Ερμηνεύοντας το ρεπερτόριο των…αντισωμάτων

Περίπου 170 διπλώματα ευρεσιτεχνίας σε τεχνολογίες και φάρμακα έχουν βγει από το εργαστήριο του καθηγητή Γιώργου Γεωργίου στο πανεπιστήμιο του Τέξας, όπως το Anthim για τον βάκιλο του άνθρακα. Άλλα πέντε βρίσκονται υπό έγκριση ή σε κλινικές δοκιμές, όπως λέει στην πρώτη του συνέντευξη σε ελληνικό μέσο.

Οδηγώντας το μεσημέρι της περασμένης Παρασκευής προς το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη Αττικής με σκοπό να συναντήσω τον καθηγητή Γιώργο Γεωργίου, σκεφτόμουν πως αν ήμουν αντίσωμα σίγουρα δε θα ξέφευγα από το βλέμμα του. Γιατί σε αυτό ακριβώς επικεντρώνεται

ένα τμήμα της έρευνάς του, στο να “ξετρυπώνει” ό,τι αντίσωμα κυκλοφορεί στον οργανισμό μας και να δημιουργεί έναν “τηλεφωνικό κατάλογο” αντισωμάτων.

Για τα αντισώματα θα μιλούσε μέσα την επόμενη ώρα στους ερευνητές του ΕΚΕΒΕ Φλέμινγκ ο καθηγητής Χημικής & Βιοϊατρικής Μηχανικής και Μοριακών Βιοεπιστημών, στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, Γιώργος Γεωργίου. Το σεμινάριο με τίτλο: “New Facets of Humoral Immunity: The Serological Antibody Repertoire in Health and Disease”(Νέες όψεις της χημικής ανοσίας: Το ρεπερτόριο ορολογικών αντισωμάτων στην υγεία και τις ασθένειες) που έδωσε, άνοιξε τον κύκλο των επιστημονικών σεμιναρίων “BSRC Fleming ERA Chair Sessions” που υλοποιούνται στο πλαίσιο του έργου ERA Chair “Boost4Bio" [Boosting Bio-innovation and Bio-entrepreneurship for establishing excellence in Biomolecular Engineering and Synthetic Biology (Ενίσχυση της βιο-καινοτομίας και της βιο-επιχειρηματικότητας για την εγκαθίδρυση αριστείας στη Βιομοριακή Μηχανική και τη Συνθετική Βιολογία)] με φορέα υποδοχής το ΕΚΕΒΕ Φλέμινγκ. Ο Καθηγητής Γεωργίου είχε έρθει στην Ελλάδα για αυτόν τον σκοπό και με την ιδιότητα του μέλους της Επιστημονικής Συμβουλευτικής Επιτροπής του “Boost4Bio”.

Ο καθηγητής Γιώργος Γεωργίου

Δυσκολεύεται κάποιος να παρουσιάσει στο κοινό τον καθηγητή Γεωργίου, γιατί δε ξέρει για ποιο από όλα αυτά τα συναρπαστικά που συμβαίνουν μέσα στο εργαστήριό του, αλλά και για ποια από τις σημαντικές διακρίσεις και βραβεία που έχει αποσπάσει μέχρι τώρα εξαιτίας της έρευνάς του, να πρωτομιλήσει.

Εγώ επιλέγω ότι από το 2014 συμπεριλαμβάνεται στη λίστα με τους “Top 20 Translational Researchers,” (Τοπ 20 στη Μεταφραστική έρευνα) σύμφωνα με το Nature Biotechnology και από το 2008 στη λίστα με τους “100 Eminent Chemical Engineers of the Modern Era,” (Επιφανείς Χημικοί Μηχανικοί της σύγχρονης εποχής) σύμφωνα με το American Institute of Chemical Engineering (AIChE).

Σήμερα ηγείται του Institute for Human Immunology and Protein Therapeutics (Ινστιτούτο Ανθρώπινης Ανοσολογίας και Θεραπευτικών Πρωτεϊνών) στο πανεπιστήμιο του Τέξας, μέσα στο οποίο, όπως ο ίδιος λέει, έχει περάσει 35 χρόνια από τη ζωή του, με βασικό στόχο την ανεύρεση θεραπευτικών πρωτεϊνικών μορίων.

Αξίζει να σημειωθεί πως ο καθηγητής Γεωργίου είναι ο εφευρέτης του εγκεκριμένου από τον FDA φαρμάκου Anthim (obiltoxaximab) για τη θεραπεία του εισπνεόμενου άνθρακα, ενώ επί του παρόντος άλλα πέντε φάρμακα βρίσκονται υπό έγκριση ή σε κλινικές δοκιμές.

Μια στάση στην Ανοσολογία

Ο Έλληνας επιστήμονας δεν ξεκίνησε από την Ανοσολογία, μάλλον κάνει μια στάση εκεί προς το παρόν, γιατί η επιστήμη είναι απρόβλεπτη και ποτέ δε ξέρεις τι σου επιφυλάσσει και που θα σε βγάλει.

Γεννήθηκε στην Αθήνα και έλαβε το πρώτο του πτυχίο στη Χημική Μηχανική, στο Μάντσεστερ. Μετά τις βασικές του σπουδές μετακινήθηκε στο πανεπιστήμιο Κορνέλ, στη Ν. Υόρκη για να εκπονήσει τη διδακτορική του διατριβή στη Μοριακή Βιολογία και από εκεί στο πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, όπου παραμένει μέχρι σήμερα.

«Ξεκίνησα στο Τέξας με βασική και εφαρμοσμένη έρευνα στη μικροβιολογία και σε βάθος χρόνου, καθώς ο τομέας προχωρούσε, αρχίσαμε στα τέλη της δεκαετίας του ’90 και στις αρχές του 2000 να στήνουμε διάφορες μεθόδους παραγωγής γονιδιακών βιβλιοθηκών και screening (λειτουργικής σάρωσης) πρωτεϊνών, και μέσω αυτών να βρίσκουμε γρήγορα τη μια και μοναδική πρωτεΐνη που κάνει τη δουλειά που θέλουμε», εξηγεί ο καθηγητής, περιγράφοντας την εποχή, όπου μαζί με τη συνάδελφό του και μετέπειτα Νομπελίστρια Χημείας (2018) Φράνσις Άρνολντ δοκίμαζαν τις δυνατότητές τους στο πεδίο.

«Το να φτιάχνεις μια τεράστια γονιδιακή βιβλιοθήκη και να βρίσκεις, για παράδειγμα, μέσα από 1 εκατομμύριο πρωτεΐνες που εκφράζονται ποιες έχουν τις κατάλληλες ιδιότητες, αποτελεί βασικό μηχανισμό για την ανεύρεση καινούργιων φαρμάκων. Ενδεικτικά, ένα τέτοιο φάρμακο που βρέθηκε με λειτουργική σάρωση είναι το Humira για την ενεργό αρθρίτιδα. Βρήκαμε μεθόδους που είχαν μεγάλη απήχηση και εκχωρήσαμε τα δικαιώματα σε αρκετές βιοτεχνολογικές εταιρείες. Ταυτόχρονα δουλεύαμε και σε μεθόδους παραγωγής πρωτεϊνών προσεγγίζοντάς τες μέσω της μοριακής βιολογίας. Διερευνούσαμε τρόπους να κάνουμε τα κύτταρα να παράγουν μόνα τους πρωτεΐνες πιο αποτελεσματικά, γιατί αυτό είναι σημαντικό στη περαιτέρω εξέλιξη ενός φαρμάκου», λέει ο ίδιος.

Η ζωή του Έλληνα επιστήμονα μέσα στο εργαστήριο άλλαξε το 2008 εξαιτίας ενός ατυχήματος: «Έκανα σκι, έσπασα το πόδι μου σε 13 σημεία και παρέμεινα στο κρεβάτι για 3 μήνες. Και αφού βαρέθηκα, άρχισα να διαβάζω ανοσολογία. Τότε σκέφτηκα: αφού γνωρίζουμε αρκετά για τις πρωτεΐνες, μήπως μπορούμε να δώσουμε λύση σε κάποια φάρμακα και σε θέματα ανοσολογίας; Και τότε ξεκίνησε μια άλλη πορεία μέσα εργαστήριό μας…»

Έρευνα σε τριπλό επίπεδο…

Όσο και αν ακούγεται περίεργο, έχουν και τα ανθρώπινα αντισώματα το δικό τους ρεπερτόριο. Αλλά δεν το ίδιο σε όλους τους ανθρώπους. Το ρεπερτόριο των αντισωμάτων διαφέρει στον καθένα και στη καθεμιά από μας ανάλογα με τις εκάστοτε παθολογικές συνθήκες, δηλαδή άλλο ρεπερτόριο εμφανίζεται σε λοιμώδεις νόσους, άλλο σε αυτοάνοσα και άλλο στον καρκίνο.

credits: PD-USGov-HHS-CDC/wikimedia commons

«Εμείς βρίσκουμε την ταυτότητα και τις ιδιότητες των αντισωμάτων που κυκλοφορούν στο αίμα καθεμιάς και καθενός από μας κάτω από μια παθολογική κατάσταση. Για παράδειγμα όταν παθαίνει κάποιος covid αναζητούμε πόσα αντισώματα έχει, πόσα είναι διαφορετικά μεταξύ τους, τι ιδιότητες έχουν, κλπ. Έχουμε αναπτύξει τεχνολογίες για τον προσδιορισμό της ταυτότητας (αλληλουχίας), της σχετικής αφθονίας και της λειτουργίας του συνόλου των κυκλοφορούντων αντισωμάτων ως αποτέλεσμα μόλυνσης, εμβολιασμού ή σε ασθένειες όπως ο καρκίνος και τα αυτοάνοσα. Η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών παρέχει σημαντικές γνώσεις για τον σχεδιασμό των εμβολίων και βοηθούν στην ανακάλυψη πολύ ισχυρών ανθρώπινων θεραπευτικών αντισωμάτων», περιγράφει ο κ. Γεωργίου διευκρινίζοντας πως δεν υπάρχει ένα στάνταρντ πρότυπο αντισωμάτων για το κάθε άτομο και για κάθε νόσο, χωρίς να γνωρίζουν ακόμη οι επιστήμονες γιατί συμβαίνει αυτό.

«Παρατηρούμε κάποιες ομοιότητες και ιδιομορφίες, αλλά δεν ξέρουμε γιατί είναι ιδιόμορφα, ωστόσο έχουν σημαντική επίδραση στην εξέλιξη της άμυνας του οργανισμού. Συνεχώς και εμείς μαθαίνουμε», συμπληρώνει.

Η δεύτερη επιστημονική περιοχή στην οποία εργάζεται η ερευνητική ομάδα του καθηγητή είναι η ανακάλυψη, ανάπτυξη και η προκλινική επικύρωση πρωτεϊνικών θεραπευτικών ενζύμων για τον καρκίνο, για εγγενή σφάλματα μεταβολικών διαταραχών και για άλλες ασθένειες.

«Σε κάποιες νόσους παρατηρείται μια μεταβολική διαφοροποίηση, δηλαδή κάποιο μόριο παράγεται σε υπερβολικές ποσότητες (υπερπαραγωγή) ή σε άλλη περίπτωση κάποιο κύτταρο χρειάζεται να προσλάβει από το αίμα κάποιο μόριο. Αν βρούμε ένα ένζυμο που να μπορεί να διαλύσει αυτό το μόριο που υπερπαράγεται τότε έχουμε μια θεραπευτική προσέγγιση», εξηγεί ο κ. Γεωργίου.

Όπως μού λέει, παρότι ξεκίνησαν με την ομάδα του να ασχολούνται με τον καρκίνο, τελικά εστίασαν στις γενετικές σπάνιες νόσους, όπου εκεί παρατηρείται υπερπαραγωγή κάποιων αμινοξέων. Για παράδειγμα, για τη νόσο Hyperargininemia δημιουργήσαν το φάρμακο “Perzilarginase” το οποίο αυτή τη στιγμή βρίσκεται υπό έγκριση από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Φαρμάκων (EMA):

«Το φάρμακο αυτό είναι ένα ένζυμο που διασπά το αμινοξύ αργινίνη το οποίο υπερπαράγεται σε αυτή την ασθένεια. Η υπερπαραγωγή του αμινοξέος δημιουργεί σοβαρά προβλήματα που ξεκινούν από τη νοητική υστέρηση και φτάνουν σε επιπλοκές σε ζωτικά όργανα και στη σκελετική διάπλαση και τελικά στο θάνατο μέχρι τα 25 έτη. Η νόσος πλήττει 1 στα 500.000 άτομα νεαρής ηλικίας. Αν το φάρμακο εγκριθεί θα ανακουφίσει περίπου 1000 ασθενείς στην ΕΕ και 2000 στις ΗΠΑ».

Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφερθεί ότι ο καθηγητής έχει ιδρύσει μέχρι στιγμής τρεις εταιρείες, την GGMJD το 1999, η οποία εξαγοράστηκε από τη Maxygen το 2000, την Aeglea Biotherapeutics, το 2013 και την Ikena Oncology Inc. το 2015. Το υπό έγκριση φάρμακο “Perzilarginase” που προαναφέρθηκε δημιουργήθηκε από την εταιρεία Aeglea Biotherapeutics. Ακόμη ένα φάρμακο (πρωτεϊνικό ένζυμο) με την ονομασία Homocystinase που δημιούργησε η ίδια εταιρεία για τη νόσο Homocystinuria (μία κληρονομική διαταραχή που αποτρέπει το σώμα να επεξεργαστεί το απαραίτητο αμινοξύ μεθειονίνη), βρίσκεται σε κλινική δοκιμή φάσης Ι/ΙΙ.

Στις 21 Μαρτίου του 2016, ο FDA ενέκρινε το Anthim (obiltoxaximab) για τη θεραπεία του εισπνεόμενου άνθρακα σε συνδυασμό με κατάλληλα αντιβακτηριακά φάρμακα και για την πρόληψη της νόσου όταν δεν υπάρχουν διαθέσιμες ή κατάλληλες εναλλακτικές θεραπείες. Οι ερευνητές του εργαστηρίου του Καθηγητή Γεωργίου, των οποίων η εργασία είχε ξεκινήσει πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, κατασκεύασαν ένα υψηλής συγγένειας, «κολλώδες» θραύσμα αντισώματος που συνδέεται με την τοξίνη του άνθρακα, εμποδίζοντας τη δράση του.

Ρεκόρ σε πατέντες…

Περίπου 170 διπλώματα ευρεσιτεχνίας σε τεχνολογίες και φάρμακα έχουν βγει από το εργαστήριο του Έλληνα επιστήμονα μέσα στο οποίο σήμερα εργάζονται περίπου 25 ερευνητές, ανάμεσά τους και Έλληνες. Για πάνω από το 65% των πατεντών (που περιλαμβάνουν 31 ξεχωριστές σουίτες τεχνολογίας) έχουν εκχωρηθεί δικαιώματα σε 29 βιοτεχνολογικές φαρμακευτικές εταιρείες.

Τώρα ο καθηγητής επιχειρεί μια διαφορετική προσέγγιση και στα ενέσιμα φάρμακα με αντισώματα, τα οποία θεωρεί πως είναι τα σημαντικότερα φάρμακα επί του παρόντος γιατί έχουν μεγάλη αποτελεσματικότητα.

«Υπάρχουν λόγοι και επιστημονική ανάγκη να φτιάξουμε αντισώματα δεύτερης γενιάς που να ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα με διαφορετικούς τρόπους. Εμείς εργαζόμαστε με το τμήμα εκείνο του αντισώματος που δεν αναγνωρίζει το παθογόνο, αλλά αναγνωρίζεται από το ανοσοποιητικό σύστημα. Ας πάρουμε για παράδειγμα ένα τέτοιο φάρμακο για τον καρκίνο. Αυτό κολλάει πάνω στα καρκινικά κύτταρα και τους βάζει μια “σημαία” ώστε να αναγνωρίζονται από το ανοσοποιητικό σύστημα και να θανατώνονται. Αυτό δουλεύει όταν το καρκινικό κύτταρο παράγει πολλά μόρια στα οποία μπορεί να κολλήσει το αντίσωμα. Υπάρχουν όμως και καρκινικά κύτταρα που παράγουν λιγότερα μόρια. Εκεί τότε διαφοροποιείς το φάρμακο και το βάζεις να κολλά στα καρκινικά κύτταρα μια πιο έντονη “σημαιούλα” για να γίνουν διακριτά από το ανοσοποιητικό σύστημα. Μπορεί όμως το μόριο που παράγεται από τα καρκινικά κύτταρα, να παράγεται και αλλού, π.χ. στη καρδιά. Εκεί πρέπει να προσέξεις να πετύχεις εντοπισμένη δραστικότητα, αλλάζοντας π.χ. τη δομή ενός τμήματος του αντισώματος», περιγράφει ο καθηγητής λέγοντας πως ο στόχος αυτών των φαρμάκων είναι κυρίως τα αυτοάνοσα και παρότι το εργαστήριό του έχει εκχωρήσει τα δικαιώματα για τέτοια φάρμακα σε κάποιες φαρμακευτικές εταιρείες, αυτές δεν έχουν προχωρήσει.

Ο καθηγητής Γιώργος Γεωργίου με την συντάκτρια του Dnews, Βασιλική Μιχοπούλου

«Ο απώτερος στόχος μας είναι να δημιουργήσουμε ενέσιμα αντισώματα τα οποία θα μπορούν να κάνουν οι πάσχοντες μόνοι τους στο σπίτι τους, όπως την ινσουλίνη, χωρίς να χρειάζεται να επισκέπτονται τακτικά τον γιατρό τους», καταλήγει.

Ταχεία ενεργοποίηση για τον κορωνοιό..

Η ομάδα του καθηγητή Γεωργίου ήταν από τις πρώτες που ενεργοποιήθηκαν όταν ξέσπασε η πανδημία, όπως περιγράφει ο ίδιος: «Βρήκαμε ότι ορισμένοι από τους ασθενείς πέρασαν τη νόσο ελαφρά γιατί έφτιαχναν τέτοια αντισώματα που κολλούσαν αμέσως στην πρωτεϊνική ακίδα του κορωνοιού. Αυτοί ήταν από τους τυχερούς, αλλά δεν ξέρουμε γιατί φτιάχνουν τέτοια αντισώματα. Επίσης βρήκαμε ένα άτομο-σίγουρα θα υπάρχουν κι άλλα-που φτιάχνει απίστευτα αντισώματα εναντίον όλων των μεταλλαγών του κορωνοϊου. Και πάλι δε ξέρουμε γιατί. Ο καθένας έχει το δικό του ανοσοποιητικό σύστημα. Φανταστείτε να είμαστε όλοι ανοσιακά πανομοιότυποι. Τότε η επόμενη πανδημία θα μας σκότωνε όλους! Πολλές φορές με το να έχεις καλό ανοσοποιητικό, έχεις ταυτόχρονα ευαισθησία στην ανάπτυξη αυτοάνοσων. Είναι καλά εμπεριστατωμένο ότι οι γυναίκες έχουν πιο ενεργό ανοσοποιητικό σύστημα από τους άνδρες αλλά αυτό δημιουργεί ταυτόχρονα μεγαλύτερη προδιάθεση για αυτοάνοσες ασθένειες όπως ο λύκος και πολλές άλλες»

Λίγο πριν ολοκληρωθεί αυτή η συζήτηση ρωτάω τον κ. Γεωργίου, ο οποίος επίσης νόσησε πολύ βαριά από κορωνοιό ενώ ήταν εμβολιασμένος, να μου κάνει ένα σχόλιο για τη δυσπιστία της κοινωνίας προς στο εμβόλιο ως απόρροια της ταχείας δημιουργίας τους και του μικρού χρονικού διαστήματος κλινικών δοκιμών του.

«Όλα δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο ενός φίλου και συναδέλφου μου στη Β. Καρολίνα που ασχολείται σχεδόν τα τελευταία 20 χρόνια με κορωνοιούς και επίσης από επιστήμονες στα National Institutes of Health (Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, NIH). Η ιστορία πάει αρκετά πίσω, όταν οι συνάδελφοί μου δημιούργησαν το εμβόλιο για τον MERS με την ίδια τεχνολογία. Επομένως γνώριζαν πως δουλεύει η τεχνολογία, δεν ήταν καινούργια. Τα mRNA εμβόλια αναμένονται να αντιμετωπίσουν και τις επόμενες πανδημίες, τις οποίες δεν μπορούμε να αποφύγουμε γιατί είναι μηχανισμός της φύσης να δημιουργούνται καινούργιοι ιοί και αυτό το φαινόμενο μάλλον θα ενταθεί λόγω της κλιματικής κρίσης, αλλά και των μεταναστευτικών κυμάτων».

#ΑΝΤΙΣΩΜΑΤΑ