Πριν από δεκαετίες, ως ειδικευόμενοι γιατροί στην πτέρυγα καρκινοπαθών ενός γερμανικού πανεπιστημιακού νοσοκομείου, συχνά είμασταν αναγκασμένοι να μεταφέρουμε ένα σπαρακτικό μήνυμα στους ασθενείς μας: «Δεν υπάρχουν πια άλλες θεραπείες για να σας προσφέρουμε». Τότε, τα κύρια όπλα κατά του προχωρημένου καρκίνου ήταν η χημειοθεραπεία και η ακτινοβολία. Αποτελεσματικά κατά καιρούς, αλλά συχνά δεν προσέφεραν τη θεραπεία που πολλοί ήλπιζαν.
Σήμερα, το τοπίο στη θεραπεία του καρκίνου έχει αλλάξει δραστικά. Έχουμε γίνει μάρτυρες της εμφάνισης νέων φαρμάκων, που στοχεύουν με μεγάλη ακρίβεια τους όγκους. Κάποιες παλιότερα μη ιάσιμες μορφές καρκίνου, μπορούν πλέον να τεθούν υπό έλεγχο ακόμη και σε προχωρημένα στάδια. Ωστόσο, για την πλειονότητα των ασθενών με μεταστατικό καρκίνο, η υπόσχεση μιας εξαιρετικά αποτελεσματικής θεραπείας παραμένει απλώς εκτός των δυνατοτήτων μας.
Γιατί, όμως, παρά τα δισεκατομμύρια δολάρια που επενδύονται κάθε χρόνο στην ιατρική έρευνα, η θεραπεία για τους ασθενείς με προχωρημένο καρκίνο εξακολουθεί να είναι η εξαίρεση και όχι ο κανόνας;
Η απάντηση βρίσκεται στη φύση της ίδιας της ασθένειας. Ο καρκίνος προκύπτει από τυχαίες γενετικές αλλαγές μέσα σε υγιή κύτταρα, που ονομάζονται μεταλλάξεις και ενσκήπτουν με την πάροδο του χρόνου. Οι μεταλλάξεις αυτές είναι δυνατό να προκληθούν από τον τρόπο ζωής, από γενετική προδιάθεση, από υπάρχοντα μακροχρόνια προβλήματα υγείας ή ακόμη και από την έκθεση σε επικίνδυνες χημικές ουσίες. Καθώς συσσωρεύονται διάφοροι παράγοντες, τα μεταλλαγμένα κύτταρα μετατρέπονται σε καρκινικούς όγκους.
Αυτή η τυχαία εξέλιξη έχει δύο επιπτώσεις. Πρώτον, κάθε καρκίνος είναι τόσο μοναδικός όσο και το άτομο που προσβάλλει, κάτι που σημαίνει ότι ακόμη και όσοι διαγιγνώσκονται με τον ίδιο τύπο καρκίνου, έχουν μόνο ένα ποσοστό κοινών μεταλλάξεων.
Δεύτερον, κάθε όγκος είναι ένα περίπλοκο μωσαϊκό δισεκατομμυρίων διαφορετικών κυττάρων, που μαθαίνει συνεχώς να προσαρμόζεται, να αποφεύγει το ανοσοποιητικό σύστημα και να αντιστέκεται στις θεραπευτικές στρατηγικές που εφαρμόζουμε.
Όμως, τι θα γινόταν αν, για να ξεγελάσουμε αυτούς τους ασύλληπτους αντιπάλους, μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε τη δύναμη μιας άλλης, επίσης καθαρά ατομικής και διαρκώς εξελισσόμενης δύναμης, του δικού μας ανοσοποιητικού συστήματος;
Ο αμυντικός μηχανισμός του ανθρώπινου σώματος αποτελείται από δισεκατομμύρια κύτταρα με εκπληκτικές ικανότητες. Ανάμεσά τους, τα Τ-λεμφοκύτταρα ξεχωρίζουν ως οι άγρυπνοι φρουροί της φύσης, που περιπολούν αδιάκοπα στο σώμα μας. Ωστόσο, το ανοσοποιητικό μας σύστημα είναι εξελικτικά προγραμματισμένο να αντιμετωπίζει τις εξωτερικές απειλές, όπως οι ιοί και τα βακτήρια, και όχι τις εσωτερικές μεταλλάξεις.
Κατά συνέπεια, μόνο ένα μικρό ποσοστό μεταλλάξεων συγκεντρώνει την προσοχή της ανοσολογικής άμυνας του οργανισμού μας. Τώρα, φανταστείτε ένα μέλλον όπου θα είναι διαθέσιμα εξατομικευμένα εμβόλια κατά παραγγελία για τον καρκίνο. Θα είναι προσαρμοσμένα ώστε να μεταφέρουν με ακρίβεια τις μοναδικές μεταλλάξεις του καρκίνου κάθε ασθενούς, λειτουργώντας «σαν αφίσα καταζητούμενων» για τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, δίνοντάς τους οδηγίες να εξαπολύουν πολύπλευρες επιθέσεις στον όγκο.
Ο καγκελάριος της Γερμανίας Olaf Scholz και οι ιδρυτές της BioNTech Ugur Sahin και Özlem Türeci στο εργοστάσιο της BioNTech στο Marburg της Γερμανίας, τον Φεβρουάριο.
Αυτό που ήταν απλώς ένα όραμα πριν από τρεις δεκαετίες, όταν στεκόμασταν δίπλα στο κρεβάτι των ασθενών μας, είναι τώρα το επίκεντρο εκτεταμένων κλινικών δοκιμών από εμάς και άλλους γιατρούς και ερευνητές.
Την ώθηση αυτή την έχει δώσει η σύνθετη πρόοδος της επιστήμης και της τεχνολογίας σε διάφορους τομείς.
Η αποκρυπτογράφηση της γενετικής σύνθεσης του καρκίνου κάθε ασθενούς από μια μικροσκοπική βιοψία σε υψηλή ανάλυση μέσα σε λίγες ώρες, έχει καταστεί εφικτή με την ανάγνωση του DNA με τεχνολογίες αλληλουχίας επόμενης γενιάς.
Η νέα ευρέως διαθέσιμη υπολογιστική ισχύς μάς βοηθά να επεξεργαζόμαστε τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων που δημιουργεί αυτή η αλληλουχία. Χρησιμοποιούμε προηγμένη υπολογιστική επεξεργασία και οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης βοηθούν στον εντοπισμό των μεταλλάξεων που εκτιμούμε ότι είναι πιο σημαντικές. Στη συνέχεια γίνονται η βάση για την «αφίσα καταζητούμενων», η οποία αποστέλλεται στα κύτταρα μέσω του αγγελιοφόρου RNA (mRNA) στο εμβόλιο.
Το RNA, η προτιμώμενη βάση του εμβολίου μας, είναι ο πιο αρχέγονος αγγελιοφόρος της φύσης. Μπορεί να σχεδιαστεί γρήγορα, να προσαρμοστεί και να κατασκευαστεί μέσα σε λίγες εβδομάδες. Και ο χρόνος είναι ζωτικής σημασίας για τους καρκινοπαθείς.
Τα εξατομικευμένα εμβόλια κατά του καρκίνου υποβάλλονται αυτό τον καιρό σε αυστηρές δοκιμές και μόνο σε ελεγχόμενες κλινικές δοκιμές. Οι δοκιμές αυτές έχουν δείξει τη δυνατότητα εφαρμογής μιας εξατομικευμένης προσέγγισης σε μικρότερο αριθμό ασθενών, με την ενεργοποίηση και επέκταση των Τ-λεμφοκυττάρων που είναι ικανά να αναγνωρίζουν καρκινικά κύτταρα με βάση επιλεγμένες μεταλλάξεις -μια σημαντική προϋπόθεση για την καταπολέμηση του καρκίνου από το ανοσοποιητικό σύστημα.
Πρόσφατες κλινικές δοκιμές στο μελάνωμα και στον καρκίνο του παγκρέατος έχουν δείξει τη δυνητική χρησιμότητα των εξατομικευμένων εμβολίων mRNA στη μείωση του κινδύνου μεταστατικής υποτροπής έπειτα από χειρουργική επέμβαση.
Επίσης, οι ερευνητές διεξάγουν τώρα μεγαλύτερες κλινικές δοκιμές σε ορισμένους τύπους καρκίνου για να συγκρίνουν αυτά τα εξατομικευμένα εμβόλια με τα τρέχοντα θεραπευτικά πρωτόκολλα.
Τα δεδομένα από αυτές τις δοκιμές τα επόμενα χρόνια θα δώσουν πληροφορίες σχετικά με την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των εξατομικευμένων εμβολίων κατά του καρκίνου, τα οποία τώρα βρίσκονται υπό ανάπτυξη.
Τεχνικός χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να ελέγξει μια εικόνα για καρκίνο του τραχήλου της μήτρας σε ένα εργαστήριο στη Wuhan της Κίνας.
Οι πρόοδοι στην τεχνολογία και την επιστήμη συχνά συμβαίνουν σε παράλληλους χώρους, αλλά όταν συγκλίνουν, τα αποτελέσματα μπορεί να είναι πρωτοποριακά. Η συγχώνευση του mRNA και της τεχνητής νοημοσύνης αποτελεί παράδειγμα μιας τέτοιας σύγκλισης, θέτοντας τα θεμέλια για μετεξελιγμένες θεραπευτικές λύσεις με επίκεντρο τον ασθενή και εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή για την ιατρική.
Πιστεύουμε ότι η τεχνητή νοημοσύνη θα συνεχίσει να διαδραματίζει ολοένα και πιο καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη εξατομικευμένων εμβολίων και φαρμάκων για τον καρκίνο. Οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να αναλύσουν γρήγορα τεράστια σύνολα δεδομένων γονιδιώματος και να βοηθήσουν στον εντοπισμό μοτίβων και συσχετίσεων που οι παραδοσιακές μέθοδοι μπορεί να μην εντοπίζουν. Αυτή η ταχεία και ακριβής ανάλυση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν επιδιώκεται ο εντοπισμός των σχετικών καρκινικών μεταλλάξεων μεταξύ των πολλών γενετικών παραλλαγών του όγκου ενός ασθενούς. Καθώς οι παγκόσμιες βάσεις δεδομένων για τον καρκίνο μεγεθύνονται, οι εκτιμήσεις για τις πιθανές μεταλλάξεις και ο σχεδιασμός εμβολίου για κάθε ασθενή είναι πιθανό να βελτιώνονται συνεχώς.
Το εξαιρετικά ευπροσάρμοστο mRNA μπορεί, λόγω των μοριακών χαρακτηριστικών του, να επιτρέψει την ταχεία, ελεγχόμενη, παράλληλη παραγωγή σε μικρές αυτοματοποιημένες εγκαταστάσεις. Η παράλληλη παραγωγή διασπά την παραδοσιακή γραμμή «συναρμολόγησης» και επιτρέπει την ταυτόχρονη κατασκευή διαφορετικών προϊόντων.
Για εμάς, αυτά τα χαρακτηριστικά της παραγωγής με βάση το mRNA είναι θεμελιώδη για να γίνουν μια μέρα ευρέως διαθέσιμα τα πραγματικά εξατομικευμένα φάρμακα, καθώς και για να εφαρμοστούν εγκαίρως στην πράξη οι επιστημονικές γνώσεις που αναπτύσσονται με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης. Ο συνδυασμός αυτών των τεχνολογιών θα μπορούσε να επιτρέψει την ταχεία προσαρμογή των εξατομικευμένων εμβολίων mRNA όσο μεταβάλλεται το προφίλ μεταλλάξεων του όγκου ενός ασθενούς.
Πιστεύουμε ότι, στον τομέα της ιατρικής έρευνας, η σύζευξη τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το mRNA εγκαινιάζει μια εποχή μετασχηματισμού με παραλληλισμούς με τον Νόμο του Moore για τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Ακριβώς όπως ο Νόμος του Moore προέβλεψε την εκθετική αύξηση της υπολογιστικής ισχύος, τώρα γινόμαστε μάρτυρες μιας ανάλογης επιτάχυνσης, που μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση επειγουσών, αλλά ακόμα ανεκπλήρωτων ιατρικών αναγκών.
Ωστόσο, υπάρχει μια διαφορά: η ταχύτητα με την οποία αποκαλύπτονται νέες γνώσεις και μένουν πίσω τεχνολογικά εμπόδια, ξεπερνά την ικανότητά μας να αναπτύσσουμε και να εγκρίνουμε νέες θεραπείες στο περιβάλλον των καθιερωμένων ρυθμιστικών διαδικασιών και των σημερινών προτύπων ανάπτυξης φαρμάκων, κλινικής πρακτικής και περίθαλψης.
Συνεπώς, καλούνται οι επιστήμονες, οι κυβερνήσεις, οι υγειονομικές αρχές και οι κοινωνίες να δράσουν για να αποτραπεί η αύξηση του χάσματος μεταξύ του τι θα ήταν εφικτό με βάση τις νέες γνώσεις και τις τεχνολογικές εξελίξεις και του τι πραγματικά προσφέρεται ως θεραπευτική επιλογή στους ασθενείς.
Με όλα αυτά κατά νου, πόσο μακριά βρισκόμαστε από ένα ιατρικό μέλλον εξατομικευμένων εμβολίων κατά του καρκίνου;
Είναι ακόμη νωρίς. Όπως συμβαίνει με κάθε νέα θεραπεία, τα εξατομικευμένα εμβόλια κατά του καρκίνου πρέπει να περάσουν τα προβλεπόμενα στάδια κλινικής ανάπτυξης και να αποδείξουν υψηλότερη αποτελεσματικότητα σε σχέση με τις υπάρχουσες θεραπείες. Αναμένουμε ότι η αρχική έγκριση και η υιοθέτηση τέτοιων θεραπειών θα είναι πραγματικότητα για συγκεκριμένους τύπους καρκίνου έως το 2030. Στη δεκαετία που ακολουθεί θα μπορούσε να σημειωθεί ένας τεχνολογικός μετασχηματισμός που θα καταστήσει τις εξατομικευμένες θεραπείες ευρέως διαθέσιμες και οικονομικά προσιτές.
Ο καρκίνος έχει βαθιά ατομικά χαρακτηριστικά και είναι καιρός η θεραπεία του να γίνει επίσης βαθιά ατομική.
* Οι κ. Özlem Türeci και Ugur Sahin είναι βιολόγοι, πρωτοπόροι στον τομέα των εμβολίων mRNA και των εξατομικευμένων ανοσοθεραπειών για τον καρκίνο. Ιδρυτές της BioNTech.
© 2023 The New York Times Company και Ugur Sahin και Özlem Türeci