Σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη έχει ξεκινήσει μια ροή χρηματοδότησης για την ανάπτυξη και προώθηση ερευνητικών μεθόδων που δεν βασίζονται σε ζώα.
Σε μια από τις πιο φιλόδοξες πρωτοβουλίες στον χώρο της βιοτεχνολογίας και της νευροεπιστήμης, το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη εξασφάλισε χρηματοδότηση ύψους 15 εκατομμυρίων δολαρίων από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ για την ανάπτυξη μιας νέας πλατφόρμας με στόχο τη μελέτη νευρολογικών ασθενειών όπως το Αλτσχάιμερ, αλλά και τον εντοπισμό επικίνδυνων χημικών ουσιών που συμπληρώνουν ή αντικαθιστούν δοκιμές σε ζώα.
Η χρηματοδότηση έχει ορίζοντα πενταετίας και εντάσσεται στο πρόγραμμα Complement-ARIE του NIH Common Fund, μια πρωτοβουλία συνολικού προϋπολογισμού 150 εκατομμυρίων δολαρίων η οποία επιδιώκει να επιταχύνει την ανάπτυξη των λεγόμενων νέων τεχνολογικών προσεγγίσεων (New Approach Methodologies, NAMs) που προσομοιώνουν τη βιολογία του ανθρώπου με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα παραδοσιακά ζωικά μοντέλα.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Στην καρδιά του πρότζεκτ βρίσκεται η πλατφόρμα DROIDp — Drug Research Organoid Intelligence Development Platform. Το σύστημα θα χρησιμοποιεί οργανοειδή εγκεφάλου, μικροσκοπικούς νευρωνικούς ιστούς που αναπτύσσονται στο εργαστήριο από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα και λειτουργούν ως απλουστευμένες εκδοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Όπως εξηγεί η Ελληνίδα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ιατρικής Γενετικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Johns Hopkins Βασιλική Μαχαιράκη, που συμμετέχει στην ερευνητική ομάδα, οι επιστήμονες θα συνδυάσουν αυτά τα οργανοειδή με προηγμένους ηλεκτρικούς αισθητήρες και με εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να μπορούν να παρακολουθούν σύνθετες νευρωνικές λειτουργίες όπως η μάθηση και η μνήμη, κάτι που μέχρι σήμερα θεωρείται εξαιρετικά δύσκολο να αναπαραχθεί εκτός ζωντανού οργανισμού.
Η επικεφαλής του πρότζεκτ, Lena Smirnova, επίκουρη καθηγήτρια στο Department of Environmental Health and Engineering και υπεύθυνη προγράμματος στο Center for Alternatives to Animal Testing της Bloomberg School of Public Health αναφέρει στον ιστότοπο του πανεπιστημίου ότι η πλατφόρμα σχεδιάστηκε για να καλύψει ένα από τα μεγαλύτερα κενά της in vitro νευροβιολογίας: την αδυναμία μέτρησης «ανώτερων» νευρωνικών αποκρίσεων σε ανθρώπινα μοντέλα.
Από περισσότερα δεδομένα σε καλύτερα στοιχεία βιοϊατρικής έρευνας
Η ερευνητική ομάδα δεν θα περιοριστεί μόνο σε υγιή οργανοειδή εγκεφάλου, αλλά θα χρησιμοποιήσει επίσης ιστούς που προέρχονται από ασθενείς με νόσο Αλτσχάιμερ αλλά και με διαταραχές που σχετίζονται με το γονίδιο SYNGAP1, υπεύθυνο για μια σπάνια παιδιατρική πάθηση που συνδέεται με νοητική αναπηρία, επιληπτικές κρίσεις και αυτισμό.
«Στόχος είναι να αξιολογηθεί πώς διαφορετικοί εγκέφαλοι ανταποκρίνονται σε φαρμακευτικές παρεμβάσεις ή σε δυνητικά τοξικές χημικές ουσίες, με τρόπο πιο ακριβή και πιο “ηθικό” από τις παραδοσιακές μεθόδους», σημειώνει η Δρ Μαχαιράκη.
Το πρότζεκτ αποτελεί επίσης ένα παράδειγμα της νέας γενιάς βιοϊατρικής έρευνας, όπου η τεχνητή νοημοσύνη δεν χρησιμοποιείται μόνο για ανάλυση δεδομένων αλλά και ως εργαλείο κατανόησης της ίδιας της εγκεφαλικής λειτουργίας.
Η ομάδα του Johns Hopkins συγκεντρώνει ειδικούς από διαφορετικά ερευνητικά πεδία, όπως βιολογία βλαστοκυττάρων, εμβιομηχανική, μηχανική μάθηση, data science, νευροεπιστήμη και βιοηθική, από σχολές δημόσιας υγείας, ιατρικής και μηχανικής, αλλά και από το Applied Physics Laboratory και το Kennedy Krieger Institute.
Συν-επικεφαλής του πρότζεκτ είναι ο Erik Johnson, ενώ συμμετέχουν επίσης γνωστοί ερευνητές όπως o παγκοσμίου φήμης περιβαλλοντικός τοξικολόγος Thomas Hartung και o καθηγητής Βιοπληροφορικής Brian Caffo.
Ωστόσο, οι επιστήμονες συμφωνούν στο ότι δεν ήρθε ακόμη το τέλος των πειραμάτων σε ζώα, αλλά η κατεύθυνση είναι σαφής προς τα εκεί..
Τα σημερινά in vitro τεστ, δοκιμές σε δοκιμαστικούς σωλήνες ή καλλιέργειες κυττάρων, αδυνατούν να αναπαραγάγουν πολύπλοκες γνωστικές λειτουργίες. Έτσι, η αξιολόγηση νευροτοξικότητας και η ανάπτυξη φαρμάκων εξακολουθούν να βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε συμπεριφορικά τεστ σε ζώα.
Αν το πρόγραμμα DROIDp επιτύχει, θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο ανάπτυξης φαρμάκων για νευρολογικές ασθένειες, να επιταχύνει τον εντοπισμό τοξικών ουσιών και να προσφέρει ένα πολύ πιο αξιόπιστο μοντέλο ανθρώπινου εγκεφάλου.
Προώθηση ηθικών και ανθρωπογενών μοντέλων
Από τον περασμένο Φεβρουάριο, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας έχουν προχωρήσει σε πέντε επιχορηγήσεις για την ίδρυση κέντρων ανάπτυξης τεχνολογίας NAM για τη μελέτη της γνωστικής λειτουργίας, αλλά και των γαστρεντερικών παθήσεων, μεταξύ άλλων πεδίων. Ένα από αυτά τα Κέντρα ανάπτυξης τεχνολογίας ΝΑΜ είναι αφιερωμένο στη δοκιμή και χρήση της DROIDp.
Επίσης, χορηγήθηκαν 25 εκατομμύρια δολάρια σε διάστημα πέντε ετών στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης για τη λειτουργία του Κόμβου Δεδομένων και του Κέντρου Συντονισμού των NAM σε συνεργασία με την Sage Bionetworks, έναν μη κερδοσκοπικό οργανισμό κοινής χρήσης δεδομένων, ο οποίος θα συντονίζει, θα τυποποιεί και θα εναρμονίζει δεδομένα σε όλα τα κέντρα ανάπτυξης τεχνολογίας.
Αξίζει να σημειωθεί πως στο πλαίσιο επιτάχυνσης της ανάπτυξης νέων τεχνολογικών προσεγγίσεων (New Approach Methodologies, NAMs), παρόμοια χρηματοδότηση στην Ευρώπη ακολούθησε τον Νόμο της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη Βιοτεχνολογία που προτάθηκε τον Δεκέμβριο του 2025. Τον περασμένο Φεβρουάριο η ΕΕ άνοιξε πρόσκληση υποβολής προτάσεων για την αλλαγή παραδείγματος στη βιοϊατρική έρευνα και την αξιολόγηση της ασφάλειας χημικών ενώσεων, ενσωματώνοντας πλήρως τα NAM σε ολόκληρο το ερευνητικό και κανονιστικό φάσμα, από τη βασική φάση ανακάλυψης έως την κλινική εφαρμογή και τις κανονιστικές δοκιμές φαρμακευτικών προϊόντων και ιατροτεχνολογικών προϊόντων ή/και βιομηχανικών και περιβαλλοντικών χημικών ουσιών.
Τον ίδιο μήνα, το πρόγραμμα Horizon Europe ξεκίνησε ένα πρόγραμμα με τίτλο VISI-ON-BRAIN : Cutting-edge Human In Vitro and In Silico Biomedical Tools on Brain Disorders και χρηματοδότηση 4,5 εκατομμυρίων ευρώ το οποίο σχεδιάζει να εκπαιδεύσει 15 διδακτορικούς ερευνητές σε οκτώ χώρες σε προσεγγίσεις in-vitro και in silico για τη μελέτη σύνθετων ανθρώπινων νευρολογικών ασθενειών. Το έργο αντιπροσωπεύει μια παραδειγματική αλλαγή στην έρευνα των νευροεπιστημών, ξεπερνώντας τα ζωικά μοντέλα και προωθώντας πιο ηθική και σχετική με τον άνθρωπο επιστήμη μέσω πειραματικών και υπολογιστικών προσεγγίσεων.
