό του από το University College London και το Εθνικό Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών (National Institute for Medical Research, που αποτελεί πλέον μέρος του Ινστιτούτου CRICK) το 2010 στο Λονδίνο μελετώντας την ανάπτυξη του μυελεγκέφαλου. Στη συνέχεια εργάστηκε στο Ινστιτούτο Sanger του Welcome Trust στο Cambridge του Ηνωμένου Βασιλείου, επικεντρώνοντας την έρευνά του στην γονιδιακή επεξεργασία και στον γενετικό έλεγχο για την ταυτοποίηση μηχανισμών προστασίας νευρικών κυττάρων από κυτταροτοξικές προσβολές και εκφυλισμό, ιδρύοντας ταυτόχρονα την δική του ερευνητική ομάδα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο Εμμανουήλ αναγνώρισε νέους παράγοντες αναπρογραμματισμού βλαστικών κυττάρων και παρήγαγε τις Sanger CRISPR arrayed libraries, ένα σημαντικό εργαλείο για γονιδιακή επεξεργασία που διανέμεται σε όλο τον κόσμο από την εταιρία MERCK. Το 2018, ο Εμμανουήλ μετακόμισε την ερευνητική του ομάδα στο Ινστιτούτο Έρευνας για την Άνοια (UK Dementia Research Institute) του Πανεπιστημίου του Cambridge, όπου ανέπτυξε ανθρώπινα πειραματικά μοντέλα νευροεκφυλιστικών ασθενειών μέσω διαφοροποίησης iPSC κυττάρων (induced pluripotent stem cells) που χρησιμοποίησε για την ταυτοποίηση μηχανισμών προστασίας των εγκεφαλικών κυττάρων από το στρες και τον εκφυλισμό. Ο Εμμανουήλ είναι πλέον επικεφαλής της Έρευνας και Ανάπτυξης (VP of R&D) στην βιοτεχνολογική εταιρία bit.bio, όπου ηγείται της έρευνας για την ανάπτυξη ανθρώπινων κυτταρικών τύπων χρησιμοποιώντας τις πιο σύγχρονες βιοτεχνολογικούς μεθόδους αναπρογραμματισμού iPSC κυττάρων και γενετικής επεξεργασίας.
Επιστήμονες ανακάλυψαν φάρμακο που «νίκησε» τον καρκίνο εγκεφάλου σε ποντίκια
