Konsorcjum Life Time: dostrzec zwiastuny, a nie tylko symptomy choroby

Europejskie konsorcjum Life Time opublikowało nową strategię, dzięki której – jak ma nadzieję – doprowadzi do rewolucji w europejskiej opiece zdrowotnej. Konsorcjum to wypracowuje narzędzia i wiedzę, by powstrzymywać rozwój choroby, kiedy jej pierwsze zwiastuny pojawią się w komórkach człowieka.

Medycyna interceptywna, czyli zapobiegawcza (intercepcja to przechwytywanie) na razie ogranicza się do ortodoncji. Kiedy dziecko ma jeszcze zęby mleczne, robi się zdjęcie rentgenowskie żuchwy i sprawdza, jaki będzie układ zębów stałych (na RTG już je widać). I już wówczas przygotowuje się szczękę młodego pacjenta, aby nowy komplet zębów, który ma służyć przez większą część życia, rósł prawidłowo. W ten sposób w ogóle nie dopuszcza się, by wykształciły się wady zgryzu.

Naukowcy z kilkunastu ośrodków europejskich postanowili, że ideę medycyny interceptywnej czyli wychwytywania nieprawidłowości w ciele na bardzo wczesnym etapie i niedopuszczania do ich rozwoju – zastosują do walki ze szczególnie rozpowszechnionymi i groźnymi chorobami trapiącymi europejskie społeczeństwa. Do tego grona zaliczają: nowotwory, choroby neurodegeneracyjne, zakaźne, sercowo-naczyniowe i przewlekłe stany zapalne.

Chodzi o to, by na tyle dobrze poznać te choroby, aby rozpoznawać już pierwsze pojedyncze komórki, które przestają funkcjonować prawidłowo i wchodzą na drogę prowadzącą do rozwoju choroby. Takie komórki, które „przeszły na złą stronę mocy” pozostawione same sobie mogą doprowadzić do wykształcenia się pełnoobjawowej choroby. Naukowcy wychodzą jednak z założenia, że jeśli zidentyfikuje się pierwsze zbuntowane komórki i w porę zawróci się je na dobrą drogę – np. dostarczając brakujących im składników – do rozwoju choroby może w ogóle nie dojść. Zostanie stłumiona w zarodku.

– Przełomowość proponowanego podejścia polega na zastosowaniu dwóch technologii, które coraz szerzej wchodzą w nasze życie. Jedna z nich to sztuczna inteligencja. Druga to nowatorska metoda badania układów biologicznych polegająca na masowej równoległej analizie pojedynczych komórek – mówi w rozmowie z PAP dyrektor koordynującego udział Polski w projekcie Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu prof. Marek Figlerowicz.

Naukowiec tłumaczy, że teraz, kiedy istnieje podejrzenie jakiejś choroby – np. nowotworu – lekarz często zleca wykonanie biopsji – ze zmienionej chorobowo tkanki pobierana jest próbka komórek, które są następnie analizowane np. pod kątem wystąpienia zmiany w DNA czy składzie białek. Przedmiotem takiej analizy są biomolekuły wyizolowane z wielu różnorodnych komórek, przez co uzyskiwany jest jedynie ich uśredniony obraz. Jeżeli w próbce są tylko nieliczne komórki nowotworowe, możne zdarzyć się, że zostaną niezauważone, gdyż w badaniu giną takie detale.

Tymczasem nowe technologie analizy pojedynczych komórek pozwalają dostrzec, co się dzieje w każdej z nich z osobna – np. sprawdzić, które geny są aktywne, jakie białka są produkowane. W ten sposób można ustalić, czy w którejkolwiek z nich zachodzą niebezpieczne zmiany, skąd one się biorą i do czego prowadzą.

Aby jednak stwierdzić, czy dana komórka zeszła na złą drogę, trzeba najpierw dokładne poznać „dobre drogi komórek”. A więc opisać trajektorie rozwojowe komórek w poszczególnych tkankach – od komórki macierzystej/niezróżnicowanej, przez stan komórki wyspecjalizowanej, następnie starzejącej się fizjologicznie, aż do jej naturalnej śmierci. A potem nauczyć się odróżniać komórki działające prawidłowo od tych z wadami. Opis ten jest jednak tak skomplikowany i składa się na niego tyle danych, że dopiero wykorzystanie algorytmów bazujących na sztucznej inteligencji pozwala nam realnie myśleć o jego praktycznym wykorzystaniu – tłumaczy naukowiec.

– Dzięki temu będziemy mogli wdrażać terapię, kiedy zauważymy zwiastuny choroby, nie dopuszczając w ogóle do powstania symptomów – mówi prof. Figlerowicz. Leczenie choroby w późniejszym stadium jest często nie tylko złożone, długotrwałe, inwazyjne i kosztowne, ale bywa też nieskuteczne ze względu na nieodwracalne szkody, do których doszło w organizmie.

Dlatego 17 europejskich jednostek naukowych, również klinicyści i przedstawiciele przemysłu, podjęli działania w ramach konsorcjum LifeTime. Szczegółowy plan działań na najbliższą dekadę, konsorcjum przedstawiło w artykule opublikowanym w Nature (https://rdcu.be/b6UTd) oraz w Strategicznym Programie Badań LifeTime (https://lifetime-initiative.eu/lifetime-strategic-research-agenda-2/).

Realizacja celów przedstawionej strategii będzie wymagała wygenerowania, udostępniania i analizy ogromnych zbiorów danych biomedycznych, a sukces całego przedsięwzięcia będzie zależeć od ścisłej współpracy między europejskimi infrastrukturami badawczymi, szpitalami i podmiotami gospodarczymi.

Koordynator Inicjatywy LifeTime prof. Nikolaus Rajewsky (Max Delbrück Center for Molecular Medicine) cytowany w komunikacie dotyczącym inicjatywy LifeTime tłumaczy: – Inicjatywa LifeTime zgromadziła naukowców z różnych dziedzin – biologów, klinicystów, analityków, inżynierów, matematyków i fizyków – aby umożliwić znacznie lepsze zrozumienie mechanizmów molekularnych warunkujących utrzymanie zdrowia i leżących u podłoża chorób.

Kolejna koordynatorka LifeTime, dr Geneviève Almouzni (Centre National de la Recherche Scientifique) zwraca uwagę na korzystne efekty społeczne i gospodarcze, jakie płynąć mogą z projektu: – Wdrażając komórkową medycynę interceptywną, będziemy w stanie znacznie poprawić leczenie wielu chorób. Pacjenci na całym świecie będą mogli cieszyć się dłuższym, zdrowszym życiem. Skutki ekonomiczne mogą być ogromne – miliardy euro zaoszczędzone tylko w przypadku samego raka. Podobne rezultaty może przynieść na przykład znaczne skrócenie pobytu na oddziałach intensywnej terapii z powodu COVID-19. Mamy nadzieję, że liderzy UE uświadomią sobie, że musimy zainwestować w niezbędne badania już tera  – uważa. (PAP)

Ludwika Tomala, fot. pixabay.com

Data publikacji: 01.12.2020 r.