Πρωτοποριακή μελέτη αποκάλυψε ότι γενετικά τροποποιημένα αγκυλοστόματα μπορούν να παράγουν αντισώματα που εξουδετερώνουν εν μέρει την τετροδοτοξίνη, μία από τις πιο ισχυρές φυσικές τοξίνες. Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε στο μέλλον να αξιοποιηθεί για τη συνεχή χορήγηση φαρμάκων μέσα στο ανθρώπινο σώμα.
Γενετικά τροποποιημένα σκουλήκια μπορεί να χορηγήσουν φάρμακα μέσα στο σώμα – Πρωτοποριακή ανακάλυψη
Η προσέγγιση έχει μέχρι στιγμής δοκιμαστεί σε χάμστερ και χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ ως ένας πιθανός τρόπος προστασίας του στρατιωτικού προσωπικού από χημικές ή βιολογικές απειλές.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στις 3 Ιουνίου στο Nature Communications και υποδεικνύει επίσης μια ευρύτερη μελλοντική χρήση των γενετικά τροποποιημένων σκουληκιών, τα οποία θα μπορούσαν ενδεχομένως να παράγουν και να απελευθερώνουν φάρμακα μέσα στο ανθρώπινο σώμα, συμπεριλαμβανομένων μακροχρόνιων θεραπειών για χρόνιες παθήσεις όπως ο διαβήτης τύπου 2 και το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου.
Διαφορετικές μέθοδοι χορήγησης φαρμάκων μέσα στο σώμα
Πρόσφατες έρευνες εξετάζουν νέους τρόπους χορήγησης φαρμάκων με μεγαλύτερη ακρίβεια και αποτελεσματικότητα. Η κύρια εστίαση είναι η βελτίωση της αποτελεσματικότητας των θεραπειών, η μείωση των παρενεργειών και η διευκόλυνση της χρήσης των θεραπειών από τους ασθενείς.
Βασικές προσεγγίσεις χορήγησης φαρμάκων περιλαμβάνουν:
- Νανοσωματίδια: Μικροσκοπικοί φορείς που μεταφέρουν φάρμακα σε συγκεκριμένους ιστούς και βελτιώνουν τη σταθερότητα των φαρμάκων, σύμφωνα με μελέτη του 2025 με τίτλο Advances in Nanoparticles in Targeted Drug Delivery- A Review.
- Υδρογέλες: Γέλες που περιέχουν φάρμακα και απελευθερώνουν σταδιακά τα φάρμακα με την πάροδο του χρόνου στο σημείο της θεραπείας.
- Μικροβελόνες: Μικρά επιθέματα με μικροσκοπικές βελόνες που χορηγούν φάρμακα μέσω του δέρματος με ελάχιστο ή καθόλου πόνο.
- Εμφυτεύσιμα συστήματα: Συσκευές που τοποθετούνται στο σώμα και παρέχουν ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμάκων για εβδομάδες ή μήνες.
- Βλεννογονική χορήγηση: Φάρμακα που απορροφώνται μέσω της μύτης, του στόματος, του ματιού ή άλλων βλεννογονικών επιφανειών αντί μέσω του πεπτικού συστήματος.
- Χορήγηση με βάση τα πεπτίδια: Τα πεπτίδια βοηθούν στην καθοδήγηση των φαρμάκων προς συγκεκριμένα κύτταρα ή βιολογικούς στόχους.
- Συστήματα χορήγησης με απόκριση σε ερεθίσματα: Η απελευθέρωση των φαρμάκων ενεργοποιείται από παράγοντες όπως το pH, η θερμοκρασία, το φως ή οι υπέρηχοι.
Οι ερευνητές μετέτρεψαν παράσιτο σε εργοστάσιο παραγωγής αντιτοξινών
Τα αγκυλοστόματα είναι από τα αρχαιότερα παράσιτα της ανθρωπότητας, μολύνοντας πάνω από 400 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, κυρίως σε τροπικές περιοχές.
Αυτά τα μικρά εντερικά παράσιτα προσκολλώνται στο τοίχωμα του εντέρου και τρέφονται με αίμα, ενώ απελευθερώνουν αντιφλεγμονώδεις και ανοσοκατασταλτικές ενώσεις που τα βοηθούν να παραμένουν μέσα στο σώμα. Το είδος που χρησιμοποιήθηκε στη νέα μελέτη, το Ancylostoma ceylanicum, μολύνει ανθρώπους, σκύλους και γάτες.
Κάθε σκουλήκι μεγαλώνει περίπου έως το 1 εκατοστό σε μήκος και καταναλώνει λιγότερες από δύο σταγόνες αίματος την ημέρα, πράγμα που σημαίνει ότι οι υγιείς ξενιστές συχνά δεν εμφανίζουν συμπτώματα.
«Το αγκυλόστομο έχει περάσει εκατομμύρια χρόνια τελειοποιώντας τον τρόπο με τον οποίο εξασφαλίζει μακροχρόνια επιβίωση μέσα σε έναν ανθρώπινο ξενιστή και τον τρόπο με τον οποίο μεταφέρει μόρια έξω από το σώμα του και μέσα στο δικό μας», λέει η συν-συγγραφέας της μελέτης Makedonka Mitreva από τη Σχολή Ιατρικής του Washington University, σύμφωνα με το Live Science.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη εξετάσει φυσικά παραγόμενες ενώσεις των αγκυλοστομάτων ως πιθανές θεραπείες για το μεταβολικό σύνδρομο, τον διαβήτη τύπου 2 και την κοιλιοκάκη. Η νέα έρευνα προχωρά αυτή την ιδέα ένα βήμα παραπέρα.
«Αναρωτηθήκαμε τι θα γινόταν αν μπορούσαμε να προσθέσουμε ακόμη ένα μόριο στα περίπου 1.000 πράγματα που εκκρίνει ήδη το σκουλήκι, κάτι θεραπευτικά χρήσιμο για τους ανθρώπους;», είπε η Mitreva. «Αυτή η μελέτη δείχνει ότι αυτό δεν είναι απλώς μια ιδέα. Λειτουργεί».
Κοινό φάρμακο για τον διαβήτη συνδέεται με «εξαιρετική μακροζωία» στις γυναίκες – Ελπιδοφόρα μελέτη
Πώς αξιοποίησαν την τεχνολογία CRISPR
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, οι ερευνητές εισήγαγαν ένα γονίδιο για ένα αντίσωμα που βοηθά στην αντιμετώπιση της τετροδοτοξίνης, του θανατηφόρου δηλητηρίου που βρίσκεται στους λαγοκέφαλους.
Το γονίδιο προστέθηκε στο στάδιο του αυγού και τοποθετήθηκε προσεκτικά ώστε να μην διαταράξει άλλες σημαντικές περιοχές του DNA, ενώ παράλληλα επέτρεπε στο σκουλήκι να παράγει και να εκκρίνει το αντίσωμα.
Στη συνέχεια, η ομάδα μόλυνε χάμστερ με 80 έως 100 γενετικά τροποποιημένες προνύμφες. Μόλις ωρίμασαν, τα σκουλήκια απελευθέρωσαν το αντίσωμα στην κυκλοφορία του αίματος των ζώων. Δείγματα αίματος έδειξαν αργότερα ότι το αντίσωμα μπορούσε να εξουδετερώσει εν μέρει την τετροδοτοξίνη σε εργαστηριακές δοκιμές.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ίδια στρατηγική θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί για τη χορήγηση άλλων αντισωμάτων ή πεπτιδικών φαρμάκων για γαστρεντερικές διαταραχές και άλλες χρόνιες παθήσεις. «Σκεφτόμαστε την ενεργή εισαγωγή αντισωμάτων που εξουδετερώνουν φλεγμονώδεις ορμόνες ή κυτταροκίνες», είπε ο Loukas.
«Μπορείτε επίσης να σκεφτείτε την πιθανότητα ενός σκουληκιού που εκκρίνει πολύ, πολύ μικρές ποσότητες τροφικών αλλεργιογόνων ώστε να απευαισθητοποιεί τον ξενιστή απέναντι στις παιδικές τροφικές αλλεργίες».
Αν και η χρήση παρασίτων ως θεραπεία μπορεί να φαίνεται ασυνήθιστη, ο Loukas σημείωσε ότι τα αγκυλοστόματα διαθέτουν ισχυρό προφίλ ασφάλειας.
Ο αριθμός τους παραμένει σταθερός επειδή τα αυγά τους πρέπει να εκκολαφθούν εκτός του σώματος, ενώ οι λοιμώξεις μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσα σε 24 ώρες με τη χρήση συνήθων αντιελμινθικών φαρμάκων. «Είναι συναρπαστικό και πραγματικά ανοίγει έναν εντελώς νέο τρόπο χορήγησης και παραγωγής θεραπευτικών μορίων», είπε ο Loukas.
Πηγές: LiveScience, Nature, ResearchGate, MDPI, MDPI, ACS Publications, Nature, WILEY