27 °C Rethymno, GR
19/09/2020

ΧΗΜΕΙΑ: Ο φονεύς του κορωνοϊού

Του ΣΤΕΛΙΟΥ ΛΙΟΔΑΚΗ*

Καταρχήν θα ήθελα να σας προετοιμάσω για το τι θα πρέπει να περιμένετε ή καλύτερα να μη περιμένετε από το ανάγνωσμά μου. Ο τίτλος του άρθρου δίνει έμφαση στη λέξη «φονεύς». Γι’ αυτό μπορεί να σκεφτείτε ότι κατέχω το φονικό όπλο για την αντιμετώπιση του κορωνοϊού SARS-CoV-2. Η αλήθεια είναι ότι δεν έχω τέτοιες αποκαλύψεις. Πέρασα τη ζωή μου διδάσκοντας και απολαμβάνοντας το μάθημα της Χημείας. Έφτασα στην οριστική άποψη ότι η Χημεία μπορεί να δώσει λύσεις στα πιο δύσκολα προβλήματα. Εύλογα λοιπόν καλείται (εννοείται η Χημεία) να απαντήσει το τρέχον ερώτημα: «Πώς να φονεύσω τον κορωνοιό;».

Η Χημεία στη μάχη κατά του SARS-CoV-2 εμπλέκεται με πολλούς τρόπους, πιο πολύ από κάθε άλλη επιστήμη. Παρέχει στην Ιατρική μεθόδους-τεχνικές α) για τη διερεύνηση της δομής – μορφολογίας του ιού, β) για τη διάγνωση της μόλυνσης και γ) για την παρασκευή φάρμακων κατά της νόσου και των επιπλοκών που προκαλεί.

Α. H διερεύνηση της δομής – μορφολογίας του ιού γίνεται με ενόργανες φυσικοχημικές -βιοχημικές τεχνικές ανάλυσης, όπως είναι ηλεκτρονική μικροσκοπία που μπορεί να μεγεθύνει ένα αντικείμενο έως 15 εκατομμύρια φορές. Ιδού λοιπόν πως φωτογραφίζεται ο SARS-CoV-2 ως ένα νανοσύνθετο σωματίδιο, με διάμετρο 0,00005 -0,0002 χιλιοστά.

Όπως και άλλοι κορωνοϊοί, ο ιός SARS-CoV-2 εμφανίζει σφαιρικό σχήμα και από την επιφάνεια του προεξέχουν γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες «S»), που ονομάζονται αιχμές. Όταν παρατηρούμε τον SARS-CoV-2 στο μικροσκόπιο γύρω από τον ιό, οι γλυκοπρωτεΐνες S εμφανίζονται σαν στέμμα, κορώνα γύρω από τον ιό. (β. εικόνα 1). Οι γλυκοπρωτεΐνες S του SARS-CoV-2 μπορούν και προσδένονται με έναν υποδοχέα που βρίσκεται στην εξωτερική μεμβράνη των ανθρώπινων κυττάρων. Η πρόσδεση αυτή επιτρέπει στα τα ιικά γονίδια να εισέλθουν στα ανθρώπινα κύτταρα και να αντιγραφούν, παράγοντας περισσότερα ιικά σωμάτια (β. εικόνα 2).

Σύμφωνα με τον, βραβευμένο με το Βραβείο Nobel, ανοσολόγο Sir Peter Medawar (1915-1987) «Ένας ιός είναι ένα κακό μαντάτο περιτυλιγμένο με πρωτεΐνη. Το πόσο κακό θα αποδειχθεί αυτό το μαντάτο εξαρτάται από το κατά πόσον το είχατε στο παρελθόν».

β. Δοκιμασίες ανίχνευσης ιού και ανίχνευση αντισωμάτων: με ενόργανη χημική ανάλυση (π.χ. Βιοαισθητήρες – PCR). Για παράδειγμα, το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ στο Ηράκλειο, διαθέτει κατάλληλο εξοπλισμό και υποδομές για ανίχνευση του SARS-COV2, με την εφαρμογή αξιόπιστων μεθόδων μοριακής ταυτοποίησης (RT-PCR) του ιού με δυνατότητα ευρείας διαγνωστικής εφαρμογής, ώστε να μπορεί χρησιμοποιηθεί στα σημεία ενδιαφέροντος (π.χ. κινητές μονάδες παροχής ιατρικής περίθαλψης, αεροδρόμια, λιμάνια, ιδιωτικά ιατρεία κλπ.).

γ. Η γέννηση ενός φαρμάκου

Επί του παρόντος γνωρίζουμε ότι ο SARS-CoV-2 μπορεί να προκαλέσει σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο (COVID-19), για το οποίο δεν υπάρχει εξειδικευμένη φαρμακευτική (αντιιική) αγωγή και η αντιμετώπιση γίνεται με συμπτωματική αγωγή (φάρμακα που βοηθάνε μεν, αλλά δεν «σκοτώνουν» τον ιό) και με χορήγηση οξυγόνου (αναπνευστήρες). Επίσης, η μελέτη ήδη εγκεκριμένων (ή μη) για άλλη ένδειξη φαρμάκων για την αντιμετώπιση του νέου κορωνοϊού παρουσιάζει το μεγάλο πλεονέκτημα της άμεσης δυνατότητας χρήσης του φαρμάκου, αν επιβεβαιωθεί η αποτελεσματικότητά του κατά του SARS-CoV-2.

Στη διαδικασία παραγωγής ενός νέου φαρμάκου έχει αναφερθεί ότι απαιτούνται 800 διαφορετικές δραστηριότητες. Ωστόσο, η Χημεία αποτελεί το Α και το Ω της όλης διαδικασίας. Το Α γιατί απαραίτητη προϋπόθεση είναι η οργανική σύνθεση (ή η απομόνωση από φυσικό προϊόν) διαφόρων ουσιών με θεραπευτική δράση και το Ω, γιατί η τελικά πετυχημένη ουσία που θα γίνει φάρμακο πρέπει να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες, οπότε συχνά χρειάζονται νέοι τρόποι βιομηχανικής χημικής σύνθεσης. Μεταξύ αυτών των σταδίων μεσολαβεί μια χρονοβόρα περίοδος ερευνών που υπαγορεύονται από την αυστηρή φαρμακευτική νομοθεσία που θα προετοιμάσουν το έδαφος για τις κλινικές δοκιμές, τη λύδια λίθο για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του φαρμάκου.

Η σύνθεση μιας νέας χημικής ουσίας έχει συγγένεια με την αρχιτεκτονική, καθώς και στις δύο περιπτώσεις πρόκειται για δημιουργικές «κατασκευές». Ωστόσο, η «κατασκευή» μια νέας ουσίας έχει μια πρόσθετη μυστηριακή γοητεία, αφού κανείς εκ των προτέρων δεν γνωρίζει επακριβώς τις φαρμακευτικές της ιδιότητες και πως αυτές μπορούν να αξιοποιηθούν.

Το επόμενο βήμα για τις ουσίες που έχουν προκριθεί είναι μακροχρόνιες έρευνες φαρμακολογικού χαρακτήρα που αποσκοπούν κυρίως στον προσδιορισμό της σχέσης παρενέργειας προς θεραπευτική δράση για κάθε ουσία.

Ακολουθεί το στάδιο των κλινικών δοκιμασιών, αρχής γενομένης από τα πειραματόζωα, και σε διαφορετικά είδη ζώων λόγω των διαφορών τους στο ενζυμικό τους σύστημα. Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται και στις ανθρώπινες φυλές, π.χ. οι Εσκιμώοι διαφέρουν από τους Κινέζους ως προς τον τρόπο μεταβολισμού αρκετών φαρμάκων.

Η μακροχρόνια αυτή έρευνα οδηγεί στην απαραίτητη έγκριση του φαρμάκου από τις υγειονομικές υπηρεσίες που γίνεται υπό αυστηρότατο έλεγχο. Οι σκληρές απαιτήσεις της σύγχρονης νομοθεσίας για ένα νέο φάρμακο είναι δικαιολογημένες, αφού ανεπαρκή μελέτη των παρενεργειών μπορεί να οδηγήσει σε τραγικά αποτελέσματα. Την πιο θλιβερή ιστορία έχει γράψει η θαλιδομίδη ένα φάρμακο για τη ναυτία που αποδείχθηκε ότι προκαλεί τερατογονία στις εγκύους, όπου τα παιδία γεννιούνται με ατροφικά χέρια και πόδια. Η ασπιρίνη, το πιο κοινό φάρμακο για την κεφαλαλγία, ίσως δε θα είχε πολλές ελπίδες έγκρισης με τα σημερινά δεδομένα, επειδή προκαλεί μερικές φορές στομαχικές αιμορραγίες. Ίσως πάλι να είχε βρει άλλο προορισμό, καθώς πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι έχει και άλλες θεραπευτικές ιδιότητες (π.χ. αντιπηκτικό αίματος). Να σημειωθεί ότι η σχετική έρευνα έγινε σε πάνω από 500.000 άτομα.

Τέλος, ολίγες μόνο φαρμακευτικές εταιρείες κολοσσοί (με εκατοντάδες επιστήμονες ερευνητές) μπορούν να επωμιστούν τα υπέρογκα ποσά που απαιτούνται για την παραγωγή νέων φαρμάκων. Κριτήριο των επιλογών τους είναι το κέρδος και φυσικό είναι να επιλέγουν την παραγωγή φαρμάκων για ασθένειες ευρείας κλίμακας που εγγυώνται υψηλές πωλήσεις.

Ο αγώνας για την ανακάλυψη του εμβολίου κατά του SARS-CoV-2 συνεχίζεται με χιλιάδες δοκιμασίες σε χιλιάδες ερευνητικά εργαστήρια, όπου η τύχη έχει κυρίαρχο ρόλο. Το λαχείο πέφτει κατά καιρούς στους τυχερούς, αλλά οι πιθανότητες ευνοούν τους συστηματικούς και επίμονους «παίχτες». Είμαι σίγουρος ότι η Επιστήμη και πάλι θα θριαμβεύει παράγοντας φάρμακα αντάξια της ιστορίας της, δραστικά όπως αυτό της πενικιλίνης του Fleming που διογκώνει το μικρόβιο και το κάνει να σκάει σαν μπαλόνι. Το φάρμακο που έσωσε στο παρελθόν εκατομμύρια ζωές και που έχει κόστος παραγωγής σήμερα μικρότερο του φιαλιδίου που τo περιέχει.

 

Βιβλιογραφία

  1. Χ.Λ. Μπόρχες, «Η τέχνη του Στίχου», Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2006.
  2. Ζ. Κούρνια, «H Χημεία του Κορωνοϊού SARS-CoV-2», Χημικά Χρονικά 82(01) 2020.
  3. Α. Βάρβογλη, «Χημείας Απόσταγμα», Εκδ. Τροχαλία, 1992.
  4. Ένωση Ελλήνων Χημικών, Περιφερειακό Τμήμα Αττικής και Κυκλάδων, Συμβολή της χημείας κατά του SARS CoV 2, 2020.
  5. Σ. Λιοδάκη «Αναλυτική Χημεία», Εκδ. Παπασωτηρίου, 2001.
  6. http://www.gsrt.gr/News/Files/New122346/FORTH_COVID-19.pdf «Το ΙΤΕ για την αντιμετώπιση της πανδημίας COVID-19», 2020.
  7. https://www.capital.gr/tag/remdesivir, REMDESIVIR, 2020.

 

* O Στέλιος Λιοδάκης είναι χημικός ομότιμος καθηγητής Ε.Μ. Πολυτεχνείου