Τα κύτταρα της γέλης του Wharton ως πλατφόρμα αξιολόγησης της τοξικότητας ουσιών και ως εργαλείο κυτταροθεραπείας του καρκίνου
Authors: Γουλιελμάκη Μαρία 
Published: September 2021

Δύο κεντρικά πεδία της σύγχρονης φαρμακευτικής παραγωγής είναι η ανακάλυψη νέων, ειδικών και αποτελεσματικών αντικαρκινικών θεραπειών και επιπλέον ο τοξικολογικός έλεγχος κάθε νέας φαρμακευτικής ουσίας που παρασκευάζεται για πιθανές ανεπιθύμητες επιδράσεις στον ασθενή. Ο καρκίνος αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες νοσηρότητας και θνησιμότητας παγκοσμίως και παρόλο που οι ερευνητικές προσπάθειες για την αντιμετώπισή του έχουν παραγάγει σημαντικά αποτελέσματα, η ανάπτυξη φαρμάκων που να είναι ουσιαστικά αποτελεσματικά έναντι συγκεκριμένων καρκινικών τύπων παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες. Έτσι, τα τελευταία χρόνια οι έρευνες επικεντρώνονται στην κυτταρική θεραπεία, η οποία μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για μία αποτελεσματικότερη θεραπεία με λιγότερες παρενέργειες. Επιπλέον, ο απαραίτητος τοξικολογικός έλεγχος για κάθε νέο φάρμακο που συντίθεται συνεπάγεται τη χρήση µεγάλου αριθµού πειραµατοζώων µε αποτέλεσµα την αύξηση του κόστους αλλά και την έγερση ζητηµάτων που σχετίζονται µε την ασφάλεια και τη βιοηθική. Τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα (MSC) που απομονώνονται από τον ομφάλιο λώρο του ανθρώπου (UC-MSC) διαθέτουν μοναδικές ιδιότητες, όπως υψηλό ρυθμό πολλαπλασιασμού, δυνατότητα διαφοροποίησης προς πολλαπλούς κυτταρικούς τύπους, καθώς και χαμηλή ανοσογονικότητα και ετερογένεια. Επιπλέον, μπορούν να μεταναστεύουν προς θέσεις ανάπτυξης όγκων, όπου αλληλεπιδρούν με το τοπικό μικροπεριβάλλον, μία ιδιότητα που τα καθιστά εξαιρετικά κατάλληλους υποψήφιους για χρήση σε πρωτόκολλα κυτταροθεραπείας του καρκίνου. Στο πρώτο μέρος της διδακτορικής διατριρβής, βασιζόμενοι σε δημοσιευμένες ερευνητικές εργασίες με θέμα την κυτταροθεραπεία του καρκίνου με χρήση MSC, πραγματοποιήσαμε μία βιβλιογραφική μετά-ανάλυση και με βάση τις παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα που προέκυψαν, αξιολογήσαμε τις επιδράσεις των αφελών και γενετικά τροποποιημένων μεσεγχυματικών βλαστικών της γέλης του Wharton (WJ-MSC) στον πολλαπλασιασμό και στην επιβίωση επιλεγμένων καρκινικών κυτταρικών σειρών in vitro και in vivo, ενώ παράλληλα τις συγκρίναμε και με αυτές των ενήλικων MSC. Επιπλέον, εξετάσαμε το μεταγράφωμα δύο εκ των τεσσάρων καρκινικών κυτταρικών σειρών με μικροσυστοιχίες RNA προκειμένου να μελετήσουμε τις σηματοδοτικές οδούς και τα ρυθμιστικά δίκτυα που εμπλέκονται στην παρατηρούμενη αντικαρκινική δράση των WJ-MSC. Η ερμηνεία των αποτελεσμάτων οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η έκβαση των μεσολαβούμενων από MSC προσεγγίσεων κυτταροθεραπείας του καρκίνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από διάφορες παραμέτρους. Επιπλέον, μπορέσαμε να επισημάνουμε ένα σύνολο βέλτιστων συνθηκών, για την επίτευξη ογκοκατασταλτικών επιδράσεων από τα MSC. Τα WJ-MSC βρέθηκαν να κατέχουν αξιοσημείωτη ογκοκατασταλτική συμπεριφορά, τόσο in vitro όσο και in vivo. Η ανάλυση του mRNA των καρκινικών κυττάρων αποκάλυψε μία σημαντική στοχο-εξάρτηση της έκβασης των επιδράσεων που επιδεικνύονται από τα MSC έναντι του καρκίνου, οι οποίες διαμεσολαβούνται από διαφορετικές οδούς. Στο δεύτερο μέρος της παρούσης, χρησιμοποιήσαμε τα WJ-MSC ως πλατφόρμα in vitro αξιολόγησης της τοξικότητας χημικών ουσιών. Το εργαστήριο φιλοξενίας έχει δείξει ότι το μοντέλο τοξικότητας που βασίζεται στα WJ-MSC (WJSC-A-Tox) ανταποκρίνεται με μεγάλη πιστότητα στην βασική κυτταροτοξικότητα που επάγεται από τις διάφορες χημικές ουσίες, ενώ παράλληλα μπορεί να προβλέψει με μεγάλη ακρίβεια την οξεία από του στόματος τοξικότητα που επάγεται in vivo. Με βάση τα παραπάνω, το μοντέλο αυτό αξιοποιήθηκε για τη μελέτη της βασικής κυτταροτοξικότητας και την πρόβλεψη της οξείας από του στόματος τοξικότητας, νεοσυντιθέμενων χημικών ουσιών και νανοσωματιδίων που προορίζονται για θεραπευτικές και/ή διαγνωστικές εφαρμογές. Συνολικά, τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα που απομονώνονται από τη μήτρα του ομφάλιου λώρου ανοίγουν τον δρόμο για ένα τεράστιο εύρος βιοϊατρικών εφαρμογών, από τη θεραπεία του καρκίνου και άλλων νοσημάτων, μέχρι τη διάγνωση ασθενειών και την τοξικολογία.