Nedavno so na Nacionalnem biološkem institutu končali bilateralni projekt Systher, novo orodje sistemske biologije za celično zdravljenje in razvoj zdravil.

Nemčija in Slovenija, ki že več let sodelujeta na področju molekularnih znanosti, sta se tokrat združili pri projektu, ki rešuje biološke in klinične probleme raka na možganih, tako imenovanega glioma oziroma glioblastoma − enega najtrdovratnejših možganskih tumorjev, pri katerem so napovedi za bolnike kljub sodobnim konceptom zdravljenja še vedno mračne.

Nacionalni institut za biologijo, ki je bil udeležen v tem projektu, sodi med pionirje pri raziskovanju tumorske biologije matičnih celic v Sloveniji, na modelu možganskega tumorja pa je pokazal na nove možnosti zdravljenja z matičnimi celicami. Taki pristopi zdravljenja pa so mogoči le z novimi orodji sistemske biologije in bioinformatike.

Pogovarjali smo se z dr. Tamaro Lah Turnšek, direktorico instituta, na katerem se v zadnjem času osredotočajo na raziskave rakavih matičnih celic in mezenhimskih matičnih celic pri zdravljenju. So slovenski nosilci raziskav v okviru projekta Systher.

Kot dokazujete v raziskavi, protirakavi učinki normalnih odraslih mezenhimskih matičnih celic obetajo, do bo celična terapija kmalu postala realna možnost za zdravljenje najodpornejših vrst tumorjev. Vendar v tej tekmi še vedno zmagujejo rakave celice …

“Tako je, sicer bolezni ne bi bilo, vendar pa je tudi res, da so morda mezenhimske matične celice že prepoznale tumor in ga uničile, še preden so se pokazali klinični znaki. Nikoli torej ne vemo, kdaj so bile pri tem uspešne, vidimo pa, ko so neuspešne. Sistem mezenhimskih matičnih celic namreč podobno kakor sistem imunskega odziva prepozna tumor kot nekakšen tujek oziroma rano in jo poskuša regenerirati, odstraniti. Na novo vzpostavi prvotno tkivo, torej tako imenovano homeostazo v tkivu. Če mu seveda to ne uspe, predvsem če je ta sistem oslabljen, kot je lahko oslabljen sistem imunskega odziva pri starejših bolnikih, se bolezen demonstrira, tumor raste, v veliki večini primerov si podredi tako imunski sistem kot sistem mezenhimskih matičnih celic in postane še agresivnejši.”

Kaj pa testiranje bolnikov z orodji sistemske biologije kot del osebne medicine? To naj  bi omogočalo zmanjšanje škodljivih stranskih učinkov in visoke cene zdravljenja raka. Po drugi strani pa naj bi boljša diagnostika omogočala najučinkovitejšo terapijo po meri bolnika in racionalno uporabo čedalje dražjih zdravil. Vendar vsakemu bolniku seveda ni mogoče izmeriti na desettisoče genov in beljakovin, saj bi bilo to odločno predrago. Kako rešiti ta problem, kako izbrati najučinkovitejše in najmanj škodljivo zdravljenje?

“Kot ste že omenili, gre za obdelavo velikega števila parametrov , v našem pimeru genov, beljakovin ali drugih regulatornih molekul, ki se spreminjajo ob tem, ko se dogaja biološki proces − recimo temu bitka med obrambnim sistemom organizma in tumorjem. Seveda moramo, da to razumemo, najprej izmeriti vse te številne molekule. Do danes tehnologija že zelo napredovala, poznamo tako imenovane mikromreže: transkriptomiko, genomiko, proteomiko, s skupnim imenom jim rečemo »omike«. In ko dobimo te rezultate, jih z matematičnimi modeli in algoritmi obdelamo, prerazvrstimo, da dobimo le majhno število skupin genov, ki jih potem laže razumemo v konceptu našega splošnega razumevanja delovanja celice, organizma in napredovanja raka. Vemo, da o tem še ne vemo vsega, sproti se učimo in zato nova sodobna terapija, ki bo slonela na terapiji, ki na posameznem pacientu uporablja sistemsko biologijo, seveda ne more brez razvojnih raziskovalnih laboratorijev, s katerimi mora delati z roko v roki. Mislim, da je interdisciplinarno delo med biotehnologi, biokemiki, biologi in zdravniki nujno potrebno.”

Nove dejavnosti, ki jih omogoča uporaba sistemske terapije v kompleksni diagnostiki, prognozi in napovedi odgovora tumorjev na zdravljenje, naj bi sčasoma postale dostopnejše za številne uporabnike. Gre za strategijo, ki jo raziskuje veliko laboratorijev v svetu in zelo priznanih skupin, namreč kako uporabiti svoje lastne matične celice za odstranitev tumorjev. Kdaj bo mogoče izdelovati osebnostne molekularne mreže, zdraviti s temi metodami?

“Osebnostna personalizirana medicina je delno že na pohodu tudi pri nas, vendar ne z merjenjem transkriptoma, proteoma in tako naprej. V onkologiji so uporabili zdravilo Hercepin − to je biološka molekula, ki deluje samo pri individualnih bolnicah, uporablja pa se za zdravljenje raka dojke. Če hočemo videti, ali bo zdravilo, kot je Hercepin, uporabno, moramo prej izmeriti določene parametre − v tem primeru receptor bolnice. Če to razširimo na več genov in več različnih beljakovin oziroma bioloških markerjev, proti katerim imamo že izdelana zdravila, bomo lahko ustvarili celo mrežo, prstni odtis nekega bolnika, in glede nanj tudi izbrali enega ali več terapevtskih načinov. Med drugimi so seveda terapevtsko sredstvo tudi mezenshimske matične celice − še več, te celice lahko opremimo z zdravili, ki se bodo usmerila na te biomarkerje, jih zmanjšala, zvečala, kakor koli modulirala njihovo izražanje v tumorju in s tem pozdravila tumor. Na eni strani so lahko uporabljene matične celice same po sebi, ker pa pri nekaterih bolnikih niso bile dovolj učinkovite, jih lahko naredimo učinkovitejše s tem, da jim dodamo zdravilo – orožje, ki uniči tumor.”

Zaradi povečanega onesnaženja okolja in voda pogostost rakavih obolenj v Sloveniji in svetu narašča. Možganski tumor glioblastom pa se v skrb zbujajočem obsegu pojavlja med mladimi ljudmi. Kljub novim načinom zdravljenja ti bolniki povprečno ne preživijo leta dni. Kakšne obete jim prinašajo vaše raziskave?

“S temi raziskavami bomo predvsem razumeli potek bolezni. Ali bomo razumeli tudi njen nastanek, karcinogenezo samo, je vprašanje, ker gre za različne hkratne vplive več dejavnikov. To bo zelo težko. Samo na eksperimentalnem modelu, na živalih, lahko določimo, kaj je vzrok in kaj posledica neke bolezni. Pri človeku, ki je izpostavljen tolikim onesnaževalcem, kot smo jim mi danes, pa ne vemo, kaj je glavni vzrok in zakaj prav ta vrsta raka. Vedeti moramo, da pogostost vseh vrst raka narašča, tudi med mladimi ljudmi. Osebno ocenjujem, da zaradi onesnaževanja, morda tudi različnih novih tehnologij, na primer mobilnih telefonov, ki si jih prislonimo na ušesa. Raziskave govorijo za in proti, vendar je res, da so že uvrščeni na seznam rizičnih dejavnikov in da je vsekakor treba biti previden, dokler ne vemo za morebitne učinke, ki jih danes še ne poznamo, jutri pa jih bomo.”

Raziskave bodo v prihodnosti brez dvoma pripeljale tudi do novih odkritij. Matične celice so osnovne celice človeškega telesa, ki so zaradi svojih regeneracijskih sposobnosti glavni mehanizem za obnavljanje in varovanje zdravja, predstavljajo pa tudi neverjeten razvojni potencial za medicino v prihodnosti. Spomnimo se, da je že Hipokrat predvideval, kako naj bi nastajal rak, in ugotovil, da se zdravi sam, z notranjo gonilno silo, močjo vitalnih funkcij, ki jih ima človek v sebi od rojstva. To pa je jasna asociacija na matične celice, o katerih se Hipokratu takrat ni niti sanjalo.