Βιορθογώνια Χημεία: από τον εργαστηριακό πάγκο στον άνθρωπο

Η Χημεία σήμερα δεν είναι όπως τη φαντάζεσαι

Πώς μοιάζει ένας χημικός; Εάν ρωτήσει κανείς μικρούς και μεγάλους η απάντηση θα είναι ίδια λίγο πολύ. Ένας άνθρωπος που φοράει λευκή ποδιά, γάντια, προστατευτικά γυαλιά και κρατάει αναβράζοντα χρωματιστά διαλύματα σε σφαιρικές φιάλες. Η εικόνα αυτή, όσο στερεοτυπική και να είναι, παρέμενε πιστή στην πραγματικότητα για αρκετούς αιώνες. Σήμερα, όμως, οι χημικοί μπορούν περήφανα να δηλώσουν πως «κάνουν χημεία» απευθείας στο ανθρώπινο σώμα.

Η αρχή της χημείας μέχρι σήμερα…

Ήταν περίπου το 1700 όταν ο Αντουάν Λαβουαζιέ (Antoine Lavoisier ), ένας από τους πρώτους χημικούς, έθεσε τις βάσεις της σύγχρονης χημείας και εξήγησε φαινόμενα όπως η αναπνοή και η ζύμωση. Στους επόμενους αιώνες η χημεία στράφηκε από την παρατήρηση στην εφαρμογή και με τη βοήθεια εξαιρετικών επιστημόνων ανακαλύφθηκαν οι ακτίνες Χ, η παρακεταμόλη, τα αντιβιοτικά και πολλά άλλα. 
Καθ’ όλη τη διάρκεια αυτών των χρόνων, η χημεία άλλαζε και μεταμορφωνόταν ωστόσο, υπό μία έννοια, έμενε στάσιμη. Μπορεί το πλήθος των χημικών αντιδράσεων να ήταν πλούσιο, ωστόσο αυτές  πραγματοποιούνταν στον εργαστηριακό πάγκο, μέσα σε σφαιρικές φιάλες, ευαίσθητες στο οξυγόνο, το νερό και τις πρωτεΐνες. Με άλλα λόγια, ευαίσθητες σε οτιδήποτε βρίσκεται στο ανθρώπινο σώμα.
 

Η ανακάλυψη της βιορθογώνιας χημείας

Όλα ξεκίνησαν στο κοντινό 2003, όταν η χημικός Carolyn Bertozzi, από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανακάλυψε μια καινούρια κατηγορία αντιδράσεων. Συγκεκριμένα, ανακάλυψε αντιδράσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν μέσα σε ένα έμβιο ον (in vivo), παρουσία οξυγόνου, νερού και πρωτεϊνών. Οι αντιδράσεις αυτές ονομάστηκαν βιο-ορθογώνιες, και σε αυτές ανήκουν οι αντιδράσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν απευθείας σε ένα σώμα (βιο-) και συμβαίνουν όταν ένα μόριο Α αντιδρά εκλεκτικά με ένα μόριο Β, αγνοώντας οποιοδήποτε άλλο βιολογικό μόριο τριγύρω (-ορθογώνιες). 

Αυτή η ανακάλυψη άνοιξε τον δρόμο για μία πολυπόθητη ιδέα: τη σύνθεση φαρμάκων απευθείας στο ανθρώπινο σώμα (!) Η δυνατότητα εκλεκτικής σύνθεσης ενός φαρμάκου σε ένα συγκεκριμένο σημείο του ανθρώπινου σώματος, παραμένει κέντρο ερευνών καθώς θα αλλάξει ριζικά την θεραπεία του καρκίνου. 

Ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα των αντικαρκινικών που χρησιμοποιούνται σήμερα, αποτελούν οι ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως η τριχόπτωση, μυαλγίες και κόπωση. Οι ανεπιθύμητες ενέργειες προκύπτουν ως το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του φαρμάκου με υγιή κύτταρα και κατά συνέπεια της μη εκλεκτικής μεταφοράς του φαρμάκου στον καρκίνο. Αυτό που προσφέρει η Βιορθογώνια Χημεία είναι η δυνατότητα στοχευμένης σύνθεσης των φαρμάκων εκλεκτικά στα καρκινικά κύτταρα.

Η πρώτη βιορθογώνια αντίδραση στον άνθρωπο είναι γεγονός

Η ανακάλυψη της Bertozzi, μπορεί να μην της χάρισε το βραβείο Νόμπελ (όχι ακόμα τουλάχιστον), αλλά χάραξε μια καινούρια πορεία για τη χημεία, που εκτός από κομψή, είναι και πολλά υποσχόμενη. Μόλις πέρσι, ανακοινώθηκε η έναρξη της πρώτη κλινικής δοκιμής βιορθογώνιας αντίδρασης σε καρκινοπαθείς ασθενείς, ενώ πολλές είναι οι ερευνητικές ομάδες που σχεδιάζουν με τη σειρά τους παρόμοιες κλινικές μελέτες προσεχώς. 

Μετά από τόσους αιώνες χημικών αντιδράσεων και ανακαλύψεων, επιτέλους μπορούμε να πούμε πως η χημεία μπορεί να πραγματοποιηθεί πέρα από τον εργαστηριακό πάγκο, απευθείας στο ανθρώπινο σώμα. Κάτι που μπορεί να φάνταζε ουτοπικό στο παρελθόν, σήμερα αποτελεί χρήσιμο εργαλείο της θεραπείας του αύριο.

Τροφή για περισσότερη μελέτη:

Για τις βιο-ορθογώνιες αντιδράσεις διαβάστε τις τρέχουσες έρευνες The Future of Bioorthogonal Chemistry και A Decade of Bioorthogonal Chemistry. 

Ακολουθήστε την ομάδα της Carolyn Bertozzi εδώ.

Σημείωμα αρθρογράφου: 
Ο όρος βιορθογώνια χημεία στα ελληνικά αποδόθηκε ελεύθερα από την αρθρογράφο βάσει απευθείας μετάφρασης του αγγλικού όρου (bioorthogonal).