Μια νέα τεχνολογία ανακάλυψης υποψήφιων θεραπευτικών μορίων, η οποία συνδυάζει την επιλογή κυκλικών μίνι πρωτεϊνών για τη στόχευση ασθενειών προβληματικής αναδίπλωσης πρωτεϊνών, την κατασκευή δισεκατομμυρίων διαφορετικών παραλλαγών τους με ταυτόχρονη αξιολόγηση των ικανοτήτων τους, καθώς και τη βελτιστοποίηση των πλέον υποσχόμενων μορίων με τη βοήθεια της Τεχνητής Νοημοσύνης δημιουργεί το ερευνητικό έργο «Mini Proteins against Mega Diseases» (Mini-Me), επιδιώκοντας να ανοίξει νέους δρόμους στη θεραπευτική έρευνα για ασθένειες που ξεκινούν από μια λάθος διπλωμένη πρωτεΐνη.
Το έργο έλαβε σημαντική χρηματοδότηση από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας (EIC).
Οι ασθένειες που συνδέονται με την παθολογική αναδίπλωση πρωτεϊνών περιλαμβάνουν περισσότερες από 100 παθήσεις, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον, η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS), οι συστηματικές αμυλοειδώσεις και ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Παρά τις διαφορές τους, οι παθήσεις αυτές μοιράζονται έναν κοινό μοριακό μηχανισμό: πρωτεΐνες που χάνουν τη φυσιολογική τρισδιάστατη δομή τους μπορούν να σχηματίσουν συσσωματώματα, προκαλώντας βλάβες στα κύτταρα και στους ιστούς. Η ανάπτυξη θεραπειών που παρεμβαίνουν άμεσα σε αυτές τις διεργασίες παραμένει μια σημαντική επιστημονική πρόκληση.
Το έργο «Mini-Me» φιλοδοξεί να αντιμετωπίσει αυτή την πρόκληση μέσα από την ανάπτυξη κυκλικών μίνι πρωτεϊνών ως νέας κατηγορίας υποψήφιων θεραπευτικών μορίων και τη δημιουργία μιας αυτοβελτιούμενης πλατφόρμας ανακάλυψης.
«Οι περισσότερες σημερινές προσεγγίσεις αναζητούν μόρια που απλώς "προσδένονται" σε έναν στόχο. Στις νόσους πρωτεϊνικής αναδίπλωσης, όμως, αυτό δεν αρκεί. Χρειάζονται μόρια που μπορούν πραγματικά να αλλάξουν τη συμπεριφορά μιας πρωτεΐνης που αναδιπλώνεται λανθασμένα και συσσωρεύεται σε μορφή τοξικών διαμορφώσεων», επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο συντονιστής του έργου, δρ Γεώργιος Σκρέτας, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιοκαινοτομίας του Ερευνητικού Κέντρου Βιοϊατρικών Επιστημών (ΕΚΕΒΕ) «Αλέξανδρος Φλέμιγκ».
«Με το Mini-Me θέλουμε να δείξουμε ότι μπορούμε να σχεδιάζουμε μια νέα κλάση θεραπευτικών μορίων με συστηματικό, εξελίξιμο και βιολογικά σχετικό τρόπο», προσθέτει.
Το «Mini-Me» ως εξέλιξη του πολλά υποσχόμενου φαρμακευτικού μορίου RSQ-020
Πρόσφατα το ΑΠΕ-ΜΠΕ είχε παρουσιάσει την ανακάλυψη από την ερευνητική ομάδα του Γιώργου Σκρέτα ενός νέου φαρμακευτικού μορίου (RSQ-020) που στοχεύει στην πρωτεΐνη Ταυ, η οποία όταν αναδιπλώνεται λανθασμένα και δημιουργεί συσσωματώματα, ευθύνεται για πολλές σοβαρές νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Το φαρμακευτικό αυτό μόριο σε προκλινικές μελέτες κατάφερε να αποκαταστήσει την ικανότητα μάθησης και μνήμης σε ζώα με συμπτώματα Αλτσχάιμερ.
Το «Mini-Me», εξηγεί ο κ. Σκρέτας στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, «αποτελεί φυσική συνέχεια και τεχνολογική εξέλιξη της προηγούμενης ανακάλυψης του RSQ-020, ενός μικρού κυκλικού πεπτιδίου που ανέδειξε τη δυνατότητα τέτοιων μορίων να παρεμβαίνουν σε παθολογικές διεργασίες αναδίπλωσης και συσσώρευσης της πρωτεΐνης Ταυ. Ενώ το RSQ-020 αποτέλεσε ένα πρώτο συγκεκριμένο παράδειγμα αυτής της προσέγγισης, το Mini-Me προχωρά στο επόμενο επίπεδο: στην ανάπτυξη κυκλικών μίνι-πρωτεϊνών, μιας νέας και πιο σύνθετης κατηγορίας μορίων με μεγαλύτερη δομική πολυπλοκότητα και δυνατότητα ακριβέστερης στόχευσης δύσκολων πρωτεϊνικών στόχων». Στόχος του έργου, συμπληρώνει ο ίδιος «είναι να μετατρέψει αυτή την τεχνολογική εξέλιξη σε μια ευρύτερη πλατφόρμα ανακάλυψης και βελτιστοποίησης νέων θεραπευτικών μορίων για νόσους πρωτεϊνικής αναδίπλωσης, όπως οι ταυοπάθειες και οι αμυλοειδώσεις».
Στο επίκεντρο δύο κατηγορίες ασθενειών
Το έργο «Mini-Me» θα επικεντρωθεί αρχικά σε δύο διαφορετικές κατηγορίες ασθενειών: τις ταυοπάθειες, στις οποίες περιλαμβάνεται η νόσος Αλτσχάιμερ και σχετίζονται με την παθολογική συσσωμάτωση της πρωτεΐνης Tau στον εγκέφαλο, και τη συστηματική αμυλοείδωση ελαφρών αλυσίδων ανοσοσφαιρινών (AL αμυλοείδωση), μια σοβαρή νόσο που μπορεί να προκαλέσει βλάβες σε ζωτικά όργανα. Η επιλογή των δύο αυτών εφαρμογών θα επιτρέψει στους ερευνητές να διερευνήσουν κατά πόσο η ίδια τεχνολογική προσέγγιση μπορεί να αξιοποιηθεί για διαφορετικούς πρωτεϊνικούς στόχους.
Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Στην περίπτωση της Tau, έχουν εντοπιστεί μίνι πρωτεΐνες που αναστέλλουν τη συσσωμάτωσή της σε πειραματικά συστήματα, διασπούν ινίδια που προέρχονται από εγκεφάλους ασθενών με νόσο Αλτσχάιμερ και νόσο Pick και μειώνουν την παθολογική συσσωμάτωση σε ανθρώπινα κυτταρικά μοντέλα.
Στην περίπτωση των ελαφρών αλυσίδων ανοσοσφαιρινών, έχουν εντοπιστεί άλλες μίνι πρωτεΐνες που ενισχύουν τη σταθερότητα διαφορετικών πρωτεϊνικών παραλλαγών και περιορίζουν την προκαλούμενη από αυτές καρδιοτοξικότητα σε κυτταρικά μοντέλα. Τα ευρήματα αυτά θα αποτελέσουν τη βάση για περαιτέρω βελτιστοποίηση και αξιολόγηση των υποψήφιων μορίων, καθώς και για την τεκμηρίωση της τεχνολογίας σε επόμενα στάδια ανάπτυξης.
Στην κοινοπραξία του έργου συμμετέχουν οκτώ εταίροι από έξι ευρωπαϊκές χώρες, μεταξύ των οποίων το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. Κομβικής σημασίας στην επιτυχία του εγχειρήματος είναι η συμμετοχή της ελληνικής εταιρείας βιοτεχνολογίας «ResQ Biotech». Ως βασικός φορέας αξιοποίησης της τεχνολογίας, η εταιρεία αποσκοπεί στη μετατροπή των ερευνητικών αποτελεσμάτων σε προστατεύσιμη τεχνογνωσία και υποψήφια θεραπευτικά μόρια, δημιουργώντας προοπτικές για περαιτέρω ανάπτυξη, διεθνείς συνεργασίες και επενδύσεις.
Η χρηματοδότηση από το EIC
Το έργο «Mini-Me» επιλέχθηκε για χρηματοδότηση από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας. Η επιλογή του έγινε ανάμεσα από 2.103 προτάσεις που υποβλήθηκαν στο πρόγραμμα «EIC Pathfinder Open». Το EIC επέλεξε συνολικά 43 πρωτοποριακά έργα από 30 χώρες, που στοχεύουν να διευρύνουν τα όρια της επιστημονικής ανακάλυψης και να θέσουν τα θεμέλια για τις επαναστατικές καινοτομίες του μέλλοντος. Εκτός από το «Mini-Me» θα χρηματοδοτηθεί ακόμα ένα ελληνικό έργο, το «SENSEPACK» από το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
«Το γεγονός ότι το Mini-Me επιλέχθηκε σε μια πρόσκληση με ποσοστό επιτυχίας περίπου 2% και αποτελεί ένα από τα μόλις δύο επιτυχημένα έργα που συντονίζονται από την Ελλάδα δείχνει ότι η ελληνική βιοϊατρική έρευνα μπορεί να σταθεί στην πρώτη γραμμή της ευρωπαϊκής καινοτομίας», τονίζει ο κ. Σκρέτας.
Τα χρηματοδοτούμενα έργα επωφελούνται όχι μόνο από επιχορήγηση ύψους έως τεσσάρων εκατομμύριων ευρώ, αλλά και από την άμεση συνεργασία με τους διαχειριστές προγραμμάτων του EIC.
