Οι Αμαδρυάδες στην ελληνική μυθολογία ήταν νύμφες που ζούσαν μέσα στους κορμούς των δέντρων και είχαν συνδεδεμένη άρρηκτα τη μοίρα τους μαζί τους. Όταν το δέντρο μαραινόταν έσβηνε και η ζωή τους.
Η διεπιστημονική φοιτητική ομάδα iGEM IOANNINA 2025 εμπνεύστηκε από τις νύμφες το πρότζεκτ AMADRYADS για να εκφράζει με τον πιο συμβολικό τρόπο την αποστολή του να σταθεί προστάτης των πλατανιών που αργοπεθαίνουν εξαιτίας του μύκητα Ceratocystis platani.
Με το AMADRYADS θα συμμετάσχει φέτος η ομάδα στον διεθνή διαγωνισμό Συνθετικής Βιολογίας iGEM (International Genetically Engineered Machine) στο Παρίσι, εκεί όπου παρουσιάζονται πρωτοπόρα βιολογικά συστήματα με συγκεκριμένη αποστολή, ανεπτυγμένα με «εργαλεία» της Συνθετικής Βιολογίας.
«Ο προτεινόμενος μηχανισμός μας φιλοδοξεί να γίνει ένας ‘αόρατος’ φρουρός που θα καταστρέφει τον μύκητα. Για εμάς δεν είναι απλώς μια θεραπεία, είναι μια πράξη αποκατάστασης και μια υπόσχεση στη φύση και στην άυλη πολιτιστική κληρονομιά των πλατανιών», μου λέει η Βασιλική Σαββίδου, μέλος της ομάδας.
Η διεπιστημονική φοιτητική ομάδα iGEM IOANNINA, η οποία συστάθηκε το 2020, εκπροσωπεί κάθε χρόνο το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων στον διεθνή διαγωνισμό iGEM Grand Jamboree στο Παρίσι, που φέτος θα πραγματοποιηθεί στις 28-31 Οκτωβρίου.
Τη φετινή ομάδα συνιστούν δεκαέξι φοιτητές πολλών τμημάτων του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων (όπως Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών, Ιατρικής, Χημείας, Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής), καθώς και του τμήματος Ιατρικής του ΑΠΘ και Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης.
Από την ίδρυσή της μέχρι σήμερα η ομάδα σημειώνει σταθερά ανοδική πορεία και αποσπά σημαντικές διακρίσεις. Πέρσι, «σήκωσε το χρυσό» μέσα στο Παρίσι με το έργο ATROPOS μαζί με άλλες σημαντικές βραβεύσεις.
«Το φετινό μας έργο στοχεύει στην προστασία και ανάδειξη του εμβληματικού πλάτανου με τη βοήθεια της Συνθετικής Βιολογίας. Το πρότζεκτ με το οποίο αποφασίσαμε να ασχοληθούμε επικεντρώνεται στην αξιοποίηση της Συνθετικής Βιολογίας για τον σχεδιασμό μιας μοριακής στρατηγικής που θα μπορούσε μελλοντικά να συμβάλει στην αντιμετώπιση του μεταχρωματικού έλκους», εξηγούν από κοινού η Αγγελική Μπουλαλά και η Ιφιγένεια Τυχηρού Ανυφαντή.
Σύμφωνα με την ελληνική ομάδα, το μεταχρωματικό έλκος συνιστά μια από τις πιο καταστρεπτικές ασθένειες των δασικών οικοσυστημάτων παγκοσμίως και προσβάλλει όλα τα είδη του γένους Platanus ανεξαρτήτως μεγέθους και ηλικίας, όπως τα Platanus orientalis και Platanus occidentallis (τον ανατολικό και δυτικό πλάτανο αντίστοιχα). Η ασθένεια οφείλεται στον παθογόνο μύκητα Ceratocystis platani, ο οποίος εισβάλλει από ρωγμές στον φλοιό του κορμού, των κλαδιών και των ριζών και αναπτύσσεται μέσα τους, οδηγώντας τελικά στη νέκρωσή τους.
Μια φιλική προς το περιβάλλον επιστημονική απάντηση
«Η απάντηση της ομάδας μας στο παραπάνω τοπικού χαρακτήρα περιβαλλοντικό ζήτημα είναι η προσπάθεια ανάπτυξης ενός φιλικού προς το περιβάλλον μηχανισμού που έχει σχεδιαστεί με βάση τις αρχές της Συνθετικής Βιολογίας, αξιοποιώντας τα μέχρι τώρα ερευνητικά αποτελέσματα της επιστημονικής κοινότητας που μελετά το μεταχρωματικό έλκος και συνδυάζοντάς τα με τις γνώσεις που έχουμε αποκτήσει για τους μηχανισμούς ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης. Ο προτεινόμενος μηχανισμός καταπολέμησης του C. platani βασίζεται σε ένα λιτό και αποτελεσματικό σύστημα, που αποτελείται από έναν βιοδιασπώμενο νανοφορέα χιτοζάνης και από ένα πλασμίδιο DNA που μεταφέρεται με τον νανοφορέα στο εσωτερικό του δέντρου», περιγράφει ο Θωμάς Κατίκος.
«Το πλασμίδιο, με τον μηχανισμό του «μοριακού ψαλιδιού» (CRISPR-Cas13d) και με τη βοήθεια ενός ριβοδιακόπτη (μικρή αλληλουχία RNA), στοχεύει και τεμαχίζει το μεταγραφικό προϊόν συγκεκριμένων γονιδίων του μύκητα, απαραίτητων για τη ζωή του. Στην περίπτωση όπου ο μύκητας δεν υπάρχει, ο συγκεκριμένος νανοφορέας αποικοδομείται εντός του πλατανιού χωρίς να επηρεάζει τη φυσιολογία του», συνεχίζει ο Αριστοτέλης Μιχαλάκης.
Όπως λέει η ομάδα, το σύστημα είναι εξαιρετικά στοχευμένο, ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον, συνιστώντας μια καινοτόμα, βιοτεχνολογική παρέμβαση για την αντιμετώπιση φυτοπαθογόνων μυκήτων όπως ο Ceratocystis platani, που δεν τροποποιεί το γενετικό υλικό.
«Σε αντίθεση με γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς (GMOs), το σύστημα βασίζεται σε παροδική και ανασταλτική γονιδιακή παρέμβαση στην πληροφορία που εκφράζεται από το γονιδίωμα του μύκητα, η οποία ελέγχεται με ακρίβεια σε μοριακό, κυτταρικό και οικολογικό επίπεδο», εξηγεί ο Παναγιώτης Μιχαηλίδης.
Η ομάδα ωστόσο, διευκρινίζει πως ο προτεινόμενος μηχανισμός βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο με τις δοκιμές να επικεντρώνονται αποκλειστικά σε μοριακό επίπεδο, ενώ για την παρασκευή του σκευάσματος που θα εγχέεται χρειάζονται περαιτέρω μελέτες μέσα από χρόνιες ερευνητικές διαδικασίες. Όπως κάθε φάρμακο ή συνθετικό βιολογικό προϊόν, πρώτα κατασκευάζεται με πολύ απλό τρόπο εργαστηριακά, έπειτα δοκιμάζεται σε οργανισμούς-μοντέλα και αργότερα, εφόσον αποδεικνύεται σε όλα τα στάδια η αποτελεσματικότητα και η ασφάλειά του, δοκιμάζεται στον οργανισμό-στόχο ώστε να προχωρήσει σε σκεύασμα προς χορήγηση.
«Η μελέτη δεν περιλαμβάνει τον παθογόνο μύκητα Ceratocystis platani, αλλά αξιοποιεί οργανισμούς-μοντέλα, όπως τον Schizosaccharomyces pombe, στους οποίους προσομοιώνονται οι συνθήκες δράσης του παθογόνου μέσω εργαλείων Συνθετικής Βιολογίας. Επίσης δεν πραγματοποιούνται πειράματα σε πλατάνια, καθώς οποιαδήποτε παρέμβαση σε φυσικό περιβάλλον προϋποθέτει προηγούμενη ενημέρωση και έγκριση των αρμόδιων αρχών. Τέλος, ο προτεινόμενος μηχανισμός φιλοδοξεί να αποτελέσει εφαλτήριο για την ανάπτυξη μεθόδων αντιμετώπισης και άλλων παθογόνων που πλήττουν τα φυτά», καταλήγει ο Σωκράτης Παπαθανασίου.
Αξίζει να αναφερθεί ότι η ομάδα iGEM IOANNINA 2025 υποστηρίζεται από το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, από την Περιφέρεια Ηπείρου, καθώς και από τις εταιρείες Pfizer, Polyeco, Syngenta, Help Pharmaceuticals και Δημητρίου.
Επιστημονικοί υπεύθυνοι της ομάδας είναι ο Αναπληρωτής Καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, κ. Θεολόγος Μιχαηλίδης και ο Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, κ. Δημήτρης Αλίβερτης.
Μια Θεσσαλονικιά «σειρήνα»
Μια άλλη φοιτητική διεπιστημονική ομάδα στον βορρά, η iGEM Thessaloniki του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ετοιμάζει και αυτή βαλίτσες για το Παρίσι και βάζει μέσα τη «σειρήνα» της, το πρότζεκτ siREN με το οποίο θα διαγωνιστεί φέτος.
Πολυβραβευμένη και η ομάδα, iGEM Thessaloniki, είναι η πρώτη ελληνική ομάδα που συμμετείχε στον Παγκόσμιο Διαγωνισμό και τον καθιέρωσε στην Ελλάδα. Από το 2017 αποσπά διακρίσεις σε κάθε της συμμετοχή ξεκινώντας με το χρυσό μετάλλιο. Το 2018 κέρδισε το ασημένιο, το 2019 και το 2021 το χρυσό, το 2022, το 2023 και το 2024 το ασημένιο μετάλλιο. Εκτός αυτών, σε κάθε διαγωνισμό είναι υποψήφια για πολλά ειδικά βραβεία με αποκορύφωμα το 2023 που έλαβε το ειδικό βραβείο για το καλύτερο πρότζεκτ βιώσιμης ανάπτυξης.
Φέτος εστιάζει στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (CLL) που είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος λευχαιμίας σε ενήλικες στις δυτικές χώρες. Πρόκειται για έναν τύπο καρκίνου του αίματος που αναπτύσσεται από τον μυελό των οστών, εξαιτίας ενός τύπου λευκών αιμοσφαιρίων, των λεμφοκυττάρων που αναπαράγονται ανεξέλεγκτα. Με την πάροδο του χρόνου αυτά τα κύτταρα εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, μειώνουν τον πληθυσμό των υγιών αιμοσφαιρίων και, κατά συνέπεια, επηρεάζουν το ανοσοποιητικό σύστημα, αυξάνοντας το ρίσκο για την εμφάνιση άλλων τύπων καρκίνου.
«Παρά τις εξελίξεις που έχουν σημειωθεί τελευταία σε αυτόν τον τομέα, εξακολουθούν να υπάρχουν ασθενείς που δυσκολεύονται κατά τη θεραπευτική τους πορεία λόγω παρενεργειών, ανθεκτικότητας στη θεραπεία και υψηλών ποσοστών υποτροπής. Εδώ είναι που μπαίνουμε εμείς!», λέει η Ιωάννα Καράμπελα, η μία από τις δύο αρχηγούς της iGEM Thessaloniki και υπεύθυνη της υποομάδας Επιχειρηματικότητας «Entrepreneurship».
Η iGEM Thessaloniki, που αποτελείται φέτος από 11 προπτυχιακούς φοιτητές από 6 διαφορετικά τμήματα του ΑΠΘ, ξεκίνησε “brainstorming” αμέσως μετά τη σύστασή της στις αρχές του περασμένου Φεβρουαρίου για να καταλήξει στο θέμα με το οποίο θα διαγωνιστεί φέτος. Όπως λένε τα μέλη της, αν και έχουν διαφορετικό ακαδημαϊκό υπόβαθρο, γρήγορα ανακάλυψαν τον κοινό τους στόχο, που είναι ο πραγματικός αντίκτυπος στον τομέα της ογκολογίας.
«Οι αιματολογικές κακοήθειες επικράτησαν ως θέμα κατά τη διάρκεια του αρχικού “brainstorming”. Ωστόσο, μέσω των συζητήσεών μας με κλινικούς ιατρούς, με την Καθηγήτρια Μαρία Παπαϊωάννου στην Ά Παθολογική Κλινική στο Νοσοκομείο ΑΧΕΠΑ και την με την Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ελισάβετ Γεωργίου στο Εργαστήριο Βιολογικής Χημείας της Ιατρικής του ΑΠΘ κατανοήσαμε πραγματικά τις σημαντικές, ανεκπλήρωτες ανάγκες των ασθενών με CLL. Από εκείνη τη στιγμή και μετά ήταν σαφές το όραμά μας και το siREN τέθηκε σε εφαρμογή», λέει η Έρρικα Συλάι, μέλος της ομάδας και υπεύθυνη της υποομάδας Συμπερίληψης «Inclusivity».
Μια σειρήνα που ‘μαγεύει’ τα καρκινοκύτταρα
Το siREN θέτει τις βάσεις για μια καινοτόμο θεραπευτική προσέγγιση και διαχείριση της χρόνιας λεμφοκυτταρικής λευχαιμίας (CLL). Στοχεύοντας στη σίγαση με ειδικά siRNAs που είναι άφθονα και γνωστά για τον ρόλο τους στην ανάπτυξη των πρωτεϊνών BCL-2 και BTK και στην εξέλιξη της CLL, η ομάδα επιδιώκει να αναστείλει τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό των λευχαιμικών κυττάρων και να προκαλέσει την απόπτωση τους επηρεάζοντας ελάχιστα τα φυσιολογικά κύτταρα.
«Στόχος μας είναι να καταστείλουμε τις οδούς επιβίωσης που διευκολύνουν την εξέλιξη της νόσου, αποκαθιστώντας έτσι τους φυσιολογικούς μηχανισμούς κυτταρικού θανάτου (απόπτωση). Αυτή η σίγαση θα επιτευχθεί με την εισαγωγή ειδικού siRNA ή μικρού παρεμβαλλόμενου RNA (small interfering RNA) σε καρκινικά κύτταρα μέσω λιπιδικών νανοσωματιδίων που περιέχουν αντισώματα, τα οποία στοχεύουν ειδικά τα CLL κύτταρα. Αυτοί οι τροποποιημένοι νανοφορείς έχουν σχεδιαστεί για να αλληλεπιδρούν επιλεκτικά με την επιφάνεια των κυττάρων-στόχων και να απελευθερώνουν τα siRNAs στο εσωτερικό τους, αποσιωπώντας αποτελεσματικά την αύξηση των επιπέδων των πρωτεϊνών που συνεισφέρουν σημαντικά στην παθογένεια της CLL, χωρίς να επηρεάζουν τα υγιή κύτταρα και καταργώντας πιθανές παρενέργειες της θεραπείας», περιγράφει ο Αντώνης Τσιορβάς, ο ένας από τους δύο αρχηγούς της ομάδας και υπεύθυνος της υποομάδας Μοντελοποίησης «Dry Lab».
«Το siREN συνδυάζει το όνομα των μικρών μας “στρατιωτών”, των siRNAs, με τα μυθολογικά πλάσματα, τις σειρήνες. Οι σειρήνες στην ελληνική μυθολογία απεικονίζονταν ως γυναικείες οντότητες με σώμα αρπακτικού πουλιού και κεφάλι γυναίκας που χρησιμοποιούσαν τις μαγευτικές φωνές τους για να παρασύρουν τους ναυτικούς στην καταστροφή. Τα λιπιδικά μας νανοσωματίδια αναλαμβάνουν αυτόν τον ρόλο, εντοπίζοντας τα καρκινικά κύτταρα και χρησιμοποιώντας siRNAs για να τα εξαλείψουν», προσθέτει η Μαργαρίτα Παπαστεργίου, μέλος της φοιτητικής ομάδας και υπεύθυνη της υποομάδας Χρηματοδότησης “Fundraising”.
Επιστημονικός υπεύθυνος της ομάδας είναι για πέμπτη χρονιά ο Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος Ιατρικής του ΑΠΘ και Συντονιστής της διεπιστημονικής ομάδας Λειτουργικής Πρωτεϊνωματικής Ανάλυσης και Βιολογίας Συστημάτων (FunPATh, ΚΕΔΕΚ ΑΠΘ), Δρ Μιχάλης Αϊβαλιώτης, ο οποίος δηλώνει περήφανος για το εξαιρετικό έργο των προπτυχιακών φοιτητών της ομάδας που θέτει τις βάσεις για καινοτόμες εφαρμογές του μέλλοντος στο πεδίο της Ιατρικής Ακριβείας στην Αιματολογία και Ογκολογία.
Αξίζει να αναφερθεί ότι η ομάδα υποστηρίζεται από το ΑΠΘ, από τις Κοσμητείες Επιστημών Υγείας και Θετικών Επιστημών και το ΚΕΔΕΚ του ΑΠΘ, καθώς και από τις επιχειρήσεις και εταιρείες Pfizer, IDT, Target Analysis, Mitsis Group, Φαρμακευτικό Σύλλογο Θεσσαλονίκης, Kakiousis Printshops, Lab Solutions, METROLAB και ANTISEL.
