Μελέτες επίδρασης επιλεγμένων φαρμάκων διαφορετικών συγκεντρώσεων σε φυσιολογικά κύτταρα, με βιοχημικές και βιοφυσικές μεθόδους
Authors: Κυρίτση Λητώ 
Published: September 2021

Υπεραραιά, δυναμοποιημένα διαλύματα φαρμακολογικά δραστικών χημικών ουσιών χορηγούνται με θεραπευτικό σκοπό σε ανθρώπους, ζώα και φυτά εδώ και δύο αιώνες. Τα διαλύματα αυτά αποτελούν ένα συναρπαστικό όσο και αμφιλεγόμενο πεδίο έρευνας, τόσο ως προς τη σύστασή τους όσο και ως προς τη δράση τους πάνω στους βιολογικούς οργανισμούς. Στην προκείμενη διδακτορική έρευνα, διαφορετικές μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν για να μελετηθεί η επίδραση χαμηλών και υπεραραιών συγκεντρώσεων από τοξικούς παράγοντες, πάνω σε βιολογικά συστήματα. Σε συμφωνία με μια συστημική προσέγγιση, τα πειραματικά πρωτόκολλα που επιλέχθηκαν για την προκείμενη διδακτορική έρευνα εστίασαν στη διερεύνηση της επίδρασης της υπεραραίωσης σε συστημικές - παρά σε μεμονωμένες - παραμέτρους. Στις μελέτες ηλεκτροφυσιολογίας, αυτό μεταφράστηκε σε καταγραφή τοπικών δυναμικών πεδίου και σύνθετων δυναμικών ενεργείας από ζωικές εγκεφαλικές τομές και ισχιακά νεύρα, αντίστοιχα. Στις συμπεριφορικές μελέτες ζώων, οι παράμετροι που αξιολογήθηκαν αφορούσαν συνολικά την κινητικότητα, τη συναισθηματική κατάσταση και την αναλγησία του ζώου. Στις μελέτες κυτταρικής επιβίωσης, κυτταροτοξικότητας και επίδρασης στο γενετικό υλικό, η εστίαση ήταν στην επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό κυτταρικών πληθυσμών, παρά σε μεμονωμένες μοριακές παραμέτρους. Επίσης διενεργήθηκαν φασματοσκοπικές μελέτες ενός αριθμού υπεραραιών διαλυμάτων σε μεγάλη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με σκοπό, αφ’ενός, την επιβεβαίωση δημοσιευμένων αποτελεσμάτων, αφ’ετέρου, τη δοκιμασία για πρώτη φορά της φασματοσκοπικής συμπεριφοράς των υπεραραιών διαλυμάτων στην περιοχή της ακτινοβολίας Terahertz και, τέλος, τη διερεύνηση της υπόθεσής μας για ενδεχόμενο σχηματισμό “αμμωνιωμένων ηλεκτρονίων” κατά την κρούση των υπεραραιών διαλυμάτων.Η πρωτότυπη συνεισφορά της προκείμενης διδακτορικής έρευνας στην Επιστήμη αφορά κυρίως τα αποτελέσματά μας από τα πρωτόκολλα κυτταροτοξικότητας και επίδρασης στο γενετικό υλικό. Συνίσταται σε μια αναθεώρηση των περιορισμών και ζητημάτων που συχνά αναφέρονται στη βιβλιογραφία των υπεραραιών διαλυμάτων και αφορούν την παρατήρηση πως τα υπεραραιά διαλύματα τείνουν να επιδρούν σε βιολογικές παραμέτρους με τρόπο που ομοιάζει με “ταλαντωτική” συμπεριφορά ως προς την απόκριση της εκάστοτε παραμέτρου. Τα πιο ενδιαφέροντα και στατιστικώς σημαντικά ευρήματά μας προήλθαν από τη χορήγηση χαμηλών και υπεραραιών διαλυμάτων των δύο ευρέως χρησιμοποιούμενων χημειοθεραπευτικών ουσιών, σισπλατίνης και οξαλιπλατίνης, σε υγιείς και καρκινικές κυτταρικές σειρές. Οι χρωματομετρικές δοκιμασίες σουλφοροδαμίνης Β (δοκιμασία “SRB”) και 3-(4,5)-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (δοκιμασία “ΜΤΤ”), και η δοκιμασία επίδρασης στο γενετικό υλικό με ηλεκτροφόρηση μοναδιαίων κυττάρων σε πηκτή αγαρόζης (δοκιμασία “Comet”) χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο κυτταρικών καλλιεργειών κατόπιν χορήγησης διαφόρων συνήθων, χαμηλών και υπεραραιών συγκεντρώσεων σισπλατίνης και οξαλιπλατίνης. Σε ορισμένες περιπτώσεις παρήχθη μια μη αναμενόμενη, στατιστικώς σημαντική “διφασικού” τύπου απόκριση με διαδοχικές κορυφές κυτταροπροστασίας και κυτταροτοξικότητας έναντι του μάρτυρα. Αυτό παρατηρήθηκε και όταν τα διαλύματα χορηγήθηκαν στα κύτταρα άνευ προευαισθητοποίησης αλλά και όταν προηγήθηκε επώαση με διαφορετική συγκέντρωση του ίδιου κυτταροτοξικού παράγοντα. Η παρατήρηση αυτή συνάδει με διάφορες αναφορές από τη βιβλιογραφία, σύμφωνα με τις οποίες οι χαμηλές και υπεραραιές συγκεντρώσεις τοξικών ουσιών αντιστρέφουν ή προστατεύουν έναντι της τοξικής επίδρασης μεγαλύτερων συγκεντρώσεων, ενώ συχνά αναφέρεται παρόμοια “διφασική” απόκριση με διαδοχικές υψηλές και χαμηλές κορυφές της βιολογικής παραμέτρου υπό μελέτη. Αυτό γενικά αποδίδεται σε φαινόμενα αρμονικού συντονισμού σε σχέση με την ευαισθησία βιολογικών συστημάτων προδιατεθειμένων ή προευαισθητοποιημένων προς την παράμετρο της συγκέντρωσης τοξικών ουσιών. Στη συζήτηση διευκρινίζουμε ζητήματα γύρω από την παρατηρούμενη “ταλαντωτική” συμπεριφορά και εντοπίζουμε σημεία προς μελλοντική διερεύνηση.