Ο αγώνας δρόμου προς διαγνωστικό τεστ για όλους

liberal.gr

Μαίρη Βενέτη

Ένα από τα μεγαλύτερα ζητούμενα για την μείωση της καμπύλης της επιδημίας είναι η δημιουργία ενός γρήγορου, αξιόπιστου και οικονομικού τεστ διάγνωσης που θα μπορεί να διατεθεί μαζικά και να διεξαχθεί εκτός μεγάλων εργαστηρίων,  έτσι ώστε να ανιχνεύονται έγκαιρα οι φορείς και να απομονώνονται, ακόμα και όταν δεν έχουν εκδηλώσει έντονα συμπτώματα. Είναι κατανοητό ότι μια τέτοια δυνατότητα, θα βοηθήσει εξαιρετικά στον έλεγχο της μετάδοσης του νέου κορονοϊού.

Μέχρι και σήμερα βασιζόμαστε στα μοριακά τεστ αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης, PCR.

Το πρώτο τεστ PCR για ανίχνευση του γενετικού υλικού του  ιού αναπτύχθηκε τον Ιανουάριο από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, λίγο μετά την αλληλούχιση από Κινέζους επιστήμονες του γονιδιώματος του SARS-CoV-2.

Τα τεστ PCR, βασίζονται στη λήψη δείγματος από τον λαιμό ή τη μύτη,  είναι εξαιρετικά ακριβή, όμως μπορούν να διεκπεραιωθούν σε μεγάλα εργαστήρια, καθώς το πρωτόκολλο τους είναι πολύπλοκο και απαιτεί χρόνο, ενώ φυσικά υπάρχει κόστος. Πιο συγκεκριμένα τα τεστ αυτά χρειάζονται τέσσερις έως έξι ώρες για να ολοκληρωθούν, αλλά  μέχρι να μεταφερθούν τα δείγματα στα εργαστήρια από τα νοσoκομεία και μετά να γνωστοποιηθούν τα αποτελέσματα, μπορεί να έχουν περάσει έως και δύο 24ωρα.

Η μείωση του χρόνου διάγνωσης είναι ένα πρώτο θέμα γιατί όπως τονίζουν οι ειδικοί, χρειάζονται συμπληρωματικά νέα ταχύτερα τεστ αίματος, που να δίνουν αποτελέσματα σε 10 έως 60 λεπτά, έναντι να επιταχυνθεί το έργο των κλινικών γιατρών και παράλληλα να ανακουφιστούν τα μεγάλα εργαστήρια.

Ως εκ τούτου  έχει ξεκινήσει μια κούρσα σε διάφορες χώρες με στόχο την ανάπτυξη γρήγορων φορητών τεστ για την ανίχνευση του SARS-CoV-2, τα επονομαζόμενα Rapid ή Point-of-Care Tests,  γνωστά και με τη σύντμιση POC.

Μια πολύ σημαντική δυνατότητα είναι ότι κάποια από αυτά τα γρήγορα τεστ,  θα μπορούν να ανιχνεύουν την ύπαρξη αντισωμάτων έναντι του νέου ιού, δυνατότητα  που δεν έχουν τα μοριακά τεστ PCR.

Επίσης κάποια άλλα θα δίνουν τη δυνατότητα ανίχνευσης και του ιού της γρίπης, όπως για παράδειγμα το υπό ανάπτυξη τεστ της  καναδικής Sona Nanotech, που συνδυάζει ταυτόχρονα την ανίχνευση του κορονοϊού και του ιού της γρίπης.

Δεν είναι βέβαια η μόνη. Η γερμανική Pharmakt ήδη έχει διαθέσιμο ένα τεστ διάρκειας μόλις 20 λεπτών, που ανιχνεύει αντισώματα IgM και IgG έναντι του νέου ιού και σκοπεύει τη μαζική παραγωγή ενός εκατομμυρίου «κιτ» εντός του Απριλίου.  Στις πολύ σημαντικές λεπτομέρειες είναι ότι σύμφωνα με τις μέχρι τώρα δοκιμές, δίνει μηδενικά ψευδώς θετικά αποτελέσματα, ενώ τα ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα κυμαίνονται πέριξ του 13%.

Στο περιοδικό Science αναφέρεται η  αμερικανική Cepheid, η οποία πήρε έγκριση από την  FDA των ΗΠΑ για την ανάπτυξη ενός τεστ PCR για τον νέο ιό, που θα γίνεται στο σύστημα GenXpert. Πρόκειται για  μία συσκευή με μέγεθος μηχανής εσπρέσο, και θα βγάζει διαγνωστικό αποτέλεσμα σε 45 λεπτά.

Όσον αφορά τώρα τις αμερικανικές έρευνες, αξίζει να σημειωθεί μία πιο προχωρημένη λύση.

Οι αμερικανικές εταιρείες Mammoth Biosciences και Sherlock Biosciences χρησιμοποιούν τη νέα γενετικής τεχνική CRISPR, για το πρώτο γρήγορο τεστ POC.  Ήδη ανέπτυξαν και δοκίμασαν το τεστ SARS-CoV-2 Detectr, που έχει ακρίβεια ανάλογη ενός τεστ PCR, χρειάζεται μόνο 30 έως 45 λεπτά και το οποίο θα κυκλοφορήσει στην αγορά σε λίγους μήνες.

Ποιες άλλες εταιρείες συμμετέχουν στον αγώνα

Στη συνέχεια αναφέρουμε τις σημαντικότερες από τις υπόλοιπες εταιρείες που εκπονούν ανάλογα projects.

Η Guangzhou Wondfo Biotech, η Innovita Biological Technology και η Jiangsu Medomics Medical Technologies με έδρα την Κίνα δουλεύουν  πάνω σε τεστ αντισωμάτων πλευρικής ροής διάρκειας 15 λεπτών.

Η Snibe Diagnostic με έδρα την Κίνα δουλεύει πάνω σε εγκεκριμένο αυτοματοποιημένο τεστ σε σύστημα MAGLUMI.

Η κινεζική Xiamen AmonMed Biotechnology  έχει βάλει το στοίχημα για τεστ αντισωμάτων διάρκειας δέκα λεπτών, ενώ η επίσης κινεζική  Zhejiang Orient Gene Biotech δουλεύει πάνω σε εγκεκριμένο τεστ ανοσοχρωματογραφίας στερεάς φάσης.

Το τεστ πλευρική ροής για αντισώματα διάρκειας  δέκα λεπτών κυνηγάει και η νοτιοκορεάτικη Sugentech.

Στον ίδιο αγώνα και η  Biomerica με έδρα τις ΗΠΑ, η οποία  διερευνά το υπό έγκριση από την FDA τεστ πλευρικής ροής για αντισώματα διάρκειας δέκα λεπτών.

Η Caspr Biotech εργάζεται για την ανάπτυξη  φορητού τεστ βάσει της νέας τεχνικής CRISPR-Cas12, ενώ η Cepheid με έδρα τις ΗΠΑ, εργάζεται πάνω σε  τεστ PCR σε σύστημα GenXpert benchtop διάρκειας δύο ωρών.

Τι είναι η μέθοδος CRISPR και πώς συνδέεται με τη νέα επιδημία

Πρόκειται για μια τεχνική της γενετικής μηχανικής που αναπτύχθηκε εντυπωσιακά τα πέντε τελευταία χρόνια. Επιτρέπει στους ειδικούς να τροποποιούν εργαστηριακά τα γονίδια όλων των φυτικών και ζωικών οργανισμών με πολύ πιο εύκολο, οικονομικό και αποτελεσματικό τρόπο,  σε σύγκριση με τις προηγούμενες τεχνικές. Γι’αυτόν ακριβώς το λόγο το 2016 η νέα μέθοδος γονιδιωματικής τροποίησης, γνωστή με το ακρωνύμιο «CRISPR», πήρε την πρώτη θέση ανάμεσα στις σημαντικότερες επιστημονικές ανακαλύψεις.

Η νέα τεχνική της γενετικής μηχανικής κέρδισε τα φώτα της δημοσιότητας χάρη σε εφαρμογές που έδειξαν τις ασύλληπτες δυνατότητες της, όπως η τροποποίηση του ανθρώπινου γονοδιώματος από Κινέζους επιστήμονες,  η δημιουργία μεταλλαγμένων κουνουπιών στο εργαστήριο από Αμερικανούς που δεν μεταδίδουν την ελονοσία και οι έρευνες τεχνικής επεξεργασίας γονιδίων CRISPR/Cas9 σε ασθενείς με καρκίνο στις ΗΠΑ.

Οι δυνατότητες της συγκεκριμένης μεθόδου για επεμβάσεις στα ανθρώπινα γονίδια, έναντι να αναπρογραμματιστούν και να επανασχεδιαστούν έχουν πυροδοτήσει πολλές αντιδράσεις και σκεπτικισμό, όμως δεν παύει να αποτελεί μια πραγματική ανανέωση των βιοτεχνολογικών μας δυνατοτήτων.

Ολα ξεκίνησαν το 2012 όταν  δύο επιφανείς ερευνήτριες επινόησαν τη μέθοδο CRISPR, η Γαλλίδα Εμανουέλ Σαρπεντιέ  και η Αμερικανίδα Τζένιφερ Ντούντν. Οι δύο ερευνήτριες συνεργάστηκαν έναντι να μελετήσουν  τους μοριακούς μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να αντιμετωπίζουν τους ιούς που τους επιτίθενται.

Αναλύοντας το γενετικό υλικό πολλών βακτηρίων, διαπίστωσαν ότι στο γονιδίωμά τους, δηλαδή στο βακτηριακό DNA, υπάρχουν κάποιες επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες βάσεων που περιέχουν τμήματα όμοια με το DNA των βακτηριοφάγων, δηλαδή των ιών που τους επιτίθενται. Πρόκειται για μια αινιγματική μνήμη που έχει το DNA τους έναντι να θυμάται τους ιούς που το έχουν μολύνει. Εν συνεχεία ανακάλυψαν  ότι στο DNA των βακτηρίων, πολύ κοντά σε αυτές τις περίεργες αλληλουχίες-αντίγραφα του γονιδιώματος των ιών, υπάρχουν πάντα γονίδια που περιέχουν κωδικοποιημένες τις πληροφορίες για την παραγωγή των πρωτεϊνών Cas από τα βακτηριακά κύτταρα.

Οι πρωτεΐνες Cas είναι περιοριστικά ένζυμα -πρωτεΐνες ενδονουκλεάσες- που μπορούν να τεμαχίζουν το DNA σε καθορισμένα σημεία. Πράγματι, τα ένζυμα Cas είναι πάντοτε ένζυμα συνδεδεμένα με τις αλληλουχίες CRISPR.

Το γεγονός αυτό οδήγησε τους ερευνητές στη θεμελιώδη ανακάλυψη ότι οι αλληλουχίες του DNA που είναι αντίγραφα των ιών περιέχουν πληροφορίες για τη δημιουργία RNA. Αυτά τα μόρια -λόγω μοριακής συμπληρωματικότητας- μπορούν να αναγνωρίζουν το DNA των ιών όταν εισβάλλει ξανά στα κύτταρα των βακτηρίων. Και το σημαντικότερο, αυτά τα μόρια RNA οδηγούν τα ένζυμα Cas στο να καταστρέφουν στοχευμένα το γενετικό υλικό του εισβολέα, δηλαδή να αποδομούν μόνο το ξένο DNA του βακτηριοφάγου ιού!

Εν ολίγοις, το σύμπλοκο CRISPR-Cas είναι ένα σύστημα άμυνας των βακτηρίων ενάντια στην εισβολή του ξένου DNA των βακτηριοφάγων, είναι δηλαδή ένα απλό αλλά αποτελεσματικό σύστημα ανοσίας των προκαρυωτικών οργανισμών,  το οποίο για να ενεργοποιηθεί θα πρέπει πρώτα να υπάρξει μόλυνση από το ξένο DNA των ιών, όπως συμβαίνει και με το ανοσοποιητικό σύστημα των πολύπλοκων ευκαρυωτικών οργανισμών.

Οταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν την ύπαρξη αυτού του μηχανισμού, άρχισαν να εκπονούν εργαστηρικές μελέτες πάνω σε τεχνικές «επιδιόρθωσης» στο DNA των ευκαρυωτικών οργανισμών. Αξιοποιώντας την ικανότητα των πρωτεϊνών Cas να τεμαχίζουν το DNA σε προκαθορισμένα σημεία διαπίστωσαν σύντομα ότι με τα κατάλληλα κάθε φορά εργαλεία, π.χ. με συγκεκριμένα RNA-οδηγούς και κατάλληλα τμήματα DNA που χρησιμεύουν ως πρότυπα για τις αλλαγές του DNA στόχου, μπορούσαν με σχετική ευκολία να εισάγουν ή να αφαιρούν γονίδια, με απώτερο σκοπό να καταφέρουν κάποια στιγμή να επιδιορθώνουν τις επιβλαβείς μεταλλαγές που ευθύνονται για τις γενετικές ασθένειες.

Σήμερα,  οι περισσότερες έρευνες χρησιμοποιούν το σύστημα CRISPR-Cas για την επιλεκτική τροποποίηση του γενετικού υλικού και την αντικατάσταση των επιβλαβών μεταλλαγών. Έτσι κατάφεραν να απενεργοποιήσουν τα βλαπτικά γονίδια των ιών που προσβάλλουν φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς. Οι πιο εντυπωσιακές, βιοτεχνολογικές παρεμβάσεις είναι στους χοίρους, στα κουνούπια ενώ κορυφώνεται η συζήτηση για το κατά πόσο είναι ηθικό ή όχι οι παρεμβάσεις αυτές να γίνονται και στους ανθρώπους, ειδικά μετά τις προσπάθειες του  βιοτεχνολόγου Junjie Huang, ο οποίος προχώρησε στην εργαστηριακή τροποποίηση ανθρώπινων εμβρύων, με στόχο την αντικατάσταση του γονιδίου που ευθύνεται για τη θανατηφόρο γενετική ασθένεια της β-θαλασσαιμίας.

Δεδομένου ότι η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με μια πρωτοφανή πανδημία για την ιστορία των τελευταίων 100 χρόνων της, γίνεται κατανοητό ότι η μέθοδος CRISPR ανεξαρτήτως του φιλοσοφικού φορτίου που φέρει,  έχει επιστρατευθεί με τις «ευλογίες» όλων στην καταπολέμηση ενός ασύμμετρου ιού, που έχει αναχαιτήσει οικονομίες και καθημερινότητα σε παγκόσμιο επίπεδο.

Άλλωστε ήδη από το 2019 γίνονται οι πρώτες κλινικές δοκιμές τεχνικής επεξεργασίας γονιδίων CRISPR/Cas9 σε τρεις ασθενείς με καρκίνο στις ΗΠΑ, με βασικό αντίλογο πάνω στους ηθικούς προβληματισμούς,  ότι η συγκεκριμένη έρευνα αποσκοπεί στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των γονιδιακών θεραπειών και όχι στην επεξεργασία του DNA των ασθενών.

Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες πήραν από τους ασθενείς ανοσολογικά κύτταρα, τα οποία ονομάζονται Τ κύτταρα, επεξεργάστηκαν το γονιδίωμά τους και στη συνέχεια, αναπλήρωσαν τα κύτταρα του κάθε ασθενούς. Στην ουσία χρησιμοποιήθηκε η γονιδιωματική τεχνολογία CRISPR/Cas9 για να διαγράψει τρία γονίδια και να εισαγάγει ένα νέο γονίδιο στα Τ κύτταρα των ασθενών.

Τα δείγματα αίματος από τους ασθενείς έδειξαν ότι τα μεταβληθέντα Τ κύτταρα επεκτάθηκαν και επιβίωσαν. Κανένας, βέβαια, από τους ασθενείς δεν έχει ανταποκριθεί ακόμη στη θεραπεία, αλλά, μέχρι στιγμής, δεν έχουν παρατηρηθεί σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες. Σύμφωνα με τον επικεφαλής της μελέτης, Dr Edward Stadtmauer από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια: Αυτή η δοκιμή ασχολείται κυρίως με τρία ερωτήματα: Μπορούμε να επεξεργαστούμε τα Τ κύτταρα με αυτόν τον τρόπο; Είναι τα “νέα” Τ κύτταρα που προκύπτουν λειτουργικά; Τέλος, είναι ασφαλή να εισάγονται σε έναν ασθενή; Από τα πρώιμα δεδομένα προκύπτει ότι η απάντηση και στις τρεις ερωτήσεις μπορεί να είναι ναι.

 

Αποποίηση Ευθύνης: Το υλικό αυτό παρέχεται για πληροφοριακούς και μόνο σκοπούς. Σε καμια περίπτωση δεν πρέπει να εκληφθεί ως προσφορά, συμβουλή ή προτροπή για την αγορά ή πώληση των αναφερόμενων προϊόντων. Παρόλο που οι πληροφορίες που περιέχονται βασίζονται σε πηγές που θεωρούνται αξιόπιστες, καμία διασφάλιση δε δίνεται ότι είναι πλήρεις ή ακριβείς και δεν θα πρέπει να εκλάμβανονται ως τέτοιες.