Με την ευκαιρία του Διεθνούς Συνεδριου Νανο-θεραγνωστικής το οποίο διοργανώνεται στο ξενοδοχείο Golden Bay στην Λαρνακα 26-28 Σεπτεμβρίου, 2013 παρατίθεται συνέντευξη των Δρς Ανδρειανής Δ. Οδυσσέως, Προέδρου και Κωνσταντίνου Πίτρη, Αντιπρόεδρου του συνεδρίου)

ΕΡ: Τι ακριβώς εννοούμε με τον όρο «θεραγνωστική» και γιατί θεωρείται τόσο σημαντική στην αντιμετώπιση παθήσεων όπως ο καρκίνος?

Με τον όρο «θεραγνωστική» αναφερόμαστε σε ένα ολοκληρωμένο θεραπευτικό σύστημα το οποίο μπορεί να διαγνώσει, να μεταφέρει στοχευμένη θεραπεία και να παρακολουθεί την ανταπόκριση σε αυτή την θεραπεία, μέσα σε μια μόνο δομή΄. Η «Νανοθεραγνωστική» συνιστά την επέκταση αυτής της έννοιας προς την νανοϊατρική, δηλαδή τις ιατρικές παρεμβάσεις σε νανο-κλίμακες ή και σε μοριακό επίπεδο. Προκειμένου να κατανοήσει κανείς τις δυνατότητες της νανοθεραγνωστικής θα πρέπει να έχει σαν αφετηρία την ετυμολογία του όρου.  Η θεραγνωστική είναι ένα κράμα που προκύπτει από την σύντηξη των λέξεων θεραπευτική και διαγνωστική. Το πρόθεμα «νανο» τοποθετεί τις καινοτόμες αυτές προσεγγίσεις μέσα στο βασίλειο της νανοϊατρικής, δηλαδή της υιοθετησης μεθόδων σε νανο-κλίμακα για την προσέγγιση γνωστών κλινικών προβλημάτων. Ο όρος θεραγνωστική εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην βιβλιογραφία του 2000 για να ακολουθήσει μια λογαριθμική αυξηση του αριθμού των δημοσιεύσεων τα τελευταία χρόνια.

ΕΡ: Ποια είνα τα όπλα της νανοθεραγνωστικής? Με ποια συστήματα και με ποιους μηχανισμούς εφαρμόζεται στην πράξη?

Θεραγνωστικά νανοσωματίδια δύνανται να κατασκευαστούν μέσα από μια πλειάδα υλικών και με διαφορετικά σχήματα. Οι παράγοντες αυτοί μπορούν επίσης να καταστούν ενεργώς στοχευμένοι ώστε να συσσωρεύονται στους ιστούς που μας ενδιαφέρουν και να δρουν εξατομικευμένα ως προς τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της πάθησης του ασθενούς.
Από την στιγμή που θα βρεθεί στον μοριακό στόχο, οι παράγοντες αυτοί ενεργοποιούνται και καταστρέφουν επιλεκτικά τον παθολογικό ιστό ενώ ελαχιστοποιούν τις όποιες παρενέργειες. .
Η παρακολούθηση μπορεί να παραταθεί κατά την διάρκεια της παρμβασης για επιπρόσθετη εξατομίκευση της θεραπείας. Συνεπώς, η Νανοθεραγνωστική μπορεί να διαδραματίσει ένα σημαντικό ρόλο στην αντιμετώπιση των προκλήσεων της μάχιμης κλινικής ιατρικής για παθήσεις όπως ο καρκίνος και οι χρόνιες φλεγμονώδεις/εκφυλλιστικές παθήσεις, οι οποίες παρουσιάζουν υψηλό βαθμό ετερογένειας και προσαρμοστικότητας σε εξωτερικές αλλαγές.

ΕΡ: Ποια υπήρξε η εξέλιξη της νανο-θεραγνωστικής μέσα στις δεκαετίες που πέρασαν? Σε ποιο σημείο βρισκόμαστε σήμερα και τι συνιστά τις πιο αντιπροσωπευτικές εφαρμογές της;

Το 1959, ο Νομπελίστας Φυσικός Richard Feynman έδοσε μιαν εμπνευσμένη διάλεξη με τίτλο « Υπάρχει πολλύς χώρος στο κατώτατο επίπεδο - There is plenty of room at the bottom», προτείνοντας την χρήση μηχανών στην κλίμακα του ενός τρισεκατομμυριοστού του μέτρου (10-9). Σήμερα επιβραβεύεται ως αυτός που πυροδότησε την γένεση της έννοιας της νανοτεχνολογίας. Η νανοϊατρική δεν υπήρξε παρά μια φυσική επέκταση αυτής της ιδέας και αναφέρεται σε ιατρικές παρεμβάσεις σε επίπεδο νανομέτρων μέχρι και σε καθαρά επίπεδο βιολογικών μορίων (RNA, DNA, πρωτεϊνες)., Οι εφαρμογές της νανοϊατρικής είναι σήμερα ποικίλες και εκτεταμένες. Απεικονιστικά νανοσωματίδια καθοδηγούν σκιαγραφικούς παράγοντες σε συγκεκριμένους ιστούς, καθιστώντας την ανίχνευση ασθενειών όπως ο καρκίνος, δυνατή σε αρχικότερα στάδια. Τα νανοσωματίδια αυτά μπορούν να έχουν μαγνητικές, πυρηνικές ή οπτικές ιδιότητες καθιστώντας δυνατή τη χρήση τους σε διάφορες απεικονιστικές μεθόδους. Τα νανοσωματίδια μπορούν επίσης να μεταφέρουν φάρμακα σε συγκεκριμένους ιστούς, στοχεύοντας γνωστούς βιοδείκτες της νόσου, καθιστώντας τα φάρμακα αυτά πιο αποτελεσματικά και λιγότερο επιβλαβή σε άλλα όργανα. Επιπρόσθετα, μεταλλικές νανοδομές όπως είναι νανοόστρακα, νανοράβδοι, νανοαστερίσκοι κλπ μπορούν να αποδειχθούν χρήσιμα σε θαραπείες που βασίζονται σε υπερθερμία λόγω της δυνατότητας τους να απορροφούν ακτινοβολίες συγκεκριμένου μήκους κύματος. Από την στιγμή που η ακτινοβολία εφαρμοστεί στις νανοδομές η ενέργεια της απορροφάται, η τοπική θερμοκαρασία αυξάνετει τόσο όσο να μπορεί να καταστρέψει τα παθολογικά κύτταρα εντός του πεδίου της. Νανο-ικριώματα από νανοϋλικά με ενσωματωμένους αυξητικούς παράγοντες λειτουργούν ως μήτρες για την κατασκευή τεχνητών ιστών και οργάνων. Στο πολύ σύντομο μέλλον θα μπορεί κάποιος να οραματιστεί ένα χειρουργικό νανορομπότ το οποίο είτε καθοδηγούμενο από ένα ανθρώπινο χειρουργικό χέρι είτε ημι-αυτόματα, θα αναζητεί την παθολογική εστία, θα προσδιορίζει τη διάγνωση και στη συνέχεια θα ανακουφίζει το πρόβλημα με νανο-παρεμβάσεις πάνω στις μοριακές δομές και τα γονίδια.

ΕΡ: Πόσο κοντά στην κλινική εφαρμογή βρίσκονται σήμερα οι καινοτομίες που περιγράφετε στην νανο-ιατρική και στην νανοθεραγνωστική, ιδιαίτερα?

Η νανο-θεραγνωστική έχει σχειδιαστεί ώστε να προσφέρει τόσο στην ιατρική όσο και στην φαρμακευτική κοινότητα, μια δυναμική πλατφόρμα για εξατομικευμένη, ελάχιστα επεμβατική, μεταφορά φαρμάκων in vivo με απελευθέρωση και θεραπεία στο επιθυμητό σημείο κατά το δοκούν, ενώ κα καθιστά δυνατή την παρακολούθηση της ανταπόκρισης στην θεραπεία. Αναμένεται να αναδυθούν νέες στρατηγικές οι οποίες θα καθιστούν δυνατή την ολοκληρωμένη προσέγγιση διάγνωσης και θεραπείας σε ένα ευρύ φάσμα ειδικοτήτων και υποειδικοτήτων στην κλινική πράξη. Οι προσεγγίσεις αυτές απαιτούν συγκερασμό υψηλού επιπεδού διεπιστημονικής έρευνας η οποία συνιστά το αποτέλεσμα συνεργιστικότητας μεταξύ μοριακής απεικόνισης, θεραπείας και νανο-ιατρικής. Πιθανά οφέλη της νανο-θεραγνωστικής περιλαμβάνουν, χωρίς να περιορίζονται σε αυτά, (ι) εκτίμηση της βιο-κατανομής και συγκέτρωσης του φαρμάκου στην στοχευμένη περιοχή, in vivo, δηλαδή στο ζωντανό οργανισμό, (ιι) οπτική αντίληψη της απελευθέρωσης του φαρμάκου από ένα δεδομένο νανο-μεταφορέα και (ιιι) παρακολούθηση του θεραπευτικού αποτελέσματος σε πραγματικό χρόνο. Μια σημαντική αντίληψη των δυνατοτήτων της θεραγνωστικής βρίσκει παράδειγμα στον ρόλο της απεικονιστικής κατά τις επεμβατικές διαδικασίες οι οποίες επί του παρόντος φαίνεται να συνιστούν μιαν από τις εφαρμογές που βρίσκονται πλησιέστερα προς την κλινική εφαρμογή.

ΕΡ: Θα μπορούσαν να δοθούν συγκεκριμένα παραδείγματα από την καθημερινή ιατρική πράξη ώστε να διαφανεί η μεγάλη αξία αυτού του νέου ερευνητικού πεδίου;

Ασφαλώς. Χαρακτηριστικότερο παράδειγμα συνιστούν οι θεραπείες με απεικονιστική καθοδήγηση, οι οποίες έχουν ανοίξει το δρόμο των νανο-θεραγνωστικών παραγόντων προς την κλινική εφαρμογή. Επιπρόσθετα, η ποσοτικοποίηση της μεταφορά του φαρμάκου με την απεικονιστική καθοδήγηση η οποία συνιστά μιαν επανάσταση στην σύγχρονη Ακτινολογία.

Μια από τις πλέον υποσχόμενες, αλλά κυρίω τις πλέον αναμενόμενες εφαρμογές της θεραγνωστικής και της νανο-θεραγνωστικής ειδικότερα, είναι η χειρουργική με απεικονιστική καθοδήγηση. Η εφαρμογή αυτή αφορά (ι) καθδηγούμενο χειρουργικό καθαρισμό πολλαπλών μεταστάσεων και (ιι) καθορισμό των χειρουργικών ορίων με απώτερο στόχο την βέλτιστη διατήρηση των οργάνων που μάς ενδιαφέρουν. Οι περισσότερες από τις επεμβατικές κλινικές διαδικασίες επί του παρόντος εξαρτώντια σε μεγάλο βαθμό από την ανθρώπινη οπτική αντίληψη, και σε μικρότερο βαθμό, σε διεγχειρητικές διαγνοστικές διαδικασίες. Δυστυχώς, η ανίχνευση κυτταρικών ή μοριακών ενδείξεων της νόσου, σε επίπεδο που να μπορεί να επιτευχθεί πλήρης θεραπεία, δεν είναι σήμερα διαθέσιμη εντός του χειρουργείου. Υπάρχει, ως εκ τούτου, μια αδήριτη ανάγκη να ενσωματωθούν προηγμένες οπτικές και οπτοακουστικές μέθοδοι προκειμένου να ενισχυθεί η διαδικασία λήψης κρίσιμων αποφάσεων κατά την διάρκεια κλινικων παρεμβάσεων.  

Έχει πρόσφατα αναδυθεί ένας αριθμός τεχνικών για διεγχειρητική καθοδήγηση, βασισμένες σε οπτική απεικόνιση, ιδιαίτερα στο πεδίο της χειρουργικής του καρκίνου, με την δυνατότητα να καταστήσουν τους χειρουργούς ικανούς να καθορίσουν με ακρίβεια τα όρια του όγκου. Η εξέλιξη και η μεταφορά των οπτικών συστημάτων στο χειρουργείο έχει καταστεί δυνατή χάρη σε σημαντικές τεχνολογικές προόδους στο πεδίο της ιατρικής οπτικής. Ο καρκίνος των ωοθηκών με περιτονιακή διασπορά, μια ιδιαίτερα μεγάλη πρόκληση στην χειρουργική ογκολογία, προσφέρεται ως ένα υπόδειγμα εφαρμογής των αρχών της νανο-θεραγνωστικής. Σε μιαν πρόσφατη μελέτη η οποία συνιστά και την πρώτη εφαρμογή σε κλινικό επίπεδο, επιχειρήθηκε μια ακριβέστερη διεγχειρητική μέτρηση και εκτίμηση των νεοπλασματικών εστιών με την καθοδήγηση φθορίζουσας οπτικής απεικόνισης. Αυτό κατέστη δυνατό με την ενδοφλάβια χορήγηση μιας φθοριζουσας χρωστικής ειδικά σχεδιασμένης ώστε να στοχεύει σοτν υποδοχέα α του φυλλικού οξέως (FR-α).  Ο υποδοχέας FR-α  συνιστά έναν τεκμηριωμένο βιοδείκτη του καρκίνου των ωοθηκών με επιθηλιακή προέλευση. Λειτουργική σύζευξη του κατάλληλου οπτικού ιχνηθέτη με ένα δυνητικά θερεπευτικό στόχο αναμένεται να εισαγάγει μοριακές θεραπείες μέσα στην ίδια συνεδρία.

ΕΡ: Συνοψίζοντας, πώς θα αποδίδατε με μαι φράση όλα όσα υπόσχεται να δώσει η νανο-θεραγνωστική; Και κάτι ακόμη, γιατί ένα, και ειδικότερα το πρώτο Διεθνές Συνέδριο για Νανοθεραγνωστική στην Κύπρο;

Ο απώτερος σκοπός των νανοθεραγνωστικών παραγόντων είναι να παρέχουν θεμελειώση υποστήριξη για βελτίωση των επεμβατικών διαγνωστικών και θεραπευτικών στρατηγικών οι οποίες θα μπορούσαν να συνεισφέρουν αποτελεσματικά σε αναδυόμενες έννοιες στο υπερ-επιστημονικό πεδίο της εξατομικευμένης ιατρικής. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτό το έργο είναι ακόμη πιο επιτακτικό τώρα να επιδιωχθεί μια βελτιωμένη συνύπαρξη ικανών ομάδων που βρίσκονται εντός των πεδίων της χημείας, βιολογίας, ιατρικής και της βιοϊατρικής μηχανικής. Αυτό είναι ακριβώς που επιτυγχάνουμε με το Διεθνές Συνέδριο στην Θεραγνωστική, το οποίο έχει ήδη προσελκύσει κορυφαίες προσωπικότητες του χώρου αλλά και πολλά υποσχόμενους νέους επιστήμονες από τέσσερεις ηπείρους. Και αυτό δεν είναι παρά μόνο η αρχή. Γιατί στην Κύπρο? Επειδή ακριβώς είμαστε μια πατρίδα...νανομετρικών διαστάσεων με τεράστιο βάθος και απύθμενες προοπτικές...