Της Άννας-Νικολέτας Γρίβα,
Συνθετική βιολογία, πιθανόν για πολλούς ένας ακόμα ανερχόμενος επιστημονικός τομέας. Διαφέρει όμως απ’ τους άλλους, χάρη στην ευρύτατη διεπιστημονικότητά της, αξιοποιώντας γνώσεις βιολογίας –κυρίως μοριακής, κυτταρικής και συστηματικής– πληροφορικής, χημείας, βιοτεχνολογίας, μαθηματικών και φυσικής. Είναι, όμως, εξαιρετικά ενδιαφέρων τομέας και από άποψη χρησιμότητας, καθώς οι εφαρμογές του εκτείνονται από την προσωποποιημένη ιατρική, μέχρι την αειφόρο ανάπτυξη και την προστασία του περιβάλλοντος.
Τι ακριβώς είναι, όμως, η συνθετική βιολογία; Πρόκειται για έναν κλάδο της βιολογίας, που ασχολείται με τον σχεδιασμό και την κατασκευή βιολογικών συστημάτων, όπως ενζύμων, γενετικών κυκλωμάτων και κυττάρων, τα οποία χάρις στη δυνατότητα μοντελοποίησης και ρύθμισής τους, μπορούν να πληρούν ορισμένα κριτήρια απόδοσης από τους επιστήμονες.
Συχνά, η συνθετική βιολογία συγχέεται με τον κλάδο της γενετικής μηχανικής και της γονιδιωματικής επεξεργασίας. Παρόλο, όμως, που οι δύο κλάδοι αξιοποιούν σε πολλές περιπτώσεις κοινές τεχνικές και μηχανισμούς, στην πραγματικότητα δεν είναι εντελώς ταυτόσημοι. Με όργανο τη συνθετική βιολογία, οι ερευνητές στοχεύουν στη σύνθεση νέων μικροβιακών γονιδιωμάτων από επιμέρους γενετικά μέρη, ενώ οι επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα της γενετικής μηχανικής εστιάζουν στη μεταφορά γονιδίων ή τμημάτων του γονιδιώματος από έναν μικροοργανισμό ή κύτταρο σε άλλο.
Εστιάζοντας όμως τώρα περισσότερο στην αξιοποίηση της συνθετικής βιολογίας στην ιατρική έρευνα, ο κλάδος αυτός της βιολογίας παρέχει μία νέα προσέγγιση στη θεραπεία, αλλά και τη διάγνωση μίας πληθώρας νόσων, οι οποίες δύνανται πλέον να πραγματοποιηθούν μέσω της κατασκευής κυττάρων ή αποικιών από βακτήρια με επιθυμητές ιδιότητες.
Παραδείγματος χάριν, το βακτήριο σαλμονέλα έχει χρησιμοποιηθεί στο πλαίσιο θεραπείας για τον καρκίνο, όπως και διάφοροι ιοί. Το 2010, συνθετικοί ιοί κατασκευάστηκαν με σκοπό την αντιμετώπιση καρκινικών κυττάρων στον εγκέφαλο. Η θεραπεία, λοιπόν, με τους επονομαζόμενους ογκολυτικούς ιούς, η οποία εντάσσεται στην κατηγορία των ανοσοθεραπειών, χρησιμοποιήθηκε για τον εμποδισμό της ανάπτυξης των αγγείων στα καρκινικά κύτταρα, στοχεύοντας την πρωτεΐνη στατίνη που αναστέλλει την ανάπτυξη των αγγείων.
Επιπλέον, η συνθετική βιολογία μπορεί να αξιοποιηθεί στη δημιουργία των βιοαισθητήρων και τη ρύθμιση της κυτταρικής ομοιόστασης, η οποία επηρεάζει άμεσα την εξέλιξη μίας ασθένειας. Για παράδειγμα, χάρη στη συνθετική βιολογία οι επιστήμονες κατασκεύασαν συνθετικά Τ-λεμφοκύτταρα, που χρησιμοποιούνται για την καταπολέμηση της λευχαιμίας.
Ακόμα, η συνθετική βιολογία έχει προσφάτως χρησιμοποιηθεί και για την τροποποίηση μεταβολικών οδών. Παράδειγμα αποτελεί το φάρμακο σιταγλιπτίνη, που ενισχύει την έκκριση ινσουλίνης μέσω αναστολής ενός ενζύμου, με αποτέλεσμα να γίνεται χρήση του στη θεραπεία του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2.
Τέλος, παρόλο που ουσίες προερχόμενες από φυτά χρησιμοποιούνται εδώ και πολλούς αιώνες για την καταπολέμηση ανθρώπινων ασθενειών, οι καινοτομίες στη συνθετική βιολογία επιτρέπουν την απλοποίηση της κατασκευής τέτοιου είδους σκευασμάτων, διευκολύνοντας τη μαζική παραγωγή τους. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο σύγχρονος τρόπος παραγωγής του αντιφλεγμονώδους φαρμάκου κολχικίνη από το φυτό Gloriosa superba.
Όπως γίνεται επομένως αντιληπτό, η συνθετική βιολογία δεν αποτελεί απλώς έναν καινοτόμο και ενδιαφέροντα κλάδο της βιολογίας με πολλές προοπτικές εργασίας για τους ανερχόμενους βιολόγους και επιστήμονες στον τομέα της ιατρικής έρευνας, αλλά συνιστά και τη λύση σε πληθώρα προβλημάτων υγείας του ανθρώπου. Μέσω της κατασκευής συνθετικών μικροοργανισμών και κυττάρων, η βιολογία, όπως και η ιατρική, πλέον προχωρούν με όλο και περισσότερο επιταχυνόμενους ρυθμούς.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Συνθετική Βιολογία, static.igem.org. Διαθέσιμο εδώ
- The Impact of Synthetic Biology on Human Health, news-medical.net. Διαθέσιμο εδώ
