ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗ

Η Γενετική – Η Γεννετική μηχανική ή ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗ περιλαμβάνει την μελέτη των δομών των πρωτεϊνών του οργανισμού.

Ο ενδελεχής έλεγχος των πρωτεϊνών και των γονιδίων που ευθύνονται για την σύνθεση και σχηματισμό τους αποτελεί το αντικείμενο μελέτης της ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗΣ.

Οι πρωτεΐνες κατέχουν πρωτεύοντα ρόλο (δομικό και λειτουργικό) στον συνολικό μεταβολισμό και φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων, α) με τις δράσεις που εξασκούν για την ανάπτυξη και γήρανση του κυττάρου, β) με συμμετοχή στην παραγωγή ουσιών (π.χ. ένζυμα).

Η λειτουργικότητα των πρωτεϊνών εξαρτάται από την ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ μορφή της δομής τους που επιτρέπει σε αυτές να αλληλοεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες ή χημικές ενώσεις του κυττάρου.

Η πλήρης ανάλυση των πρωτεϊνών αποτελεί τον στόχο της Ιατρικής όχι μόνον για σήμερα αλλά και για το μέλλον, χρειάζεται όμως και την συνδρομή της ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ αλλά και της ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ για την σωστή αναπαράσταση της ΤΡΙΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΜΟΡΦΗΣ κάθε πρωτεΐνης.

Επίσης, υπολογίζεται ότι η όλη προσπάθεια και εκπλήρωση του έργου της πρωτεωμικής θα απαιτήσει μεγάλες ταχύτητες υπολογιστών όπως και διαχείρισης των δεδομένων σε κλίμακες πολύ μεγαλύτερες από εκείνες που χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση και ανάλυση του ανθρώπινου ΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΟΣ.

Η εφαρμογή της ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗΣ προσφέρει τεράστιες δυνατότητες ερμηνείας και κατανόησης όχι μόνον του γονιδιώματος αλλά και της παθολοφυσιολογίας των διαφόρων νόσων του ατόμου.

Η πρόσφατη αποκρυπτογράφηση που καθορίζει την αλληλουχία των κωδικών γραμμάτων του ανθρώπινου γονιδιώματος προσφέρει πολλές πληροφορίες.

Ο κωδικός αυτός περιλαμβάνει τα Α, Τ, C, G γράμματα τα οποία επαναλαμβάνονται πολλές φορές με διαφορετική σειρά και με αριθμούς συνολικούς που μπορεί να γεμίσουν τα φύλλα ενός τηλεφωνικού καταλόγου.

Ο αριθμός όμως των γονιδίων τα οποία κωδικοποιούν την έκφραση πρωτεΐνης δεν είναι μεγαλύτερος της τάξης των 31.000 (συγκριτικά σκυλάκι έχει 18.000 – φυτά 28.000).

Σήμερα δεχόμαστε ότι το σύνολο των πολύπλοκων συμπεριφορών του ανθρώπου [κοινωνικών – συνειδητών – μνήμης] οφείλεται στην πολυπλοκότητα δράσης των πρωτεϊνών του κάθε οργανισμού.

Οι πρωτεΐνες είναι εκείνες οι οποίες κωδικοποιούνται από τα γονίδια και είναι τα μόρια που ευθύνονται για όλες τις λειτουργικές και μεταβολικές διεργασίες του κυττάρου του ανθρώπινου οργανισμού.

Αλλά, το σύνολο των γονιδίων του ανθρώπου είναι 11.000 και το σύνολο παραγωγής και έκφρασης των γονιδίων αυτών και οι βιολογικοί μηχανισμοί που παράγονται μπορεί να φτάσει τα 5.000.000!!!

Αυτό ακριβώς είναι το αντικείμενο ενός νέου κλάδου της Ιατρικής, της ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗΣ που ξεχωρίζει και μελετάει τις πρωτεΐνες.

Στην Ιατρική η ΠΡΩΤΕΟΜΙΚΗ είναι δυνατόν να προσδιορίσει τις πρωτεΐνες οι οποίες συνδέονται με διάφορα νοσήματα και επομένως την ανίχνευση πρωτεϊνικών δεικτών οι οποίοι θα συνδέονται με τα νοσήματα αυτά.

Τα παραπάνω έχουν τεράστια μελλοντική σημασία.

Αν προσδιοριστούν αυτοί οι πρωτεϊνικοί δείκτες όχι μόνον υποβοηθείται σημαντικά η διάγνωση της κάθε νόσου αλλά και η πρόγνωσή της ενώ παράλληλα είναι δυνατόν να επιλεγούν ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΣΤΟΧΟΙ για εφαρμογή φαρμακευτικής θεραπείας.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ – ΣΗΜΑΣΙΑ ΑΥΤΩΝ

Κάθε μέρος του ανθρώπινου οργανισμού έχει σαν δομικό υλικό πρωτεΐνη, όπως κυτταρικοί υποδοχείς – νευρικές ίνες – ένζυμα.

Το σύνολο των πρωτεϊνών ανέρχεται σε ποσοστό 80% το βάρος του κάθε μυός το 70% του δέρματος – 90% του συνολικού βάρους του σώματος.

Οι πρωτεΐνες συντίθενται από αμινοξέα τα οποία καθορίζουν σαν αλληλουχία την διάταξη, την λειτουργία κάθε πρωτεΐνης.

Παράγοντες φυσικοί, μηχανικοί, χημικοί μπορεί να επηρεάσει το μέγεθος, το ηλεκτρικό φορτίο, την τρισδιάστατη διαμόρφωση των πρωτεϊνών με επίδραση και στις βιολογικές λειτουργίες της πρωτεΐνης αυτής.

Ο ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΡΩΤΕΩΜΑ αναφέρεται για πρώτη φορά το έτος 1981 (γλωσσικό ανάλογο του γονιδιώματος) και χρησιμοποιείται για την περιγραφή του συνόλου των πρωτεϊνών που εκφράζεται και τροποποιείται αναλόγως από το γονιδίωμα του κάθε κυττάρου κατά την συνολική διάρκεια της ζωής του.

Η ΠΡΩΤΕΟΜΙΚΗ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΕΝΑ ΝΕΟ ΚΛΑΔΟ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΤΑΖΕΙ, ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΟΥ ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ ΜΕ ΚΑΠΟΙΑ ΝΟΣΟ.

Αυτό, καθίσταται εφικτό με την ανάλυση της έκφρασης των πρωτεϊνών των κυττάρων και των ιστών του σώματος και ακολούθως γίνεται η σύγκριση αυτών μεταξύ της φυσιολογικής τους κατάστασης και την κατάσταση που προκύπτει από τη συγκεκριμένη νόσο.

Οι πληροφορίες που λαμβάνονται και παρέχονται από την ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗ, αποτελούν ουσιαστικό συμπλήρωμα μαζί με το σύνολο των πληροφοριών της μελέτης του κάθε γονιδιώματος.

Ο συνδυασμός αυτός έχει δημιουργήσει τον καινούργιο κλάδο βιοεπιστημών την «ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΓΕΝΩΜΙΚΗ».

Η νέα αυτή κατεύθυνση της Βιολογικής - Γενετικής Ιατρικής μπορεί να εξακρίβωση τα αίτια διαφόρων νοσημάτων που έχουν κληρονομικό υπόστρωμα και ενδημικό χαρακτήρα σε πολλές περιοχές της Ελλάδας με προσδιορισμό φορέων οικογενειών με παθολογικά γονίδια, όπως συμβαίνει στα νησιά Νάξο, Μήλο, Μύκονο όπου εμφανίζεται η νόσος «ΝΑΞΟΣ».

ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΕΝΔΗΜΙΚΑ

• Νόσος ΝΑΞΟΣ
• Στους ΦΟΥΡΝΟΥΣ ΙΚΑΡΙΑΣ : εντοπίζεται η νόσος COHEN.
• Στην ΙΚΑΡΙΑ : Αταξία του Φρίντριχ.
• Στην ΚΑΛΥΜΝΟ : Νόσος Wilson.
• Στην ΚΡΗΤΗ : ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΗ ΟΞΥΟΥΡΙΑ – ΥΠΕΡΤΡΟΦΙΚΗ ΜΥΟΚΑΡΔΥΟΠΑΘΕΙΑ, ATTR – αμυλοειδίωση.
• Νήσος ΧΙΟΣ : νόσος Kennedy.
• ΜΑΝΗ : ΜΥΟΤΟΝΙΚΗ ΔΥΣΤΡΟΦΙΑ ΤΥΠΟΥ 1.

Επίσης, σήμερα στο επίπεδο του DNA εκτελούνται πολλές διαγνωστικές εξετάσεις για διάφορα νοσήματα.

Έτσι, εκτός από τις σπάνιες μονογονοδιακές αποκλίσεις (νόσοι που οφείλονται στη λειτουργία και δομή ενός γονιδίου) εξετάζονται πολυσύνθετες αρρώστιες, όπως :

α) Η δοκιμασία της apo-E σε άτομα με νόσο Alzheimer.

β) Δοκιμασία του Factor V (Leiden) προς εύρεση προδιάθεσης φλεβικών θρομβώσεων.

Οι καινούργιες επίσης τεχνολογίες άπτονται άμεσα των ΚΑΚΟΗΘΩΝ ΝΕΟΠΛΑΣΙΩΝ, π.χ. στον καρκίνο του μαστού.

Έτσι, η μελέτες των προτύπων έκφρασης των 50 γονιδίων έχουν προσδιοριστεί για την διαφορική διάγνωση της οξείας μυελοβλαστικής από την οξεία μυελοειδή λευχαιμία για τον διαχωρισμό μεταστατικού ή όχι μελανώματος ανθρώπου (προσδιορισμός μεταστατικών κυττάρων).

Η πρωτεωμική ανάλυση σε συνδυασμό με την ανάλυση του DNA θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην Ιατρική όπως ήδη ελέχθη για νοσήματα όπως η ΡΕΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ ΑΡΘΡΙΤΙΔΑ – ΠΑΘΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΝΕΥΡΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (Νοσήματα με κληρονομικό υπόστρωμα).

Επίσης, τα δεδομένα του φαρμακογονιδιωματικής άρχισαν ήδη να έχουν συμμετοχή σε κλινική πράξη σε τομείς της παθολογίας.

Η επίδραση κάθε φαρμάκου στο γονιδίωμα όσο και η ανακάλυψη ειδικών πρωτεϊνών HER2 αντιγραφής της αλληλουχίας του HER2 γονίδια) έχει ήδη βρεθεί.

Ευελπιστούμε ότι το βάδισμα στα καινούργια μονοπάτια της μεταγονιδιωματικής εποχής θα διαρκέσει πολλά χρόνια.

Η μεγάλη συχνότητα εμφάνισης των παραπάνω νοσημάτων (Ν. Νάξος – Ν. Kennedy κ.α.) στην Ελληνική επικράτεια οφείλεται :

α) Στην γεωφυσική της διαμόρφωση (ορεινοί όγκοι – δύσκολη επικοινωνία ανθρώπων).

β) Στις κλειστές κοινωνίες που επέτρεπαν του γάμου μεταξύ ατόμων.

Όλες αυτές οι γνώσεις και επιστημονικές παρατηρήσεις και επιτεύγματα έχουν δημιουργήσει το ΕΘΝΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΑΡΔΙΟΛΟΓΙΑ που σήμερα θεωρείται από τα πρωτοπόρα κέντρα Παγκοσμίως.

ΝΟΣΟΣ ΝΑΞΟΣ (Ν.Ν.)

ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΗ ΚΑΡΔΙΟΠΑΘΕΙΑ – Αποτελεί σημαντικό αίτιο θανάτου νέων ατόμων (αθλητών συχνά) αναλογία γενικού πληθυσμού 1/5.000.

Μορφή αρρυθμιογόνου μυοκαρδιοπάθειας δυσπλασίες της δεξιάς κοιλίας. Οφείλεται στο γονίδιο, στο χρωμόσωμα 17 ΝΑΞΟΣ.

Συνδυάζεται με φαινότυπο : υπερκεράτωσης παλαμών και πελμάτων «αφρικανικού τύπου κατσαρά μαλλιά» Προϊόντος του χρόνου η αντικατάσταση της δεξιάς κοιλίας που χαρακτηρίζει την νόσο από ινώδη, ινολιπώδη ιστό επεκτείνεται και στην αριστερά κοιλία – καρδιακή ανεπάρκεια.

Κληρονομείται η νόσος με υπολειπόμενο τρόπο (πιθανότητα 25%).

Κρούσματα εκτός από την Ελλάδα (Νάξος, Μήλος, γενικά στις Κυκλάδες, Εύβοια) και στην Ιταλία, Τουρκία, Ισραήλ, Σαουδική Αραβία (1 άτομο/εμφανίζει την Ν.Ν.).

Η νόσος εντοπίσθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία των 80 από τον ερευνητή Έλληνα Καρδιολόγο-Έρευνας, Νίκο Πρωτονοτάριο.

Dr. ΝΙΚΟΣ ΚΑΛΛΙΑΚΜΑΝΗΣ

Ref.: - Θ. Ευστρατιάδη ΕΟ Ιδ. Ερ. ΠΡΩΤΕΩΜΙΚΗΣ

• Science : Γενετικής
• Mayo Clin.