Οταν τα κύτταρα αυτοκτονούν

Η φυσιολογική ανάπτυξη κάθε πολυκύτταρου οργανισμού εξαρτάται από τον προγραμματισμένο θάνατο επιλεγμένων κυττάρων. Εκατομμύρια κύτταρα από το σώμα μας πεθαίνουν, για να είμαστε υγιείς. Οι τρύπες του σώματός μας, όπως λ.χ. τα μάτια μας ή τα αφτιά μας, γίνονται μετά από προγραμματισμένη αυτοκτονία ορισμένων κυττάρων κατά την ανάπτυξη του εμβρύου. Ενα σκουλήκι, που έχει το επιστημονικό όνομα Caenorhabditis elegans και έχει μόνο ένα χιλιοστό του μέτρου μήκος, χάνει ακριβώς 131 από τα 1.090 αρχικά κύτταρά του για να ωριμάσει. Ο γυρίνος χάνει την ουρά του για να γίνει ώριμος βάτραχος. Το έμβρυο του ανθρώπου χάνει τον ιστό που κρατά τα δάκτυλά του ενωμένα. Οι φακοί των ματιών δημιουργούνται από το πτώμα των κυττάρων εκείνων που αντικαθιστούν το κυτταρόπλασμά τους, καθώς πεθαίνουν, με την πρωτεΐνη κρυσταλλίνη. Στο δέρμα υπάρχουν τα κερατινικά κύτταρα τα οποία δημιουργούνται από άλλα πρόδρομα κύτταρα, που βρίσκονται σε βαθύτερα στρώματα και, καθώς μεταναστεύουν προς την επιφάνεια πεθαίνουν, αντικαθιστώντας το περιεχόμενό τους με την πρωτεΐνη κερατίνη. Αυτά τα νεκρά κύτταρα αποτελούν το εξωτερικό στρώμα του δέρματος και το προστατεύουν.

Ο προγραμματισμένος αυτός θάνατος των κυττάρων, που αντανακλά μια φυσιολογική διαδικασία, λέγεται απόπτωση, σε αντίθεση με τους μη φυσιολογικούς θανάτους κυττάρων, για τους οποίους χρησιμοποιείται ο όρος νέκρωση. Η απόπτωση, η αυτοκτονία δηλαδή ορισμένων κυττάρων, προκαλεί σήμερα ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς οποιαδήποτε παρέκκλιση της ρύθμισής της, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε αυτοκτονία είτε πάρα πολλών είτε πολύ λίγων κυττάρων, είναι δυνατόν να συμβάλει στην πρόκληση ασθενειών όπως ο καρκίνος, το AIDS, η νόσος Alzheimer, η Parkinson, η ρευματοειδής αρθρίτιδα κ.ά.

Τα όπλα αυτοκτονίας των κυττάρων είναι διάφορες πρωτεΐνες (ένζυμα – πρωτεάσες) που αποικοδομούν, με άμεσο ή έμμεσο τρόπο, το γενετικό υλικό των κυττάρων και τα καθιστούν ανίκανα να διατηρήσουν τη ζωή τους. Οταν ένα κύτταρο πρόκειται να αυτοκτονήσει, να υποστεί απόπτωση, υφίσταται ορισμένες αλλαγές που οδηγούν στην απόσπασή του από τα γειτονικά κύτταρα και στη διάσπασή του σε κομμάτια, τα οποία απορροφώνται από άλλα κύτταρα που βρίσκονται στην περιοχή. Απόπτωση μπορεί να συμβεί και σε υγιή κύτταρα, όπως, λ.χ., στα λεμφοκύτταρα Τ ατόμων που πάσχουν από AIDS, με αποτέλεσμα να αυτοκαταστρέφεται το ανοσοποιητικό σύστημα. Γι’ αυτό και γίνεται προσπάθεια παρεμπόδισης της απόπτωσης των λεμφοκυττάρων Τ, προκειμένου να αντιμετωπιστεί το AIDS. Αλλες ασθένειες που χαρακτηρίζονται αυτοάνοσες, όπως ο ερυθηματώδης λύκος και η ρευματοειδής αρθρίτιδα, αποδίδονται σε αποτυχία των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος να πεθάνουν, σε μειωμένη δηλαδή απόπτωση, που έχει ως αποτέλεσμα τα υγιή λεμφοκύτταρα να ζουν περισσότερο του κανονικού.

Μεγάλης έκτασης απόπτωση συμβαίνει στα ισχαιμικά καρδιακά επεισόδια. Και επειδή ούτε τα κύτταρα των καρδιακών μυών ούτε τα κύτταρα του νευρικού συστήματος διαιρούνται, η απώλεια είναι οριστική. Γι’ αυτό και σ’ αυτή την περίπτωση η προσπάθεια περιορισμού του κυτταρικού θανάτου εστιάζεται στην ανεύρεση ή σύνθεση φαρμάκων, τα οποία είτε αναστέλλουν τις πρωτεάσες που προκαλούν απόπτωση είτε παρεμποδίζουν τη δημιουργία των λεγόμενων ελεύθερων ριζιδίων, τα οποία παίζουν καταστροφικό ρόλο. Η απόπτωση θεωρείται επίσης σοβαρός παράγοντας για τον κυτταρικό θάνατο σε ασθένειες που χαρακτηρίζονται από προοδευτική απώλεια εγκεφαλικών νευρικών κυττάρων, όπως στις νόσους Alzheimer, Parkinson και Huntington.

Οπως έχουμε αναφέρει και σε παλιότερη επικοινωνία μας, ο καρκίνος αναπτύσσεται μετά τη συσσώρευση μεταλλάξεων σε γονίδια που ελέγχουν την αύξηση και την επιβίωση των κυττάρων. Αν μια μετάλλαξη προκαλεί ανεπανόρθωτη βλάβη, τότε το κύτταρο συνήθως αυτοκτονεί για να μη μετατραπεί σε επικίνδυνο. Αν όμως ξεχάσει να πεθάνει, τότε είτε το ίδιο είτε οι απόγονοί του ζουν αρκετά για να συσσωρευθούν και άλλες μεταλλάξεις, που το οδηγούν σε ανεξέλεγκτες διαιρέσεις και μεταστάσεις.

Και στην περίπτωση του καρκίνου η αποτυχία απόπτωσης συνδέεται με γενετικές βλάβες, οι οποίες εντοπίζονται στο αντικαρκινογονίδιο Ρ53, η πρωτεΐνη του οποίου ενεργοποιεί τον μηχανισμό απόπτωσης, όταν το DNA του κυττάρου έχει υποστεί μια σοβαρή βλάβη, που δεν μπορεί να επιδιορθωθεί. Αλλες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στον μηχανισμό της απόπτωσης είναι η Bcl-2 πρωτεΐνη, κυρίως στα λεμφοκύτταρα, όπου μπλοκάρεται ο κυτταρικός θάνατος από την υπερβολική παραγωγή αυτής της πρωτεΐνης. Αξίζει να αναφερθεί και η περίπτωση που η απόπτωση, σε κύτταρα που δεν χρειάζονται, προκαλείται και από έναν άλλο παράγοντα, τον Fas, ένα μόριο που τελευταία έχει αποκτήσει την προσοχή των ερευνητών. Πάντως ιδιαίτερη προσπάθεια γίνεται προς την κατεύθυνση της γενετικής θεραπείας του καρκίνου, που εστιάζεται στην αντιμετώπιση της αντίστασης της απόπτωσης, με την εισαγωγή φυσιολογικών Ρ53γονιδίων στους όγκους ή με την ανεύρεση τρόπων καταστολής της υπερδραστηριότητας του Bcl-2 γονιδίου.

Η συμβολή του Bcl-2 γονιδίου στον καρκίνο βρίσκεται σε αντίθεση με τη δράση του σε άλλα κύτταρα, όπως τα μελανοκύτταρα που παράγουν μελανίνη, η οποία σκουραίνει το δέρμα και προφυλάσσει άλλα επιδερμικά κύτταρα από την υπεριώδη ακτινοβολία. Αν λοιπόν τα μελανοκύτταρα καταστρέφονταν εύκολα, τότε θα υπέβαλλαν σε κίνδυνο και τα υπόλοιπα. Για τον λόγο αυτόν τα μελανοκύτταρα παράγουν μεγάλες ποσότητες Bcl-2 πρωτεΐνης, η οποία εμποδίζει τον θάνατό τους.

Από ό,τι φαίνεται με τη σύντομη αυτή διαδρομή στον λαβύρινθο της κυτταρικής αυτοκτονίας, της απόπτωσης, το ερευνητικό πεδίο έχει αρχίσει να αποκαλύπτει αξιοθαύμαστες λεπτομέρειες που μας γεμίζουν ελπίδα και υπερηφάνεια. Ο άνθρωπος έχει τεράστιες δυνατότητες. Δεν είναι μικρός. Ας μην το ξεχνάμε αυτό, για να αποφεύγουμε και τις ποικίλες μικρότητες της ζωής μας.

Ο κ. Σταμάτης Ν. Αλαχιώτης είναι καθηγητής Γενετικής και πρύτανης του Πανεπιστημίου Πατρών.