ΙΩΑΝΝΗΣ Κ.ΤΟΥΜΠΟΥΛΗΣ

Πώς η καρδιά θα χτυπάει δυνατά μετά το έμφραγμα15.2.2009 Η μάχη για την αντιμετώπιση των καρδιολογικών προβλημάτων, τα οποία αποτελούν την πρώτη αιτία θανάτου παγκοσμίως, και ειδικά του εμφράγματος του μυοκαρδίου, είναι συνεχής και μαίνεται σε πολλά μέτωπα στον τομέα της έρευνας. Το νέο μέτωπο που άνοιξαν πρόσφατα οι ερευνητές είναι αυτό της μικρομεταμόσχευσης των μιτοχονδρίων. Ερευνα του τομέα Καρδιοθωρακικής Χειρουργικής του Ιατρικού Κέντρου Beth Israel Deaconess της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ στη Βοστώνη των ΗΠΑ, που δημοσιεύτηκε τον Ιανουάριο του 2009 στην έγκυρη ιατρική επιθεώρηση «American Journal of Physiology» και αποτέλεσε το βασικό θέμα της, έδειξε ότι η έγχυση μιτοχονδρίων έπειτα από ισχαιμικό επεισόδιο του μυοκαρδίου βοηθάει σημαντικά στην αποκατάσταση της βλάβης που έχει συντελεστεί στην καρδιά. Η λογική αυτής της προσέγγισης είναι πολύ απλή, όπως μας εξηγεί ο καρδιοχειρουργός, Ιωάννης Τούμπουλης, ο οποίος συμμετείχε στην έρευνα.

«Είναι γνωστό ότι η βλάβη ισχαιμίας και επαναιμάτωσης στην καρδιά, όπως για παράδειγμα στο έμφραγμα του μυοκαρδίου, οδηγεί σε αλλαγές τόσο στη δομή όσο και στη λειτουργικότητα των μιτοχονδρίων. Τα μιτοχόνδρια είναι πολύ σημαντικά οργανύλλια του κυττάρου, τα οποία μπορούν να χαρακτηριστούν ως τα εργαστήρια παραγωγής ενέργειας του κυττάρου, γιατί εκεί καταναλώνεται το οξυγόνο που αναπνέουμε και παράγεται ενέργεια. Συνεπώς, γίνεται φανερό ότι τα μιτοχόνδρια είναι τα απαραίτητα οργανύλλια του κυττάρου για να διατηρήσουν όλες τις λειτουργίες του κυττάρου και κατά συνέπεια ενός οργάνου» λέει ο Ελληνας καρδιοχειρουργός εξηγώντας το σκεπτικό στο οποίο βασίστηκε η απόφαση να διερευνηθεί ο ρόλος των μιτοχονδρίων στην αντιμετώπιση των ισχαιμικών επεισοδίων.

Προηγούμενες μελέτες με τη χρήση φαρμακευτικών ουσιών που στοχεύουν στη διατήρηση της λειτουργίας των μιτοχονδρίων έχουυν δείξει μείωση της νέκρωσης που παρατηρείται ύστερα από έμφραγμα, χωρίς ωστόσο να την περιορίζουν στο σύνολό της. Η επόμενη σκέψη ήταν μήπως μπορούν να αντικατασταθούν τα μιτοχόνδρια, έπειτα από έμφραγμα, ώστε να αποκατασταθεί η ισορροπία στο όργανο.

«Το σκεπτικό της συγκεκριμένης μελέτης ήταν η αντικατάσταση των μιτοχονδρίων τα οποία καταστρέφονται κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας. Η αρχική υπόθεση ήταν ότι οι μικροενέσεις στην περιοχή ισχαιμίας της καρδιάς με μιτοχόνδρια τα οποία έχουν απομονωθεί από άλλους υγιείς ιστούς και είναι λειτουργικά θα μπορούσαν να μειώσουν τις βλαπτικές επιδράσεις της ισχαιμίας» λέει ο κ. Τούμπουλης.

Για να διαπιστωθούν αυτά σε πρώτη φάση, οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ δοκίμασαν την έγχυση μιτοχονδρίων σε καρδιές κουνελιών στα οποία είχαν προκαλέσει ισχαιμία. Τα αποτελέσματα της μελέτης ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά, δεδομένου ότι οι βλάβες από τα εμφράγματα ύστερα από πρόκληση ισχαιμίας στις καρδιές των κουνελιών μειώθηκαν κατά 50% στην ομάδα στην οποία έγιναν μικροενέσεις μιτοχονδρίων που είχαν απομονωθεί από καρδιές υγιών κουνελιών.

Αυτές οι μικροενέσεις μπορούν να εφαρμοστούν και στους δύο τρόπους με τους οποίους αντιμετωπίζονται σήμερα τα ισχαιμικά επεισόδια, δηλαδή και στην αγγειοπλαστική (μπαλονάκι) αλλά και στη χειρουργική μέθοδο, το bypass. «Στη μεν χειρουργική προσέγγιση, η έγχυση μπορεί να γίνει με απευθείας μικροενέσεις την ώρα του χειρουργείου. Στη δε περίπτωση της αγγειοπλαστικής θα μπορούσαν να χορηγούνται με τη χρήση ειδικών καθετήρων» εξηγεί ο κ. Ιωάννης Τούμπουλης, που τονίζει ότι «η διαδικασία απομόνωσης των μιτοχονδρίων δεν αποτελεί περιορισμό γιατί πολύ γρήγορα κατά τη διάρκεια πραγματοποίησης της αγγειοπλαστικής ή του bypass θα υπάρχει η δυνατότητα απομόνωσης μιτοχονδρίων από ένα μικρό τμήμα μυός, βάρους μικρότερου από ένα γραμμάριο».

Αυτό το κομμάτι μυός μπορεί να προέρχεται από τους γραμμωτούς μυς του ασθενούς χωρίς καμία κλινική επίπτωση. Οι ιστοί που έχουν πολλά μιτοχόνδρια είναι οι γραμμωτοί μύες, η καρδιά, το συκώτι και ο εγκέφαλος. «Για παράδειγμα, στην περίπτωση του bypass, κατά τη στερνοτομή, θα μπορεί ο χειρουργός να παίρνει ένα μικρό κομματάκι από τους θωρακικούς μυς και έως ότου να προετοιμάσει τα μοσχεύματα για το bypass, υπάρχει η δυνατότητα να έχουν ήδη ετοιμαστεί τα μιτοχόνδρια που θα χρειάζονται για την έγχυση».

Η διαδικασία απομόνωσης των μιτοχονδρίων από υγιείς ιστούς είναι σχετικά απλή και μπορεί να διαρκέσει από μία έως μιάμιση ώρα. Προβλέπει σε απλά βήματα τη λύση των κυτταρικών μεμβρανών και την απομόνωση των διαφόρων κυτταρικών οργανυλλίων με ειδικές συνθήκες φυγοκέντρησης. Είναι δε αξιοσημείωτο ότι τα απομονωμένα μιτοχόνδρια μπορούν να φυλαχτούν σε βαθιά κατάψυξη (-80 βαθμούς Κελσίου) και να χρησιμοποιηθούν ύστερα από μεγάλα χρονικά διαστήματα (χρόνια). «Αυτό όμως δεν είναι αναγκαίο, γιατί ο καθένας μπορεί να είναι άμεσος δότης του εαυτού του» σχολιάζει ο Ελληνας ερευνητής.

Παρ' όλα αυτά, για να φτάσουμε στο κλινικό στάδιο εφαρμογής, δηλαδή στην εφαρμογή των μικροενέσεων μιτοχονδρίων σε ασθενείς, απαιτούνται περαιτέρω έρευνες. «Πρέπει να γίνει εφαρμογή της μεθόδου σε μεγάλα θηλαστικά, π.χ. χοίρους, των οποίων το καρδιαγγειακό σύστημα είναι πολύ πιο κοντινό σε αυτό των ανθρώπων και επιπλέον χρειάζεται παρακολούθηση των πειραματόζωων για διάστημα τουλάχιστον ενός έτους ώστε να διαπιστωθεί η ύπαρξη τυχόν παρενεργειών από την έγχυση των μιτοχονδρίων, π.χ. φλεγμονές» επισημαίνει ο κ. Ιωάννης Τούμπουλης, ο οποίος ωστόσο εκφράζει την αισιοδοξία του. «Παρά το γεγονός ότι τα μιτοχόνδρια τοποθετούνται στον περιβάλλοντα χώρο των κυττάρων της καρδιάς και όχι μέσα σε αυτά, από τη μελέτη προκύπτει ότι είναι ικανά να παράγουν ενέργεια η οποία διαπερνά τα κύτταρα και τα τροφοδοτεί ώστε αυτά να διατηρούν τη δομή και τη λειτουργία τους». Είναι επίσης σημαντικό να αναφέρουμε ότι μεγάλο μέρος των πειραμάτων σε μεγάλα θηλαστικά θα πραγματοποιηθεί στη χώρα μας με επικεφαλής τον κ. Τούμπουλη.



Bypass με βλαστοκύτταρα

Μία άλλη επαναστατική μέθοδος που βρίσκεται επίσης σε πειραματικό στάδιο είναι η χρήση βλαστοκυττάρων κατά την πραγματοποίηση του bypass. Στην περίπτωση αυτή, λαμβάνεται μυελός από τον ίδιο τον ασθενή, ο οποίος με κατάλληλη επεξεργασία, που διαρκεί ωστόσο ημέρες, οδηγεί στην απομόνωση των βλαστοκυττάρων, τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν. «Το χρονικό περιθώριο που απαιτείται για την απομόνωση των βλαστοκυττάρων δεν υπάρχει σε περιπτώσεις που απαιτείται επείγουσα αντιμετώπιση με bypass ή αγγειοπλαστική» επισημαίνει ο Ιωάννης Τούμπουλης. Σε ό,τι αφορά τις πιθανές επιπλοκές, που μένει να αποδειχτούν, τόσο στα μιτοχόνδρια όσο και τα βλαστοκύτταρα, με περαιτέρω έρευνες σε πειραματόζωα παρατηρούνται αρκετά σημαντικές διαφορές που έχουν να κάνουν με τη φύση του «υλικού». «Στα μεν μιτοχόνδρια που είναι οργανύλλια, οι πιθανές επιπλοκές περιορίζονται στις φλεγμονές. Στα δε βλαστοκύτταρα, που είναι κύτταρα τα οποία διαθέτουν DNA, η έκφραση του οποίου καθορίζει τη φύση του κυττάρου, υπάρχει ανοιχτό το ενδεχόμενο της ανεξέλεγκτης κυτταρικής διαφοροποίησης. Για παράδειγμα, βλαστοκύτταρα που εγχύονται στην καρδιά μπορεί να μη μετατραπούν σε μυοκαρδιακά κύτταρα αλλά σε ινοβλάστες, δηλαδή σε συνδετικό ιστό, πράγμα που δεν έχει πρακτικό όφελος» λέει χαρακτηριστικά ο Ελληνας καρδιοχειρουργός.



Η «πρόκληση του Χάρβαρντ» για τον Ελληνα επιστήμονα

Ο Ιωάννης Τούμπουλης είναι ένας νεαρός επιστήμονας που κατόρθωσε να ξεχωρίσει και να εξασφαλίσει μία από τις πιο ποθητές υποτροφίες στην Ιατρική παγκοσμίως. Ηταν ο μοναδικός νέος επιστήμονας της Καρδιοθωρακοχειρουργικής από όλον τον κόσμο που κέρδισε το 2007 την υποτροφία «Evarts A. Graham Award Fellowship» για να ασκήσει την ειδικότητά του και να παράγει ερευνητικό έργο στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Οι δεκάδες δημοσιεύσεις σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά, οι συμμετοχές με ανακοινώσεις σε διεθνή συνέδρια αλλά και οι πολλές αναφορές στο επιστημονικό έργο του από άλλους επιστήμονες ήταν τα εισιτήρια για την «πρόκληση του Χάρβαρντ», όπως την αποκαλεί ο 33χρονος επιστήμονας.

Ο Ελληνας καρδιοθωρακοχειρουργός πρότεινε στους καθηγητές του εκεί ως αντικείμενο έρευνας την παθοφυσιολογία των ανευρυσμάτων αορτής για να προκύψει η δυνατότητα έγκαιρης διάγνωσης και αντιμετώπισής τους. Η αντίδραση ήταν ενθουσιώδης και η χρηματοδότηση εξασφαλίστηκε άμεσα. Ο κ. Τούμπουλης επισημαίνει «την ευκολία της προσέγγισης, την απλότητα αλλά και τη διάθεση των καθηγητών στο εξωτερικό να βοηθήσουν αλλά και να αναδείξουν νέους επιστήμονες και νέες ιδέες». Από την εμπειρία του και στα ελληνικά πανεπιστημιακά νοσοκομεία διαπιστώνει ότι εκεί που χωλαίνουμε δεν είναι πια οι υποδομές ή ο εξοπλισμός, αλλά η άρνηση για συνεργασία, η υπονόμευση επιστημόνων και η αναξιοκρατία. Παρ' όλα αυτά, ο Αχαιός επιστήμονας επιθυμεί να προσφέρει τις γνώσεις και την εμπειρία του στον τόπο του. «Θεωρώ ότι αποτελεί επιθυμία κάθε επιστήμονα να επιστρέψει στην πατρίδα του για να εργαστεί σ' αυτήν. Η δυνατότητά του να σώζει ζωές και να βελτιώνει την ποιότητα ζωής των ασθενών αποτελεί τη μεγαλύτερη ικανοποίηση για όσους υπηρετούν την Ιατρική, αλλά η εξασφάλιση των παραπάνω σε συμπολίτες προσφέρει ακόμη μεγαλύτερη ηθική ικανοποίηση» εξομολογείται ο Ελληνας επιστήμονας που κατάγεται από την Κάτω Αχαΐα Πατρών και είναι γιος του μαθηματικού Κώστα Τούμπουλη και της Λίτσας Τζιβιέρη. Αποφοίτησε από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων το 1999 και έγινε διδάκτωρ εκεί το 2003. Αν και 33 ετών, έχει ήδη να επιδείξει πλούσιο συγγραφικό έργο με πάνω από πενήντα διεθνείς δημοσιεύσεις μετά από κρίση, στις περισσότερες από τις οποίες είναι πρώτος συγγραφέας. Αυτό το έργο έχει αναγνωριστεί από την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και του έχει εξασφαλίσει ήδη 28 βραβεία και διακρίσεις σε ελληνικά και διεθνή συνέδρια. Τέλος, έχει συμμετάσχει σε περισσότερες από χίλιες χειρουργικές επεμβάσεις.