Molecular Genetics Thalassaemia Department

ΘΑΛΑΣΣΑΙΜΙΑ, Εξειδικευμένη διάγνωση και πρωτοποριακή έρευνα

Στην πρώτη γραμμή της διεθνούς επιστημονικής προσπάθειας το Τμήμα Μοριακής Γενετικής Θαλασσαιμίας  του Ινστιτούτου Νευρολογίας & Γενετικής Κύπρου


Ένα από τα πρώτα εργαστήρια που δημιουργήθηκαν το 1990 στο νεοσυσταθέν τότε Ινστιτούτο Νευρολογίας & Γενετικής Κύπρου (ΙΝΓΚ) ήταν και το Τμήμα Μοριακής Γενετικής Θαλασσαιμίας (ΤΜΓΘ) με κύριο στόχο την ανάπτυξη μεθόδων μοριακής γενετικής και την εφαρμογή τους στην έγκαιρη και έγκυρη πρόληψη, διάγνωση και προγεννητική διάγνωση της θαλασσαιμίας. Σήμερα, το ΤΜΓΘ είναι διεθνώς αναγνωρισμένο στην έρευνα για διάγνωση, επιδημιολογία και θεραπεία των αιμοσφαιρινοπαθειών ενώ από το 2016 μαζί με τις κλινικές θαλασσαιμίας  αναγνωρίστηκε  από το Υπουργείο Υγείας ως Κέντρο Αναφοράς στον τομέα των αιμοσφαιρινοπαθειών στην Κύπρο. Το Kέντρο είναι ενεργό μέλος του Ευρωπαϊκού Δικτύου Αναφοράς ERN-EuroBloodNet για σπάνια αιματολογικά νοσήματα. 

Το ΤΜΓΘ βασίζεται σε τρεις κύριους πυλώνες: την παροχή εξειδικευμένων διαγνωστικών υπηρεσιών, τη διεξαγωγή ερευνητικών προγραμμάτων με τεχνικές υψηλής τεχνολογίας και την παροχή υψηλής ποιότητας εκπαίδευση. 

ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ
Το ΤΜΓΘ προσφέρει μεγάλο αριθμό διαγνωστικών υπηρεσιών στους τομείς της μοριακής γενετικής ανάλυσης για αιμοσφαιρινοπάθειες και σπάνιες αναιμίες, της ιχνηλάτησης των φορέων θαλασσαιμίας στον κυπριακό πληθυσμό, προγεννητική και προεμφυτευτική γενετική διάγνωση, καθώς και μη επεμβατική προγεννητική διάγνωση. 

Eξειδικεύεται επίσης στην Προεμφυτευτική Γενετική Διάγνωση για θαλασσαιμία καθώς και άλλες μονογονιδιακές ασθένειες (PGT-M) και είναι το μοναδικό κέντρο που παρέχει την υπηρεσία αυτή στην Κύπρο. Άρχισε να εφαρμόζει την μέθοδο αυτή από  το 2004 και διαχειρίζεται περίπου 40 περιστατικά για β-αιμοσφαιρινοπάθειες ετησίως, περιλαμβανομένης ταυτοποίησης συμβατών δοτών για αδέρφια που πάσχουν από θαλασσαιμία. 
Στοχεύοντας στη συνεχή αναβάθμιση και τη διεύρυνση των υπηρεσιών, αναπτύσσονται συνεχώς νέες μεθοδολογίες, όπως η καινοτόμα πλατφόρμα της αλληλούχισης Νέας Γενιάς (Next Generation Sequencing-NGS). Mε το πάνελ αυτό εξετάζεται παράλληλα όλο το φάσμα γονιδίων που εμπλέκονται στις θαλασσαιμίες, προσφέροντας μια πιο ενδελεχή και περιεκτική διάγνωση. Eίναι διαπιστευμένο από τον Κυπριακό Οργανισμό Προώθησης Ποιότητας (ΚΟΠΠ) και συμμετέχει σε ευρωπαϊκά διεργαστηριακά προγράμματα όπως UKNEQAS, EMQN, GenQA για την αξιολόγηση των γενετικών αναλύσεων που προσφέρονται και αποτελεί μέλος της επιτροπής αξιολόγησης του οργανισμού EMQN. 

ΕΡΕΥΝΑ
Α) Μη επεμβατικός προγεννητικός έλεγχος για τη β-θαλασσαιμία
Σημαντικό μέρος των ερευνητικών δραστηριοτήτων του τμήματος αποτελεί η ανάπτυξη αξιόπιστης μεθόδου με τη χρήση ελεύθερου εμβρυϊκού εεDNA το οποίο βρίσκεται στο μητρικό πλάσμα της εγκύου και η οποία θα μπορέσει να αντικαταστήσει τις επεμβατικές δειγματοληψίες πλακούντα εμβρύου που χρησιμοποιούνται μέχρι στιγμής. 
Επί του παρόντος, βρίσκεται σε εξέλιξη η επικύρωση της αξιοπιστίας της μεθοδολογίας που βασίζεται σε ένα ειδικά σχεδιασμένο NGS πάνελ με το οποίο έχει ήδη επιτευχθεί ο καθορισμός της πατρικής κληρονομικότητας σε όλα τα δείγματα εεDNA που εξετάστηκαν. Το πάνελ  αναμένεται να εφαρμοστεί στην κλινική πρακτική, αφού δίνει δυνητικά την ευκαιρία αντικατάστασης των επεμβατικών προγεννητικών μεθόδων στο 50% των περιπτώσεων. Ταυτόχρονα, οι ερευνητικές δραστηριότητες επεκτείνονται και προς τον καθορισμό της μητρικής κληρονομικότητας χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα NGS και ψηφιακή PCR (droplet digital PCR). Η βελτιστοποίηση της προσέγγισης αυτής έχει ως σκοπό την εφαρμογή μη επεμβατικής προγεννητικής διάγνωσης σε όλα τα ζευγάρια, αντικαθιστώντας καθολικώς τις επεμβατικές διεργασίες.

Β) Εντοπισμός στόχων για θεραπευτική αγωγή και ανάπτυξη βιοδεικτών
Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα του τμήματος περιλαμβάνουν την εύρεση νέων φαρμακευτικών στόχων για τη θεραπεία της θαλασσαιμίας που εμπλέκονται στην ενεργοποίηση του γονιδίου της γ-σφαιρίνης. Ο εντοπισμός τέτοιων στόχων θα βοηθούσε σε σημαντικό βαθμό την έρευνα για την ανακάλυψη φαρμάκων για ασθενείς με β-θαλασσαιμία και δρεπανοκυτταρική αναιμία. Βάσει προηγούμενων ερευνητικών προγραμμάτων, έχουν επιλεχθεί 300 πιθανοί στόχοι/γονίδια για λειτουργικές μελέτες υψηλής απόδοσης με την τεχνολογία CRISPR-Cas9. Στόχοι/γονίδια οι οποίοι εκ πρώτης όψεως φαίνονται να επηρεάζουν την έκφραση της γ-σφαιρίνης θα μελετηθούν εκτενέστερα στο εργαστήριο σε ερυθροποιητικές κυτταρικές σειρές και ανθρώπινα προγονικά κύτταρα. 
Παράλληλα, έρευνες διεξάγονται για την εύρεση και ανάπτυξη βιοδεικτών για ηπατικά προβλήματα σε θαλασσαιμικούς ασθενείς. Οι ηπατική ίνωση και κίρρωση παρουσιάζονται όλο και πιο συχνά στον θαλασσαιμικό πληθυσμό, και η έγκαιρη μη-επεμβατική διάγνωσή τους θα επέτρεπε τη θεραπευτική αγωγή και πρόληψη  σοβαρότερων επιπλοκών. Το έργο εκτελείται σε συνεργασία με το Νοσοκομείο Αρχιεπίσκοπος Μακάριος ΙΙΙ και τα Γενικά Νοσοκομεία Λευκωσίας, Λάρνακας και Λεμεσού. 

Γ) Γονιδιακή θεραπεία
Η γονιδιακή θεραπεία (ΓΘ) αποτελεί την πιο υποσχόμενη θεραπεία των αιμοσφαιρινοπαθειών και το ΤΜΓΘ ακολουθεί το δικό του ερευνητικό πρόγραμμα ΓΘ για τη β-θαλασσαιμία, με απώτερο στόχο την κλινική εφαρμογή της ΓΘ στην Κύπρο. Επί του παρόντος, η έρευνα επικεντρώνεται στην προσθήκη γονιδίου σε συνδυασμό με απενεργοποίηση του ανώμαλου μορίου mRNA που παράγεται από την πιο κοινή μετάλλαξη β-θαλασσαιμίας του κυπριακού πληθυσμού, στη γονιδιακή επιδιόρθωση της συγκεκριμένης μετάλλαξης, και στην πιθανά θεραπευτική απενεργοποίηση γονιδιακών παραγόντων που τροποποιούν τη σοβαρότητα της νόσου. Ταυτόχρονα βρίσκεται σε εξέλιξη η έρευνα για την ανάπτυξη άλλων προχωρημένων εργαλείων τροποποίησης του γονιδιώματος (base editors), η χρήση των οποίων είναι πιο ασφαλής.
Για την ανάπτυξη της ΓΘ και τη βελτιστοποίηση των μοριακών εργαλείων της, υιοθετούνται συνεχώς καινοτόμες τεχνολογίες και χρησιμοποιούνται νέες μέθοδοι για την ανάλυση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητάς τους. Στο πλαίσιο αυτό, γίνεται μια ενδελεχής διερεύνηση της βιολογίας των αιμοποιητικών κύτταρων, κυρίως σε ό,τι αφορά τη ρύθμιση της παραγωγής των ερυθροκυττάρων, τη δράση των ανώμαλων μορίων mRNA, αλλά και την αποτελεσματική μεταφορά γενετικού υλικού σε κύτταρα και κατευθείαν σε ζωντανό οργανισμό.

Δ) Διαδικτυακή πύλη ITHANET και πανευρωπαϊκά αρχεία ασθενών
Το ΤΜΓΘ είναι ο συντονιστής του Ευρωπαϊκού προγράμματος ITHANET (https://www.ithanet.eu/) που ξεκίνησε το 2006 με στόχο την ενδυνάμωση της έρευνας στον τομέα των αιμοσφαιρινοπαθειών με τη χρήση ηλεκτρονικής υποδομής. Η διαδικτυακή πύλη ITHANET συγκεντρώνει την εμπειρογνωμοσύνη όλων των εμπλεκομένων στις αιμοσφαιρινοπάθειες σε παγκόσμιο επίπεδο (ερευνητών,  επαγγελματιών υγείας και ασθενών). Επιπρόσθετα, η πύλη ΙΤΗΑΝΕΤ προσφέρει συνεχή ενημέρωση σχετικά με επικείμενα συνέδρια, ενδιαφέρουσες δημοσιεύσεις, κλινικές δοκιμές και πρόσφατες ανακοινώσεις στον τομέα των αιμοσφαιρινοπαθειών. Αξιοσημείωτα, η πύλη ΙΤΗΑΝΕΤ αναπτύσσει και στεγάζει βάσεις δεδομένων σχετικών με τις μεταλλάξεις που επηρεάζουν τις αιμοσφαιρινοπάθειες και τις σχετικές συχνότητές τους σε κάθε χώρα, προσφέροντας ευέλικτη αναζήτηση και παρουσίαση κατανοητή σε ιατρούς και ερευνητές. 

Το σημαντικό έργο που επιτελείται μέσω της διαδικτυακής πύλης ITHANET οδήγησε στην επιλογή της ως την κύρια βάση δεδομένων του διεθνούς δικτύου HVP Global Globin Network ενώ παράλληλα συντονίζει ένα παγκόσμιο πάνελ ειδικών στις αιμοσφαιρινοπάθειες, στοχεύοντας στην παροχή τυποποιημένων ταξινομήσεων των μεταλλαγών στα γονίδια των σφαιρινών, σε συνεργασία με το πρόγραμμα ClinGen. Επιπλέον, το ΤΜΓΘ έχει επιλεχθεί από το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Αναφοράς για σπάνια αιματολογικά νοσήματα, ERN-EuroBloodNet, για την ανάπτυξη δύο πανευρωπαϊκών αρχείων ασθενών για αιμοσφαιρινοπάθειες και σπάνια αιματολογικά νοσήματα του RADeep και του ENROL. Πρόσφατα, το ΤΜΓΘ έχει δημιουργήσει και συντονίζει το διεθνές δίκτυο INHERENT (International Hemoglobinopathy Research Network) που στοχεύει στην εύρεση γενετικών τροποποιητών για τις αιμοσφαιρινοπάθειες, με συμμετοχή πέραν των 160 επιστημόνων από 37 χώρες παγκοσμίως.

ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
Ο τρίτος βασικός πυλώνας του εργαστηρίου είναι η παροχή εκπαίδευσης υψηλής ποιότητας. Το ΤΜΓΘ διοργανώνει δεκαπενθήμερα σεμινάρια για το ΙΝΓΚ. Παραδίδει μαθήματα στη μεταπτυχιακή σχολή του ΙΝΓΚ, τη Σχολή Μοριακής Ιατρικής Κύπρου (ΣΜΙΚ). Ταυτόχρονα, το ΤΜΓΘ έχει στο ενεργητικό του πολυετή επίβλεψη έρευνας για μεταπτυχιακές και διδακτορικές διατριβές, όπως επίσης και επαγγελματική εκπαίδευση επιστημόνων σε συνεργασία με τοπικούς αλλά και εξωτερικούς φορείς. 


Δρ Θεσσαλία Παπασάββα
Associate Scientist
Τμήμα Μοριακής Γενετικής Θαλασσαιμίας

Related Articles
winner