Τι ξέρετε για τα τεχνητά «έξυπνα» κύτταρα;

Η ιατρική χαρακτηρίζεται από ένα θεμελιώδες πρόβλημα: Οι θεραπείες είναι συχνά ασφαλείς και αποτελεσματικές μόνο όταν χορηγούνται στις κατάλληλες δόσεις και τη σωστή στιγμή, διαφορετικά μπορεί να μην έχουν τα επιθυμητά αποτελέσματα ή να είναι επιβλαβείς.

Οι δύο όμως αυτές συνιστώσες (χρονική στιγμή και δόση) δεν είναι πάντοτε ξεκάθαρες ούτε για τους ίδιους τους γιατρούς.

Σήμερα, μια ομάδα βιοτεχνολόγων την οποία διεύθυναν η Χάνα Έλσαμαντ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο και ο Ντέιβιντ Μπέικερ από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, βρήκαν λύση σε αυτό το πρόβλημα. «Έξυπνα» κύτταρα θα λειτουργούν στο μέλλον σαν μικροσκοπικά αυτόνομα ρομπότ, εντοπίζοντας την περιοχή της βλάβης και της ασθένειας και παρεμβαίνοντας την κατάλληλη στιγμή με τον κατάλληλο τρόπο.

Αυτό μπορεί να επιτευχθεί χωρίς την παρέμβαση του ανθρώπου, μέσω της δημιουργίας μιας τεχνητής πρωτεΐνης η οποία σχεδιάστηκε στον υπολογιστή και συντέθηκε στο εργαστήριο. Η πρωτεΐνη αυτή (Latching Orthogonal Cage-Key pRotein – LOCKR) δημιουργεί ένα νέο είδος βιολογικών κυκλωμάτων μέσα στα ζωντανά κύτταρα, τα οποία θα μετατρέπουν τα συνήθη κύτταρα σε «έξυπνα» κύτταρα με ιδιαίτερες ικανότητες. Παρουσιάστηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature και συνιστά μια εντελώς πρωτότυπη επινόηση. Δεν υπάρχει αντίστοιχη πρωτεΐνη με την LOCKR στη φύση, καθώς αυτή αλληλεπιδρά με τα συστατικά του κυττάρου και δύναται να αντιμετωπίσει βιολογικά προβλήματα που ανακύπτουν.

Για τη διερεύνηση της διεξήχθησαν δύο έρευνες.

Στην πρώτη έρευνα φάνηκε ότι η πρωτεΐνη LOCKR μοιάζει με ένα βαρέλι το οποίο, όταν ανοίγει, αποκαλύπτει μόρια-όπλα τα οποία χρησιμοποιούνται για να ελέγξουν και να ρυθμίσουν την κυτταρική διαδικασία. Τα όπλα αυτά κατευθύνουν τη μοριακή κυκλοφορία εντός των κυττάρων, υποβαθμίζουν ορισμένες πρωτεΐνες και εκκινούν την αυτοκαταστροφική διαδικασία των κυττάρων. Επιπλέον η πρωτεΐνη-βαρέλι ανοίγει –όταν εμφανιστεί ένα συγκεκριμένο μόριο-κλειδί που ταιριάζει απόλυτα στην «κλειδαριά» της– και σβήνει (on-off) ακριβώς όπως οι ηλεκτρικές συσκευές.

Στη δεύτερη μελέτη περιγράφηκε η δυνητική κατασκευή τεχνολογικών κυκλωμάτων με τη χρήση ενός εργαλείου που ονομάστηκε degronLOCKR, το οποίο ρυθμίζει την κυτταρική δραστηριότητα ως απάντηση σε ερεθίσματα από το εσωτερικό και το εξωτερικό περιβάλλον του κυττάρου. Όταν τα κυκλώματα που περιλάμβαναν γενετικά κωδικοποιημένους αισθητήρες εντόπιζαν μια διακοπή στην ομαλή λειτουργία του κυττάρου, το εργαλείο degronLOCKR απαντούσε καταστρέφοντας τις πρωτεΐνες που επηρεάζουν το «κυτταρικό λογισμικό» που προκάλεσε την αποδιοργάνωση μέχρι το κύτταρο να επανέλθει στη φυσιολογική του λειτουργία.

Οι ερευνητές φιλοδοξούν αυτά τα τεχνητά «έξυπνα» κύτταρα να αποτελέσουν λύση για την αντιμετώπιση πολλών ασθενειών ακόμα και εγκεφαλικών βλαβών.

Η Ελσαμάντ υποστηρίζει πως τα κύτταρα αυτά θα θεραπεύσουν στο μέλλον πολλές ασθένειες που σήμερα θεωρούνται ανίατες.

• ΠΗΓΗ: ΑΠΕ-ΜΠΕ / ΜΛΑ.