Cercetători de top în domeniul cancerului au reflectat asupra realizărilor trecute şi a perspectivelor de viitor în tratarea cancerului la simpozionul special de la MIT de miercurea trecută, intitulat "Învingerea cancerului prin combinarea ştiinţei cu ingineria".
Cercetătorii s-au adunat pentru a discuta starea domeniului lor şi potenţiale noi tratamente
Evenimentul, unul din cele şase simpozioane academice organizate cu ocazia aniversării a 150 de ani de existenţă a MIT, s-a concentrat pe rolul Institutului în studiul bolii de-a lungul celor 36 de ani de la fondarea Centrului pentru Studiul Cancerului al MIT-ului.
În acest timp, oamenii de ştiinţă de la MIT au făcut descoperiri cruciale ce au dus la noi medicamente împotriva cancerului, precum Gleevec şi Herceptin. Centrul a devenit de atunci Institutul pentru Cercetare a Cancerului David H. Koch, care acum include o combinaţie de biologi, care încearcă să elucideze problemele dinăuntrul celulelor canceroase, şi ingineri, care lucrează la transformarea descoperirilor ştiinţifice fundamentale în tratamente şi metode de diagnoză aplicabile în lumea reală pentru pacienţii bolnavi de cancer.
Această “convergenţă” de ştiinţe biologice şi inginerie este cheia spre progresul în lupta împotriva cancerului, a declarat Profesorul Phillip Sharp, un membru al Institutului Koch. “Avem nevoie de această combinaţie deoarece înfruntăm o provocare demografică majoră atât în cazul cancerului, cât şi al unor alte boli cronice ce afectează de regulă oameni mai în vârstă, precum Alzheimer”, a mai spus Sharp.
În deschiderea simpozionului, președintele MIT Susan Hockfield a spus că MIT are “echipa potrivită, la locul potrivit, la momentul istoric potrivit” pentru a contribui la învingerea cancerului.
“Este în AND-ul MIT să rezolve probleme”, a susţinut Tyler Jacks, director al Institutului Koch. “Sunt foarte optimist şi foarte încrezător în legătură cu ceea ce va face această generaţie de cercetători în cancer de la MIT pentru a rezolva această problemă, poate cea mai mare provocare a prezentului.”
Trecut şi prezent
În ultimele câteva decenii s-au înregistrat progrese importante în înţelegerea cancerului, a declarat Nancy Hopkings, profesoară de biologie şi membră a Institutului Koch, care a luat cuvântul în cadrul primei mese rotunde a simpozionului, pe tema marilor realizări în cercetarea în domeniul cancerului.
La începutul anilor ‘70, înainte ca preşedintele Richard Nixon să declare “Război Cancerului”, “nu ştiam mai nimic despre celulele umane şi mecanismele care le controlează diviziunea,” şi-a amintit Hopkins. Descoperiri majore realizate de specialiştii în biologie moleculară, printre care se numără şi Robert Weinberg de la MIT, au dezvăluit faptul că mutaţiile genetice la nivel celular sunt principala cauză a cancerului.
Descoperirea acelor gene potenţial canceroase, incluzând HER2 (receptorul uman epidermal 2, adesea suferind mutaţii în cancerul de sân), a condus la dezvoltarea de noi medicamente ce au mai puţine efecte secundare asupra celulelor sănătoase. Deşi aceea este cu adevărat o poveste de succes, multe alte descoperiri importante au eşuat în a avea un impact în tratamentul pacienţilor, a declarat Hopkins.
„Descoperirile pe care le-am făcut nu sunt exploatate atât de eficient pe cât ar putea fi”, susţine Hopkins. „Şi tocmai aici avem nevoie de ingineri. Ei rezolvă probleme.”
Profesorul Robert Langer şi-a descris experienţa personală, fiind unul dintre puţinii inginerii ce urmau o carieră în cercetarea biomedicală în timpul anilor ‘70. După ce şi-a luat doctoratul în inginerie chimică în 1974, a primit patru oferte de angajare doar de la Exxon, pe lângă oferte de la alte câteva companii din domeniul petrolier. Dar Langer a decis că doreşte să facă ceva care să ajute oamenii într-un mod mai direct, ajungând să obţină un loc în laboratorul lui Judah Folkman, omul de ştiinţă care a venit cu ideea de a distruge tumorile oprindu-le alimentarea cu sânge.
În laboratorul lui Folkman, Langer a început să lucreze la particule - transportori de medicamente - făcute din polimeri, care sunt în prezent utilizate la scară largă pentru transportul agenţilor medicamentoşi în organism într-un mod controlat.
Langer şi alţi ingineri de la Institutul Koch lucrează acum la moduri de a crea particule transportoare de medicamente chiar mai bune. Sangeeta Bhatia, Profesor Wilson de Ştiinţe Medicale şi Tehnologie şi Inginerie Electrică şi Informatică, a descris un proiect aflat în desfăşurare în laboratorul său care are ca scop crearea de nanoparticule de oxid de fier ce pot fi marcate cu mici fragmente de proteină ce se leagă în mod specific la celulele tumorale. Asemenea particule ar putea ajuta la combaterea uneia dintre problemele majore ale chimioterapiei: doar aproximativ 1% din medicamentul administrat ajunge la tumoare.
“Dacă am putea cumva să transportăm aceste medicamente toxice direct la tumori, eficacitatea lor ar creşte, iar efectele secundare ar descreşte,” a declarat Bhatia.
Alţi ingineri de la Institutul Koch lucrează la noi agenţi ce vor fi folosiţi în imagistica medicală, senzori miniaturali, vaccinuri împotriva cancerului şi modele computerizate ale celulelor canceroase, printre alte proiecte.
Medicină personalizată
Multe dintre medicamentele vizate utilizate în prezent au apărut prin descoperiri întâmplătoare, a declarat Daniel Haber, Director al Centrului de Oncologie al Spitalului General Massachusetts, în timpul unei mese rotunde pe tema tratamentului personalizat al bolnavilor de cancer. Acum, a spus el, este necesară o abordare mai sistematică. A descris eforturile recente care au loc la MGH (Spitalul General Massachuetts), ce testează potenţiale medicamente pe 1000 de linii de celule tumorale diferite, pentru a afla care tipuri de tumori răspund cel mai bine la fiecare medicament în parte.
La MIT, membrii Institutului Koch Michael Hemann şi Michael Yaffe au arătat că răspunsul pacienţilor la medicamentele pentru cancer ce afectează ADN-ul poate fi prezis prin testarea stării a două gene – p53, un supresor tumoral şi ATM, o genă ce ajută la reglarea p53.
Studiul acestora sugerează că asemenea medicamente ar trebui folosite doar pe pacienţii ce prezintă mutaţii fie la nivelul ambelor gene, fie la nivelul niciuneia dintre ele – o descoperire ce subliniază importanţa înţelegerii geneticii tumorii pacientului înaintea începerii tratamentului. De asemenea, studiul lor sugerează că medicamentele actuale ar putea deveni mult mai eficiente prin combinarea lor în modurile potrivite.
“Terapiile viitorului ar putea să nu fie terapii noi,” a declarat Hemann. “Ar putea fi terapii existente folosite într-o manieră mai performantă.”
Secvenţierea genomului uman ar trebui de asemenea să ajute la îndeplinirea scopului tratamentului personalizat al cancerului, a declarat Eric Lander, director al Institutului Broad şi membru al Consiliului de Consilieri Prezidenţiali pe probleme de ştiinţă şi tehnologie, care a vorbit în timpul unei mese rotunde pe teme din biologie, tehnologie şi aplicaţii medicale. Secvenţierea genomului uman le-a permis deja cercetătorilor să descopere mult mai multe gene cauzatoare de cancer. În 2000, înainte ca decodificarea genomului uman să se fi terminat, oamenii de ştiinţă cunoşteau în jur de 80 de gene ce ar putea cauza tumori solide, iar până în 2010 numărul a crescut la 240.
Lucrând la proiectul genomului uman, Institutul Naţional de Oncologie a lansat Proiectul Cancer Genome Atlas, care secvenţiază genomurile a mii de tumori umane, comparându-le între ele, cât şi cu genomurile ne-canceroase. “Prin studierea mai multor tumori în acelaşi timp, poţi începe să descoperi tipare comune”, a susţinut Lander.
El prevede că odată ce cercetătorii în oncologie vor ajunge la o imagine mai completă cu privire la genele cauzatoare de cancer şi funcţiile acestora, tratamentul pacienţilor va deveni mult mai eficient. “Doctorii viitorului vor putea să aleagă medicamente pe baza acelor informaţii”, a declarat el.
Articolul este traducerea The past, present and future of cancer, publicat de MITnews.
Traducerea: Anca Negulescu
