Ένας Ξανθιώτης, καταξιωμένος στον τομέα της φαρμακευτικής έρευνας στις ΗΠΑ, ο Ιορδάνης Καραγιαννιδης, πρωτοπορει καθως η εταιρία της οποίας είναι συνιδρυτής, αναπτύσσει φαρμακο για αυτοάνοσα νοσήματα μεσω τεχνολογιών τεχνητής νοημοσύνης.
Σχετικό δημοσίευμα στο Βημα Science αναφερει:
Με τη βοήθεια των αλγορίθμων ο τεράστιος όγκος δεδομένων από ιστολογικά δείγματα ασθενών με ερυθηματώδη λύκο, ελκώδη κολίτιδα και νόσο του Crohn «μετουσιώθηκε» σε ελπιδοφόρο σκεύασμα, όπως εξηγεί ο δρ Δημήτρης Ηλιόπουλος.
Αν έπρεπε περιληπτικά να δώσουμε την είδηση του σημερινού άρθρου θα λέγαμε τα εξής: ένα νέο πρωτοποριακό φάρμακο για αυτοάνοσα νοσήματα όπως η ελκώδης κολίτιδα, ο ερυθηματώδης λύκος και η νόσος του Crohn έλαβε πρόσφατα έγκριση από τις αρμόδιες αμερικανικές και αυστραλιανές αρχές να προχωρήσει σε κλινικές δοκιμές.
Για την ανακάλυψη του φαρμάκου, το οποίο φέρει την κωδική ονομασία ATH-063 και το οποίο εμφανίζει εξαιρετικό προφίλ ασφάλειας και αποτελεσματικότητας, αξιοποιήθηκε η Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence, AI). Το φάρμακο είναι προϊόν της εταιρείας Athos Therapeutics, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της οποίας είναι ο διακεκριμένος έλληνας ερευνητής Δημήτρης Ηλιόπουλος. Οι επικείμενες κλινικές δοκιμές θα λάβουν χώρα στις ΗΠΑ και την Αυστραλία.
Το σκεύασμα ATH-063 είναι πρωτοποριακό όχι επειδή η χημική σύστασή του είναι κάτι το εντελώς διαφορετικό, αλλά επειδή αυτή «υπαγορεύθηκε» από την ΑΙ.
Αν και ακριβή, τα παραπάνω στοιχεία δεν αποκαλύπτουν πλήρως την πραγματική ουσία του θέματος η οποία κρύβεται στην λέξη «πρωτοποριακό». Και το σκεύασμα ATH-063 είναι πρωτοποριακό όχι επειδή η χημική σύστασή του είναι κάτι το εντελώς διαφορετικό, αλλά επειδή αυτή «υπαγορεύθηκε» από την ΑΙ που επέτρεψε τον συνυπολογισμό ασύλληπτα μεγάλου αριθμού παραμέτρων στην αναζήτηση του γονιδίου-στόχου του φαρμάκου, προδικάζοντας έτσι εν πολλοίς την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητά του.
Υπό αυτό το πρίσμα, το ATH-063 σηματοδοτεί στην πραγματικότητα την έναρξη μιας νέας εποχής για την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών για τα αυτοάνοσα νοσήματα. Πρόκειται δηλαδή για ένα σημαντικό βήμα προς την υλοποίηση του οράματος της ιατρικής ακριβείας που θέλει ο κάθε ασθενής να λαμβάνει μόνο το φάρμακο που θα είναι αποτελεσματικό για αυτόν.
Η σημασία της μοναδικότητας
Αλλά ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Ο καθένας από εμάς είναι μοναδικός και ζει μια μοναδική ζωή. Κατά τη διάρκεια της ζωής μας ο καθένας μας εκτίθεται σε μια πληθώρα εξωγενών παραγόντων (από τον αέρα που αναπνέουμε και τις τροφές που καταναλώνουμε μέχρι τους παθογόνους μικροοργανισμούς με τους οποίους ερχόμαστε σε στενή επαφή αλλά και τις στρεσογόνες καταστάσεις που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε) οι οποίοι ασκούν διάφορες επιδράσεις στον οργανισμό του.
Ο τρόπος με τον οποίο ο οργανισμός μας αντιδρά στην έκθεση στους εξωγενείς παράγοντες είναι σε άμεση συνάρτηση με τη μοναδικότητά μας η οποία έγκειται στο γεγονός ότι διαθέτουμε ο καθένας το δικό του γονιδίωμα, το δικό του μικροβίωμα και το δικό του ανοσοποιητικό σύστημα.
Διαθέτουμε λοιπόν ο καθένας το δικό του γονιδίωμα, το σύνολο των γονιδίων που υπάρχουν σε κάθε κύτταρό μας και στα οποία είναι κωδικοποιημένες οι πληροφορίες που καθορίζουν τις ιδιαιτερότητές μας: το αν θα γεννηθούμε υγιείς, το αν θα γίνουμε ψηλοί ή κοντοί, το αν θα έχουμε μπλε ή μαύρα μάτια, το αν θα έχουμε γενετική προδιάθεση να αναπτύξουμε την τάδε ή τη δείνα ασθένεια.
Εχουμε επίσης ο καθένας το δικό του μικροβίωμα, ένα τεράστιο σύνολο μικροοργανισμών οι οποίοι εποικίζουν το σώμα μας και οι οποίοι συμβιώνουν μαζί μας από τη στιγμή της γέννησής μας μέχρι το τέλος της ζωής μας, βοηθώντας μας να προσλαμβάνουμε τα θρεπτικά συστατικά των τροφών αλλά και να αναπτύσσουμε ένα υγιές (ή μη) ανοσοποιητικό σύστημα.
Διαθέτουμε τέλος ο καθένας το δικό του ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο είναι η άμυνά μας απέναντι στους εξωγενείς εισβολείς και τα στοιχεία του οποίου είναι προϊόντα τόσο του γονιδιώματός μας και του μικροβιώματός μας, όσο και των εισβολέων που κληθήκαμε ή/και καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε.
Πολυπαραγοντική εξίσωση
Από τα παραπάνω γίνεται φανερό ότι η βιολογική περιγραφή ενός ζωντανού οργανισμού μοιάζει (και είναι!) πολυπαραγοντική εξίσωση. Και μάλιστα, μια εξίσωση της οποίας αφενός οι μεταβλητές δεν έχουν όλες την ίδια βαρύτητα, αφετέρου η βαρύτητα της μιας μπορεί να επιδρά ποικιλοτρόπως στη βαρύτητα των άλλων, ενώ παράλληλα η βαρύτητα κάποιας μεταβλητής μπορεί να μεταβάλλεται προϊόντος του χρόνου.
Δεν είναι λοιπόν περίεργο που η επιστημονική ομάδα της Athos Therapeutics, με διευθυντή ερευνών τον δρα Ιορδάνη Καραγιαννίδη και υπεύθυνη υπολογιστικής βιολογίας τη δρα Δήμητρα Χαλκιά, κατέφυγε στην τεχνητή νοημοσύνη για την αναζήτηση φαρμάκων για αυτοάνοσα νοσήματα. Δηλαδή, για πολυπαραγοντικές νοσολογικές οντότητες οι οποίες προκύπτουν από μια στρέβλωση, μια ανισορροπία στο ανοσοποιητικό σύστημα το οποίο επιτίθεται σε στοιχεία του ίδιου του τού οργανισμού (καθώς δεν μπορεί να ξεχωρίσει τι είναι ο εαυτός του και τι είναι ξένο προς αυτόν).
Οπως εξήγησε μιλώντας στο BHMA-Science ο δρ Ηλιόπουλος «παρά το γεγονός ότι υπάρχουν πολλά φάρμακα για τα αυτοάνοσα νοσήματα, είναι κοινό μυστικό ότι η αποτελεσματικότητά τους δεν είναι η αναμενόμενη. Μια μεγάλη μερίδα των ασθενών δεν ανταποκρίνεται σε αυτά, πράγμα βεβαίως που καταδεικνύει και την πολυπλοκότητα και την ετερογένεια των εν λόγω ασθενειών. Οπως όλοι γνωρίζουμε, δεν υπάρχει ένα φάρμακο που να είναι αποτελεσματικό σε όλες τις μορφές καρκίνου. Τα αυτοάνοσα νοσήματα είναι περισσότερο πολύπλοκα από τον καρκίνο και ως εκ τούτου δεν αναμένουμε να υπάρξει ένα μόνο φάρμακο που θα είναι αποτελεσματικό για όλους τους ασθενείς με ένα αυτοάνοσο νόσημα. Ωστόσο, η συντριπτική πλειονότητα των υπαρχόντων φαρμάκων στοχεύουν κυρίως το ανοσοποιητικό σύστημα που αφενός είναι μια μόνο από τις συνιστώσες των εν λόγω νοσημάτων, ενώ αφετέρου η τροποποίηση της συμπεριφοράς του ανοσοποιητικού συστήματος μέσω των φαρμάκων μπορεί να καταστήσει τους ασθενείς ευάλωτους σε λοιμώξεις αλλά και σε ανάπτυξη καρκίνου. Για εμάς, στην Athos Therapeutics, ήταν ξεκάθαρο ότι το πεδίο των θεραπειών των αυτοάνοσων νοσημάτων με το οποίο επιλέξαμε να ασχοληθούμε πριν από τρία χρόνια μπορούσε και όφειλε να βελτιωθεί».
Εφοδιασμός αλγορίθμου
Οσοι γνωρίζουν καλά τα της τεχνητής νοημοσύνης λένε ότι η αξιοπιστία των παραγόμενων από τους αλγορίθμους απαντήσεων στα πολύπλοκα ερωτήματα που τους τίθενται είναι ευθέως ανάλογη με το είδος και την ποιότητα των δεδομένων με τα οποία τους εφοδιάζει κανείς. Αποψη που προφανώς συμμερίζονται και στην Athos Therapeutics καθώς έχουν αναπτύξει στρατηγικές συνεργασίες με μεγάλα νοσοκομειακά ιδρύματα των ΗΠΑ, όπως η κλινική Κλίβελαντ (Cleveland Clinic), προκειμένου να δημιουργήσουν μια όσο το δυνατόν πληρέστερη εικόνα των ασθενών με αυτοάνοσα νοσήματα. Το πρώτο πράγμα λοιπόν που έκαναν, μέσω αυτών των συνεργασιών, ήταν να αναλύσουν χιλιάδες ιστολογικά δείγματα ασθενών.
«Αναλύσαμε και συνεχίζουμε να αναλύουμε σε μοριακό επίπεδο δείγματα αίματος, κοπράνων και βιοψιών από ασθενείς με αυτοάνοσα νοσήματα. Εξετάζουμε δηλαδή το πλήρες γενετικό, επιγενετικό και πρωτεϊνικό προφίλ των ασθενών καθώς επίσης και τις αλληλεπιδράσεις τους μέσω αλγορίθμων» εξήγησε ο δρ Ηλιόπουλος.
Επί τη βάσει αυτών των αναλύσεων εντοπίστηκε αρχικά ο φαρμακευτικός στόχος. Στην πραγματικότητα δηλαδή μέσα στο υπερπολύπλοκο δίκτυο μοριακών και κυτταρικών αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται στον ανθρώπινο οργανισμό, η τεχνητή νοημοσύνη επέτρεψε τον εντοπισμό μιας κομβικής συνιστώσας στην ανάπτυξη της αυτοανοσίας. Αν φανταστεί κανείς όλες τις παραμέτρους που οδηγούν στην αυτοανοσία σαν ένα δίχτυ, το μόριο κλειδί θα είναι εκείνος ο κόμβος που αν εκλείψει, το δίχτυ θα ξηλωθεί.
Από τη θεωρία στην πράξη
Θεωρητικά λοιπόν οι ερευνητές της Athos Therapeutics εντόπισαν ένα μόριο του οποίου η απενεργοποίηση θα έπρεπε να οδηγεί και σε αποσυναρμολόγηση του μοριακού οικοδομήματος που απαιτείται για την εκδήλωση ενός αυτοάνοσου νοσήματος. Αλλά αυτό έπρεπε να αποδειχθεί και εμπράκτως.
Εχοντας εντοπίσει λοιπόν τον πιθανό φαρμακευτικό στόχο τους, οι ερευνητές σχεδίασαν με τη βοήθεια υπολογιστικής χημείας μια σειρά μορίων τα οποία θα μπορούσαν να τον απενεργοποιήσουν.
Στη συνέχεια συνέθεσαν τα πλέον ελπιδοφόρα από αυτά τα μόρια και αφού τα χαρακτήρισαν ως προς τις φυσικοχημικές ιδιότητές τους, προχώρησαν στην αξιολόγησή τους ως πιθανών φαρμάκων για τα αυτοάνοσα νοσήματα. Για την ακρίβεια, τα συνθετικά αυτά μόρια εξετάσθηκαν ως προς την αποτελεσματικότητα και την πιθανή τοξικότητά τους σε κυτταρικά και σε πειραματόζωα-μοντέλα αυτοάνοσων ασθενειών.
Από την παραπάνω διαδικασία προκρίθηκε το σκεύασμα με την κωδική ονομασία ΑΤΗ-063, ένα μικρό μόριο το οποίο θα μπορεί να χορηγείται από το στόμα.
Προφίλ ασφάλειας και αποτελεσματικότητας
Μια ευχάριστη έκπληξη για τους ερευνητές υπήρξαν οι έλεγχοι τοξικότητας του σκευάσματος οι οποίοι διενεργήθηκαν σε μικρό αριθμό υγιών εθελοντών προκειμένου να επιβεβαιωθούν τα πειραματικά ευρήματα. «Διαπιστώσαμε ότι το προφίλ ασφάλειας του ΑΤΗ-063 είναι από τα καλύτερα που έχουν υπάρξει μέχρι τώρα για φάρμακο αυτοάνοσων νοσημάτων. Δεν εμφανίζει καρδιοτοξικότητα ούτε και καρκινογόνο δράση, ενώ από τις προκλινικές μελέτες διαπιστώσαμε την ικανότητά του να βελτιώνει την κλινική εικόνα των πειραματόζωων εμποδίζοντας τη φλεγμονή και επάγοντας την επούλωση του εντέρου» εξήγησε ο δρ Ηλιόπουλος.
Η αποτελεσματικότητα του σκευάσματος επιβεβαιώθηκε και από τις μελέτες της επίδρασής του στον οργανισμό, ενώ έχει αναπτυχθεί και ένα διαγνωστικό τεστ το οποίο θα επιτρέπει να εντοπίζονται οι ασθενείς που έχουν τις μεγαλύτερες πιθανότητες να ανταποκριθούν στη θεραπεία με το ΑΤΗ-063.
Βεβαίως, όλα αυτά τα πολλά υποσχόμενα ευρήματα θα αξιολογηθούν μέσω των ευρέων κλινικών δοκιμών που αρχίζουν σύντομα σε ΗΠΑ και Αυστραλία και θα αφορούν ασθενείς με ερυθηματώδη λύκο, ελκώδη κολίτιδα και νόσο του Crohn.
Ωστόσο, το σημαντικό είναι ότι για πρώτη φορά αναπτύσσεται ένα φάρμακο για αυτοάνοσα νοσήματα μέσω ενός εντελώς διαφορετικού τρόπου και μάλιστα σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα (3 έτη) καθώς η τεχνητή νοημοσύνη επιτρέπει την επίσπευση κάποιων διαδικασιών. Αυτή η ευέλικτη και σημαντικά οικονομικότερη πλατφόρμα ανακάλυψης νέων σκευασμάτων «μας κάνει να ευελπιστούμε, και έχουμε ήδη πολλές αποδείξεις για αυτό, ότι θα μπορέσουμε να αναπτύξουμε και άλλα φάρμακα για τα αυτοάνοσα νοσήματα αλλά και άλλες πολυπαραγοντικές ασθένειες όπως είναι ο καρκίνος» σημείωσε κλείνοντας τη συζήτησή μας ο δρ Ηλιόπουλος.
Ας ελπίσουμε ότι οι ευρείες κλινικές δοκιμές θα επιβεβαιώσουν την αρχική αισιοδοξία και ότι σύντομα οι ασθενείς με ερυθηματώδη λύκο, ελκώδη κολίτιδα και νόσο του Crohn θα έχουν ένα αποτελεσματικό και ασφαλές φάρμακο. Εννοείται βεβαίως ότι θα σας κρατήσουμε ενήμερους για κάθε εξέλιξη.
Who is who
O Δημήτρης Ηλιόπουλος κατάγεται από τον Βόλο, σπούδασε Βιολογία στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και πραγματοποίησε τις διδακτορικές και μεταδιδακτορικές σπουδές στις ΗΠΑ στον τομέα της Ογκολογίας και Φαρμακολογίας. Αρχισε την ακαδημαϊκή του καριέρα σε ηλικία 31 ετών στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστήμιου Χάρβαρντ και στο αντι-καρκινικό κέντρο Dana Farber Cancer Institute στη Βοστώνη. Στη συνέχεια, υπήρξε αν. καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου UCLA στο Λος Αντζελες, όπου ίδρυσε το Κέντρο Συστημικής Βιοϊατρικής (UCLA Center for Systems Biomedicine), το οποίο είναι ένα κέντρο υψηλής τεχνολογίας και ρομποτικής με σκοπό την ανακάλυψη νέων θεραπειών. Από το ίδιο πανεπιστήμιο, και συγκεκριμένα από το Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (UCLA Anderson School of Management), έλαβε μάστερ στη διοίκηση επιχειρήσεων (MBA), στη διάρκεια του οποίου ανέπτυξε ένα καινούριο μοντέλο για την οικονομική αξιολόγηση εταιρειών βιοτεχνολογίας. Επίσης, πραγματοποίησε σπουδές στα οικονομικά και στην τεχνητή νοημοσύνη στα πανεπιστήμια Stanford και ΜΙΤ αντίστοιχα.
Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζονται στα αυτοάνοσα νοσήματα και τον καρκίνο. Εχει πάνω από 140 δημοσιεύσεις σε βιοϊατρικά επιστημονικά περιοδικά με περισσότερες από 20.000 αναφορές, ενώ έχει κατοχυρώσει 15 πατέντες σχετιζόμενες με νέα φάρμακα για τον καρκίνο και για διάφορα αυτοάνοσα νοσήματα. Για την ερευνητική του δραστηριότητα και τις ανακαλύψεις του έχει λάβει βραβεία από διεθνή ιδρύματα και οργανισμούς, όπως το American Association for Cancer Research, το American Gastroenterology Association, το Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνας, το Eli & Edythe Broad Foundation και το Helmsley Foundation.
Είναι συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας Athos Therapeutics Inc, η οποία έχει την έδρα της στο Λος Αντζελες και αναπτύσσει νέες θεραπείες για διάφορα αυτοάνοσα νοσήματα με τη βοήθεια αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης.
Είναι παντρεμένος με τη δρα Αλεξάνδρα Δρακάκη, που είναι καθηγήτρια Αιματολογίας/Ογκολογίας στην Ιατρική Σχολή του UCLA και έχουν τρεις κόρες, τη Μαριλένα, τη Χαρά και την Αντωνία.