Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Χημείας

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Χημείας ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Δ. ΚΑΡΑΒΕΛΙΔΗΣ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΤΥΠΟΥ CORE-SHELL ΓΙΑ ΤΗ ΣΤΟΧΕΥΜΕΝΗ ΑΠΟΔΕΣΜΕΥΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΑΡΚΙΝΙΚΟΥ ΦΑΡΜΑΚΟΥ PACLITAXEL ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΝΕΩΝ ΒΙΟΣΥΜΒΑΤΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Θεσσαλονίκη 2014

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Χημείας ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Δ. ΚΑΡΑΒΕΛΙΔΗΣ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΤΥΠΟΥ CORE-SHELL ΓΙΑ ΤΗ ΣΤΟΧΕΥΜΕΝΗ ΑΠΟΔΕΣΜΕΥΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΑΡΚΙΝΙΚΟΥ ΦΑΡΜΑΚΟΥ PACLITAXEL ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΝΕΩΝ ΒΙΟΣΥΜΒΑΤΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ που εκπονήθηκε Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας του Τομέα Χημικής Τεχνολογίας και Βιομηχανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Ημερομηνία προφορικής εξέτασης 23 Οκτωβρίου 2014 ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Αναπληρωτής Καθηγητής, Μπικιάρης Δημήτριος - Επιβλέπων Καθηγητής Καθηγήτρια, Σιδερίδου-Καραγιαννίδου Ειρήνη - Μέλος Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής, Παντόπουλος Κωνσταντίνος - Μέλος Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής, Παρασκευόπουλος Κωνσταντίνος Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Αναπληρωτής Καθηγητής, Αχιλιάς Δημήτριος - Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Παυλίδου Ελένη - Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Επίκουρος Καθηγητής, Παπαγεωργίου Γεώργιος Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ Δ. ΚΑΡΑΒΕΛΙΔΗΣ Α.Π.Θ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΤΥΠΟΥ CORE-SHELL ΓΙΑ ΤΗ ΣΤΟΧΕΥΜΕΝΗ ΑΠΟΔΕΣΜΕΥΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΑΡΚΙΝΙΚΟΥ ΦΑΡΜΑΚΟΥ PACLITAXEL ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΝΕΩΝ ΒΙΟΣΥΜΒΑΤΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ ISBN Η έγκριση της παρούσης Διδακτορικής Διατριβής από το Τμήμα Χημείας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως (Ν.5343 / 1932, άρθρο 202, παρ. 2)

Στους γονείς οφείλομεν το ζην, στους δε διδασκάλους το ευ ζην. Μέγας Αλέξανδρος, 356-323 π.χ.

Στα αγαπημένα μου πρόσωπα, γονείς, συγγενείς και φίλους

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας του Τομέα Χημικής Τεχνολογίας και Βιομηχανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ευχαριστώ θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή μου Κο Δημήτριο Μπικιάρη, Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Χημείας, για την υπόδειξη του θέματος, τη συνεχή επιστημονική καθοδήγηση κατά τη διάρκεια εκπόνησης της διατριβής, καθώς και για τη στήριξη που μου παρείχε και την εμπιστοσύνη που μου έδειξε. Ειδικότερα όμως τον ευχαριστώ για τον επαγγελματική καθοδήγηση και τα εφόδια που μου παρείχε μετατρέποντάς με σε επιστήμονα που μπορεί ανταποκριθεί στις ανάγκες της ελληνικής Φαρμακοβιομηχανίας. Ευχαριστώ επίσης τα άλλα δύο μέλη της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής. Την Κα Ειρήνη Σιδερίδου-Καραγιαννίδου, Καθηγήτρια του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης για την ηθική και επιστημονική στήριξη και τις εύστοχες υποδείξεις που συνέβαλαν καθοριστικά στο σχεδιασμό και την πορεία των πειραμάτων, καθώς και τον Κο Κωνσταντίνο Παντόπουλο, Καθηγητή του Department of Medicine, McGill University, Montreal, Quebec, Canada για τη συνεχή του ενασχόληση, για τη βοήθεια που μου παρείχε και την εμπιστοσύνη που μου έδειξε. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τα μέλη της επταμελούς επιτροπής κ.κ. Παρασκευόπουλο Κωνσταντίνο, Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής του Α.Π.Θ., Αχιλιά Δημήτριο, Αναπληρωτή Καθαγητή του Τμήματος Χημείας του Α.Π.Θ, Παυλίδου Ελένη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια του Τμήματος Φυσικής του Α.Π.Θ και Παπαγεωργίου Γεώργιο, Επίκουρου Καθηγητή του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων για τις εύστοχες παρατηρήσεις και διορθώσεις τους που συνέβαλαν στη βελτιστοποίηση της διατριβής. Θα ήθελα σε αυτό το σημείο να αναφέρω και να ευχαριστήσω όσους βοήθησαν για την διεκπεραίωση αναλυτικών μετρήσεων και χαρακτηρισμού των δειγμάτων σε διάφορα στάδια της διδακτορικής διατριβής. Την Κα Ελένη Παυλίδου που είναι και μέλος της Επταμελούς Επιτροπής για την λήψη των μικροφωτογραφιών Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης και Διέλευσης, τον Κο Γεώργιο Παπαγεωργίου, επίσης μέλος της Επταμελούς Επιτροπής, για την βοήθειά του στην μέθοδο της Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης, τον Κο Αναγνώστη Στεργίου Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής Α.Π.Θ., για την λήψη των φασμάτων περίθλασης ακτίνων Χ, τον υποψήφιο Διδάκτορα και αδερφικό φίλο Δημήτριο Γκιλιόπουλο για την παρασκευή δειγμάτων

placebo για τις ανάγκες της διατριβής σε χρονικό διάστημα που βρισκόμουν σε απόσταση, τη Διδάκτορα Χημικό Σταυρούλα Νανάκη για τη βοήθειά της στις μετρήσεις Χρωματογραφίας Διαπερατότητας Πηκτής καθώς και τη Διδάκτορα Χημικό Μαρία Καράμπελα για την βοήθειά της στον χαρακτηρισμό, με Θερμοσταθμική Ανάλυση, των νέων αλειφατικών πολυεστέρων που συντέθηκαν. Ιδιαίτερες ευχαριστίες επίσης θα ήθελα να δώσω σε όσους βοήθησαν με τον χαρακτηρισμό των δειγμάτων από άλλα συνεργαζόμενα Πανεπιστήμια. Ειδικότερα ευχαριστώ τους Κο Κωνσταντίνο Αυγουστάκη, Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου Πατρών για την πραγματοποίηση στο εργαστήριό του της μελέτης βιοσυμβατότητας των νέων υλικών που παρασκευάστηκαν καθώς και για τις υποδείξεις του στα πλαίσια διεθνούς δημοσίευσης ερευνητικής εργασίας με το θέμα της διδακτορικής διατριβής, Κο Κωνσταντίνο Θεοδωράκη, μέλος του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας και της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κρήτης για την διεκπεραίωση των μελετών κυτταροτοξικότητας των δειγμάτων της διατριβής εναντίον καρκινικών κυττάρων και για την επεξήγηση του θεωρητικού υποβάθρου των μελετών αυτών καθώς και για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω την εταιρία Λουφάκης Χημικά Α.Ε. όπου μετρήθηκε το μέγεθος των νανοσωματιδίων και το ζ-δυναμικό τους. Θεοδωράκη και ειδικότερο τον προϊστάμενο Κο Χρήστο Κουκιώτη για την εκπαίδευση πάνω στη μεθοδολογία των αναλύσεων αυτών. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την εταιρία Pharmathen Pharmaceutical Company στην οποία εργάζομαι για την απεριόριστη ηθική και υλική υποστήριξη που μου παρείχε για την εκπόνηση της διδακτορικής διατριβής. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συναδέλφους μου Κο Ευάγγελο Καραβά, Αντιπρόεδρο Ερευνητικών και Βιομηχανικών Δραστηριοτήτων της εταιρίας για την παροχή της δραστικής ουσίας πακλιταξέλη αλλά και άλλων αναλυτικών αναλωσίμων που χρησιμοποιήθηκαν για τις ανάγκες της διατριβής καθώς και για την οικονομική ενίσχυση που μου παρείχε για συμμετοχή σε ερευνητικά συνέδρια και σεμινάρια, τον Κο Θέμο Καρατζά, Διευθυντή Βιομηχανικών Δραστηριοτήτων της εταιρίας για την παραχώρηση αναλυτικών οργάνων του χημικού εργαστηρίου της εταιρίας για τον χαρακτηρισμό των πολυμερικών φορέων που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των νανοσωματιδίων πολυμερούς-δραστικής καθώς και την Κα Χαρούλα Πεπονάκη, προϊσταμένη μου και Επικεφαλής του Τμήματος Βιομηχανοποίησης Προϊόντων για την αμέριστη ηθική υποστήριξη και τις διευκολύνσεις που μου παρείχε κατά την περίοδο της συγγραφής της παρούσας διδακτορικής διατριβής.

Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγό μου, τους φίλους μου καθώς και την οικογένειά μου για την ηθική στήριξη αλλά και την βοήθεια που μου παρείχαν όλο αυτό το διάστημα.

Περιεχόμενα Σελ. ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ... 1 ΜΕΡΟΣ Ι: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ 1.1 Ιστορική αναδρομή.. 7 1.2 Τα είδη καρκίνων.... 9 1.3 Πρόγνωση-διάγνωση καρκίνου.. 23 1.4 Θεραπευτικές μέθοδοι καρκίνου 25 1.4.1 Εγχειρητική αφαίρεση όγκου.. 25 1.4.2 Ακτινοθεραπεία. 26 1.4.3 Χημειοθεραπεία. 28 1.4.4 Ανοσοθεραπεία... 32 1.4.5 Ορμονοθεραπεία...... 35 1.4.6 Θεραπεία με υπερθερμία.. 37 1.4.7 Θεραπεία με κρυοπηξία. 41 1.4.8 Θεραπεία μέσω των αναστολέων αγγειογένεσης.. 41 1.5 Ο ρόλος της νανοτεχνολογίας στη θεραπεία του καρκίνου. 41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Η ΤΑΞΟΛΗ (ΠΑΚΛΙΤΑΞΕΛΗ) ΣΤΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΚΑΡΚΙΝΟΥ 2.1 Ιστορική αναδρομή.. 43 2.1.1 Αντικαρκινικές ουσίες προερχόμενες από φυσικά προϊόντα 43 2.1.2 Η ιστορία της ταξόλης... 44 2.2 Μηχανισμός δράσης ταξόλης..... 48 2.3 Φυσικοχημικές ιδιότητες ταξόλης. 50 2.4 Συνθετική και ημισυνθετική παρασκευή ταξόλης... 51 2.4.1 Ημισυνθετική οδός παρασκευής ταξόλης και νέες φυσικές πηγές 52 2.4.2 Ολικές συνθέσεις της ταξόλης... 53 2.4.3 Παραγωγή της ταξόλης από την BMS μέσω φυτικών κυττάρων.. 56 2.5 Πεδίο εφαρμογής και τρόποι χορήγησης ταξόλης.... 57 2.6 Παρενέργειες που προκαλεί η ταξόλη 58 2.7 Η έρευνα για την αποτελεσματικότερη χορήγηση της ταξόλης... 59 2.8 Αντικαρκινικά φάρμακα παρόμοιας δομής Ταξάνια 61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΟΙ ΑΛΕΙΦΑΤΙΚΟΙ ΠΟΛΥΕΣΤΕΡΕΣ ΚΑΙ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ 3.1 Γενικά. 63 3.2 Μέθοδοι σύνθεσης αλειφατικών πολυεστέρων.... 64 3.3 Φυσικοχημικές ιδιότητες αλειφατικών πολυεστέρων 65 3.4 Αποικοδόμηση αλειφατικών πολυεστέρων.... 67 3.5 Πεδίο εφαρμογής αλειφατικών πολυεστέρων. 67 3.6 Βιοαποικοδόμηση αλειφατικών πολυεστέρων. 68 3.7 Μηχανισμοί αποικοδόμησης των πολυμερών.. 71 3.7.1 Μη-βιολογική αποικοδόμηση πολυμερών. 71

3.7.2 Βιολογική αποικοδόμηση πολυμερών. 72 3.7.3 Ενζυμική υδρόλυση.. 73 3.8 Τρόποι μέτρησης της βιοαποικοδομησιμότητας. 75 3.9 Παράγοντες που επηρεάζουν την βιοαποικοδόμηση. 76 3.10 Αλειφατικοί πολυεστέρες ως φορείς φαρμακευτικών δραστικών ουσιών 78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΝΑΝΟΕΝΘΥΛΑΚΩΣΗ ΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΣΕ ΒΙΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΙΜΟΥΣ ΠΟΛΥΕΣΤΕΡΕΣ ΩΣ ΦΟΡΕΙΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ 4.1 Ιστορική αναδρομή.. 81 4.2 Νανοεπιστήμες και νανοτεχνολογία 82 4.3 Νανοτεχνολογία και φαρμακευτική επιστήμη. 83 4.4 Οικονομικά Στοιχεία. 85 4.5 Αναγκαιότητα ύπαρξης νανοφορέων. 86 4.6 Περιορισμοί νανοφορέων... 89 4.7 Τύποι νανοφορέων.. 90 4.8 Πολυμερικά νανοσωματίδια.. 91 4.9 Βασικές μέθοδοι παρασκευής νανοσωματιδίων. 93 4.10 Μέθοδοι παρασκευής πολυμερικών νανοσωματιδίων.. 95 4.10.1 Γαλακτωματοποίηση/εξάτμιση του διαλύτη... 95 4.10.2 Συγκαταβύθιση / εξάτμιση διαλύτη.. 97 4.10.3 Εκτόπιση διαλύτη και διεπιφανειακή απόθεση νανοσωματιδίων. 98 4.10.4 Γαλακτωματοποίηση/διάχυση διαλύτη 100 4.10.5 Εξαλάτωση (salting-out)... 101 4.11 Παράμετροι μορφοποίησης που έχουν καθοριστικό ρόλο στις ιδιότητες των νανοσωματιδίων... 102 4.12 Μηχανισμοί ελεγχόμενης αποδέσμευσης φαρμάκου από πολυμερικούς νανοφορείς.. 105 4.13 Συστήματα ανταποκρινόμενα στο περιβάλλον. 107 4.14 Βιοαποικοδομήσιμα συστήματα.. 109 ΜΕΡΟΣ ΙΙ: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ 5.1 Υλικά και αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των πολυμερών που χρησιμοποιήθηκαν ως φαρμακευτικοί φορείς 113 5.2 Υλικά και αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των νανοσωματιδίων πολυμερούς-φαρμάκου. 114 5.3 Υλικά και αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν για τις αναλύσεις. 114 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ 6.1 Σύνθεση πολυ(αδιπικού προπυλενεστέρα) (PPAd). 115 6.2 Σύνθεση πολυ(πιμελικού προπυλενεστέρα) (PPPim). 117 6.3 Σύνθεση συμπολυμερούς πολυ(ηλεκτρικού αιθυλενεστέρα) PESuπολυ(αδιπικού προπυλενεστέρα) (PPAd). 119

6.4 Σύνθεση συμπολυμερούς μεθόξυ-πολυαιθυλενογλυκόλης (mpeg)- πολυ(αδιπικού προπυλενεστέρα) (PPAd). 120 6.5 Μέθοδοι χαρακτηρισμού πολυμερικών υλικών.. 122 6.5.1 Φασματοσκοπία Υπερύθρου Μετασχηματισμού Fourier- Fourier Transformation-Infrared Spectroscopy (FT-IR). 122 6.5.1.1 Βασικές αρχές της μεθόδου FT-IR 122 6.5.1.2 Ερμηνεία φασμάτων υπερύθρου 124 6.5.1.3 Πειραματική διαδικασία μεθόδου FT-IR. 125 6.5.2 Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( 1 HΝΜR).. 125 6.5.2.1 Εισαγωγή. 125 6.5.2.2 Βασικές αρχές της μεθόδου NMR. 126 6.5.2.3 Προσδιορισμός της δομής των πολυμερών με την βοήθεια του NMR. 129 6.5.2.4 Πειραματική διαδικασία 1 HNMR. 130 6.5.3 Ιξωδομετρία.. 131 6.5.4 Χρωματογραφία Διαπερατότητας Πηκτής - Gel Permeation Chromatography (GPC).. 132 6.5.4.1 Βασικές αρχές μεθόδου GPC.. 132 6.5.4.2 Πειραματική διαδικασία GPC.. 133 6.5.5 Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης Differential Scanning Calorimetry (DSC). 134 6.5.5.1 Εισαγωγή. 134 6.5.5.2 Βασικές αρχές μεθόδου DSC. 134 6.5.5.3 Πειραματική διαδικασία DSC.. 140 6.5.6 Περίθλαση Ακτίνων Χ - Wide Angle X-Ray Diffraction (WAXD). 141 6.5.6.1 Εισαγωγή. 141 6.5.6.2 Ερμηνεία διαγραμμάτων περίθλασης ακτίνων-χ. 142 6.5.6.3 Πειραματική διαδικασία WAXD.. 144 6.5.7 Θερμοσταθμική Ανάλυση - Thermogravimetric Analysis (TGA). 144 6.5.7.1 Βασικές αρχές μεθόδου TGA.. 144 6.5.7.2 Πειραματική διαδικασία TGA 147 6.5.8 In vitro μελέτη της κυτταροτοξικότητας των πολυμερών.. 147 6.5.9 Eνζυμική υδρόλυση.. 148 6.5.10 Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης-Scanning Electron Microscopy (SEM) 149 6.5.10.1 Βασικές αρχές μεθόδου SEM.. 149 6.5.10.2 Πειραματική διαδικασία SEM 152 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗΣ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ-ΤΑΞΟΛΗΣ 7.1 Μέθοδοι παρασκευής νανοσωματιδίων πολυμερούς-ταξόλης. 153 7.1.1 Η μέθοδος γαλακτωματοποίησης ελαίου/ύδατος - εξάτμισης διαλύτη.. 153 7.1.2 Η μέθοδος συγκαταβύθισης-εξάτμισης διαλύτη.. 155 7.2 Μέθοδοι χαρακτηρισμού και μελέτης νανοσωματιδίων πολυμερούςταξόλης..... 155 7.2.1 Φασματοσκοπία Υπερύθρου - Fourier Transformation-Infrared Spectroscopy (FT-IR) 156 7.2.2 Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης Differential Scanning Calorimetry (DSC).. 156 7.2.3 Περίθλαση Ακτινών Χ - Wide Angle X-Ray Diffraction (WAXD). 157

7.2.4 Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης-Scanning Electron Microscopy (SEM)... 157 7.2.5 Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διέλευσης-Transmission Electron Microscopy (TEM). 157 7.2.5.1 Βασικές αρχές μεθόδου. 157 7.2.5.2 Πειραματική διαδικασία TEM. 159 7.2.6 Ανάλυση μεγέθους σωματιδίων και ζ-δυναμικό.. 159 7.2.6.1 Βασικές αρχές δυναμικής σκέδασης φωτός-dls. 159 7.2.6.2 Πειραματική διαδικασία DLS 160 7.2.6.3 Βασικές αρχές μεθόδου μικροηλεκτροφόρησης. 160 7.2.6.4 Πειραματική διαδικασία μικροηλεκτροφόρησης. 162 7.2.7 Ποσοτικοί προσδιορισμοί νανοσωματιδίων και ενθυλακωμένης δραστικής 162 7.2.7.1 Απόδοση σε νανοσωματίδια.. 162 7.2.7.2 Ποσοτικός προσδιορισμός της ταξόλης στα νανοσωματίδια. 163 7.2.7.3 Ποσοστό της ταξόλης που ενθυλακώθηκε στα νανοσωματίδια 163 7.2.8 In vitro μελέτη αποδέσμευσης της ταξόλης- In vitro Drug dissolution studies 164 7.2.8.1 Εισαγωγή στην Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Πίεσης-HPLC 164 7.2.8.2 Βασικές αρχές μεθόδου HPLC 165 7.2.8.3 Πειραματική διαδικασία in vitro μελέτης αποδέσμευσης της ταξόλης.. 166 7.2.9 In vitro μελέτη της κυτταροτοξικότητας των νανοσωματιδίων εναντίον καρκινικών κυττάρων.. 170 7.2.9.1 Κυτταρική καλλιέργεια 170 7.2.9.2 Μελέτη κυτταροτοξικότητας 170 7.2.10 Μέθοδοι στατιστικής ανάλυσης αποτελεσμάτων. 171 ΜΕΡΟΣ ΙΙΙ: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 8.1 Εισαγωγή. 175 8.2 Αποτελέσματα FTIR των πολυμερών 176 8.3 Αποτελέσματα Φασματοσκοπίας Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού των πολυμερών... 180 8.4 Αποτελέσματα ιξωδομετρίας πολυμερών 184 8.5 Αποτελέσματα Χρωματογραφίας Διαπερατότητας Πηκτής - Gel Permeation Chromatography (GPC) 185 8.6 Αποτελέσματα Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης Differential Scanning Calorimetry (DSC). 187 8.7 Αποτελέσματα Περίθλασης Ακτίνων Χ - Wide Angle X-Ray Diffraction (WAXD)... 191 8.8 Αποτελέσματα Θερμοσταθμικής Ανάλυσης - Thermogravimetric Analysis (TGA). 194 8.9 Αποτελέσματα in vitro μελέτης της κυτταροτοξικότητας των πολυμερών 197 8.10 Αποτελέσματα μελέτης βιοαποκοδόμησης.. 200

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ- ΤΑΞΟΛΗΣ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 9.1 Εισαγωγή. 208 9.2 Επιλογή κατάλληλης μεθόδου παρασκευής νανοσωματιδίων. 209 9.3 Αποτελέσματα Φασματοσκοπίας Υπερύθρου για τα νανοσωματίδια πολυμερούς-ταξόλης. 212 9.4 Αποτελέσματα Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης για τα νανοσωματίδια πολυμερούς-ταξόλης. 217 9.5 Αποτελέσματα Περίθλασης Ακτινών-Χ για τα νανοσωματίδια πολυμερούςταξόλης. 222 9.6 Αποτελέσματα ανάλυσης μεγέθους νανοσωματιδίων πολυμερούς-ταξόλης και ζ-δυναμικού..... 225 9.7 Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης για τα νανοσωματίδια πολυμερούςταξόλης. 230 9.8 Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διέλευσης για τα νανοσωματίδια πολυμερούςταξόλης. 231 9.9 Αποτελέσματα ποσοτικών προσδιορισμών νανοσωματιδίων και ενθυλακωμένης δραστικής 232 9.10 Αποτελέσματα in vitro μελέτης αποδέσμευσης της ταξόλης σε ph 7.4 235 9.11 Αποτελέσματα in vitro μελέτης αποδέσμευσης της ταξόλης σε ph 6.0 241 9.12 Αποτελέσματα in vitro μελέτης της κυτταροτοξικότητας των νανοσωματιδίων εναντίον καρκινικών κυττάρων 246 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ. 252 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 260

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ Η πάθηση του καρκίνου αποτελεί μια από τις σημαντικότερες αιτίες θανάτου και τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει πάρα πολλές έρευνες και μελέτες και για την έγκαιρη διάγνωσή του αλλά και για την αντιμετώπισή του. Όσον αφορά την αντιμετώπιση του καρκίνου εφαρμόζονται διάφορες μέθοδοι, οι σημαντικότερες από τις οποίες είναι η εγχειρητική αφαίρεση του όγκου, η ακτινοθεραπεία και η χημειοθεραπεία. Το αντικείμενο της μελέτης της παρούσας διδακτορικής αφορά μια ειδικότερη προσέγγιση στα πλαίσια της προσπάθειας αντιμετώπισης της πάθησης του καρκίνου με χημειοθεραπεία. Η χημειοθεραπεία αν και μπορεί να έχει σημαντικές πιθανότητες θεραπευτικής επιτυχίας έχει κάποια σημαντικά μειονεκτήματα καθώς πρέπει να εφαρμοστεί κατά κύριο λόγο έγκαιρα και πριν ο καρκίνος εξαπλωθεί σε πολλά σημεία του ανθρώπινου οργανισμού ενώ παράλληλα έχει και πολλές σημαντικές παρενέργειες αφού οι δραστικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την καταστροφή των καρκινικών όγκων εκτός από τα καρκινικά κύτταρα καταστρέφουν και υγιή κύτταρα και εμφανίζουν και αιματολογική τοξικότητα. Το αντικείμενο της μελέτης της παρούσας διατριβής αποτελεί μια προσπάθεια για ανάπτυξη φαρμακευτικού σκευάσματος που θα μειώνει τις παρενέργειες κατά τη διάρκεια της χημειοθεραπείας αυξάνοντας παράλληλα την αποτελεσματικότητα της με χρήση χαμηλότερων συγκεντρώσεων της αντικαρκινικής δραστικής που είναι τοξική για το αίμα και τον ανθρώπινο οργανισμό γενικότερα. Για τις ανάγκες της διατριβής χρησιμοποιήθηκε η αντικαρκινική δραστική πακλιταξέλη η οποία ανακαλύφθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1960 ως φυτικό 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ παράγωγο που προκύπτει από εκχυλίσεις του ελάτου του Ειρηνικού Taxus Brevifolia. Αφού ακολούθησαν πολλές μελέτες βελτιστοποίησης της παραγωγικής διαδικασίας καθώς και κλινικές μελέτες η δραστική αυτή ουσία διατέθηκε στην αγορά το 1993. Λόγω της πολύ δύσκολης παραγωγής της δραστικής ως φυτικό παράγωγο αναπτύχθηκαν μάλιστα και συνθετικές καθώς και ημισυνθετικές μέθοδοι παραγωγής της. Η πακλιταξέλη που ονομάζεται αλλιώς και ταξόλη είναι ένα διτερπένιο και αποτελεί μια χημική ένωση που έχει εμφάνιση λευκής προς υπόλευκης σκόνης και είναι αδιάλυτη στο νερό. Χρησιμοποιείται στα πλαίσια χημειοθεραπειών για την αντιμετώπιση του καρκίνου των ωοθηκών, του μαστού και των πνευμόνων και χορηγείται με τη μορφή ενδοφλέβιας χορήγησης. Η ενδοφλέβια χορήγηση της ταξόλης γίνεται κατά κύριο λόγο με ένα διάλυμα της σε μίγμα (1:1) αιθανόλης και Cremophor L, ενώ πρόσφατα έχει κυκλοφορήσει και εμπορικό προϊόν με την ονομασία Abraxane που αποτελεί βελτιωμένο τρόπο χορήγησης της ταξόλης κατά το οποίο ένα σύζευγμα ταξόλης-αλβουμίνης υπό τη μορφή σκόνης υπόκειται σε ανασύσταση με νερό και παρέχει ενέσιμο εναιώρημα λίγο πριν από τη χορήγηση σε ασθενείς. Παρόλο που υπάρχουν ήδη εφαρμόσιμοι τρόποι χορήγησης της πακλιταξέλης οι ανεπιθύμητες παρενέργειες παραμένουν σε σημαντικό βαθμό. Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει μελέτες από πολλούς ερευνητές για την εύρεση τρόπου χορήγησης της συγκεκριμένης αλλά και δραστικών με παρόμοια δράση που να εμφανίζουν μειωμένο βαθμό παρενεργειών. Πιο συγκεκριμένα γίνεται προσπάθεια να αναπτυχθούν φαρμακευτικά συστήματα χορήγησης που να επιτυγχάνουν στοχευμένη αποδέσμευση της δραστικής τοπικά στους καρκινικούς όγκους. Με τον τρόπο αυτό τα συστήματα αυτά χορήγησης θα είναι πιο αποτελεσματικά απέναντι στους καρκινικούς ιστούς ενώ παράλληλα θα μειώνεται η επίδραση έναντι των φυσιολογικών ιστών μειώνοντας έτσι τις παρενέργειες. Έχουν αναφερθεί διάφορες υποψήφιες τεχνικές για την επίτευξη της στοχευμένης αποδέσμευσης. Σε όλες αυτές τις τεχνικές χρησιμοποιούνται πολυμερικά υλικά στη μορφή των νανοσωματιδίων τα οποία είναι βιοσυμβατά και κατάλληλα για ενδοφλέβια χορήγηση και έχουν ενθυλακωμένη την αντικαρκινική δραστική. Στα νανοσωματίδια αυτά είτε συνδέονται μόρια οδηγοί που τα οδηγούν επιλεκτικά στην παθογόνο περιοχή που φέρει τον καρκινικό όγκο, είτε συνδέονται (ή ενθυλακώνονται) χημικές ουσίες με μαγνητικές ιδιότητες ώστε να οδηγηθούν με εξωτερικό μαγνητικό πεδίο στον καρκινικό όγκο ενώ έχουν αναφερθεί και νανοσωματίδια που ανταποκρίνονται σε αλλαγές ph αποδεσμεύοντας επιλεκτικά την αντικαρκινική δραστική στην παθογόνο περιοχή. 2

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ Άλλη μία τεχνική η οποία μπορεί να εφαρμοστεί παράλληλα με τη χημειοθεραπεία και μπορεί να αποτελέσει παράγοντα για την επίτευξη στοχευμένης αποδέσμευσης είναι και η τοπική υπερθερμία. Η παρούσα διατριβή αφορά την ανάπτυξη φαρμακευτικού συστήματος που μπορεί να εκμεταλλευτεί τις περιβαλλοντικές και φυσιολογικές αλλαγές στις οποίες υπόκεινται οι καρκινικοί όγκοι κατά την εφαρμογή της τεχνικής αυτής ώστε να επιτευχθεί στοχευμένη αποδέσμευση της ταξόλης στην περιοχή εφαρμογής. Κατά την τοπική υπερθερμία θερμαίνεται τοπικά ο καρκινικός όγκος στους 42 o C ενώ η θερμοκρασία στα υπόλοιπα μέρη του ανθρώπινου οργανισμού παραμένει φυσιολογική στους 37 o C. Η διαδικασία αυτή από μόνη της μπορεί να καταστρέψει μέρος του καρκινικού όγκου αφού τα καρκινικά κύτταρα αφού παραμείνουν στους 42 o C όταν επανέρχονται στη φυσιολογική τους θερμοκρασία δεν μπορούν να διατηρήσουν τη δομή τους και καταστρέφονται. Η βασική ιδέα της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να αναπτυχθούν πολυμερικοί φορείς που να είναι θερμοευαίσθητοι, δηλαδή τα νανοσωματίδια που θα παραχθούν από τα πολυμερικά αυτά υλικά και θα ενθυλακώσουν την ταξόλη να εμφανίζουν αυξημένο ρυθμό αποδέσμευσης της δραστικής στους 42 o C συγκριτικά με τους 37 o C. Έτσι αν χορηγηθούν στους ασθενείς κατά τη διάρκεια μιας χημειοθεραπείας σε συνδυασμό με εφαρμογή τοπικής υπερθερμίας είναι πιθανό να εμφανίσουν αυξημένη αποδέσμευση στην περιοχή του καρκινικού όγκου που θερμαίνεται στους 42 o C ενώ η αποδέσμευση στα υπόλοιπα μέρη του ανθρώπινου οργανισμού θα είναι μικρότερη. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας και να μειωθούν οι παρενέργειες που θα εμφανίσει ο ασθενής. Με βάση τα παραπάνω για τις ανάγκες της διατριβής έπρεπε να συντεθούν οι κατάλληλοι πολυμερικοί φορείς που να είναι βιοσυμβατοί και να εμφανίζουν θερμοευαισθησία. Τα πολυμερικά υλικά που συντέθηκαν είναι αλειφατικοί πολυεστέρες καθώς και συμπολυμερή τους με μεθόξυ-πολυαιθυλενογλυκόλη (mpeg). Οι αλειφατικοί πολυεστέρες είναι βιοσυμβατά υλικά από τα οποία μπορούν να παρασκευαστούν νανοσωματίδια στη μορφή κατάλληλα για ενδοφλέβια χορήγηση. Μάλιστα επιλέχθηκε να συντεθούν αλειφατικοί πολυεστέρες με σημείο τήξεως κοντά σε αυτό του ανθρώπινου οργανισμού ώστε να μελετηθεί εάν μπορούν να δράσουν ως θερμοευαίσθητοι πολυμερικοί φορείς εμφανίζοντας διαφορετικό ρυθμό αποδέσμευσης στους 42 o C που εφαρμόζεται κατά τη διάρκεια της τοπικής υπερθερμίας συγκριτικά με τους 37 o C που είναι η φυσιολογική θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Οι αλειφατικοί πολυεστέρες συμπολυμερίστηκαν με mpeg ώστε με τα συμπολυμερή αυτά να παρασκευαστούν νανοσωματίδια τύπου μήτρας-κελύφους 3

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ (core-shell) τα οποία λόγω της παρουσίας των υδρόφιλων mpeg μακρομοριακών αλυσίδων στην επιφάνειά τους θα εμφανίζουν μεγαλύτερη βιοσυμβατότητα και δε θα απορρίπτονται από τον ανθρώπινο οργανισμό. Τα πολυμερικά υλικά και τα νανοσωματίδια πολυμερούς-ταξόλης χαρακτηρίστηκαν και μελετήθηκαν ώστε να διαπιστωθεί εάν θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα εναλλακτικό φαρμακευτικό σύστημα για μια βελτιωμένη αντικαρκινική δράση που θα εμφανίζει λιγότερες παρενέργειες. Οι στόχοι της μελέτης στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής εστιάστηκαν στα παρακάτω: ΚΥΡΙΟΙ ΣΤΟΧΟΙ Σύνθεση βιοσυμβατών πολυμερικών υλικών με σημείο τήξεως κοντά σε αυτό του ανθρώπινου σώματος. Στόχος ήταν το σημείο τήξεως να είναι κοντά στους 42 o C που εφαρμόζεται κατά τη διάρκεια της τοπικής υπερθερμίας. Συμπολυμερισμός των αλειφατικών πολυεστέρων με mpeg για τη δημιουργία υλικών με ακόμα μεγαλύτερη βιοσυμβατότητα τα οποία να διατηρούν το σημείο τήξεως του αντίστοιχου αλειφατικού πολυεστέρα. Παρασκευή νανοσωματιδίων πολυμερούς-ταξόλης κατάλληλα για ενδοφλέβια χορήγηση τα οποία να εμφανίζουν αυξημένο ρυθμό αποδέσμευσης στους 42 o C συγκριτικά με τους 37 o C. ΔΕΥΤΕΡΕΥΟΝΤΕΣ ΣΤΟΧΟΙ Μελέτη και ερμηνεία της φυσικοχημικών ιδιοτήτων των πολυμερικών υλικών που χρησιμοποιήθηκαν. Μελέτη και ερμηνεία της φυσικοχημικών ιδιοτήτων και των πιθανών αλληλεπιδράσεων των νανοσωματιδίων πολυμερούς-ταξόλης που παρασκευάστηκαν. In-vitro μελέτη και ερμηνεία του μηχανισμού αποδέσμευσης της ταξόλης από τα νανοσωματίδια. In-vitro μελέτη και ερμηνεία της δράσης των νανοσωματιδίων πολυμερούςταξόλης έναντι καρκινικών κυττάρων. 4

ΜΕΡΟΣ Ι ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ 1.1 Ιστορική αναδρομή Παρόλο που οι αρχαίοι Έλληνες χρησιμοποίησαν πρώτοι τον όρο καρκίνος για τη συγκεκριμένη νόσο, φαίνεται ο καρκίνος να εντοπίζεται σε ακόμη παλαιότερες περιόδους. Έχουν βρεθεί στοιχεία για ένα τύπο καρκίνου των οστών, το οστεοσάρκωμα, σε οστά κεφαλής και αυχένα σε μούμιες στην Αρχαία Αίγυπτο. Έχει ακόμη βρεθεί και περιγραφή της συγκεκριμένης νόσου σε πάπυρο ο οποίος υπολογίζεται να γράφτηκε το 1600 π.χ. [Gallucci, 1985]. Στον πάπυρο αναφέρονται 8 περιπτώσεις όγκων ή ελκών στο στήθος οι οποίοι αντιμετωπίζονταν με καυτηριασμό, το λεγόμενο «τρυπάνι της φωτιάς». Στον πάπυρο αναφέρονταν ότι η νόσος δεν είχε θεραπεία. Για τους αρχαίους Αιγυπτίους ο καρκίνος ήταν η τιμωρία από τους Θεούς για ασεβείς και αμαρτωλές πράξεις. Τα κείμενα του Ιπποκράτη όμως είναι αυτά που για πρώτη φορά ονομάζουν αυτή τη νόσο καρκίνο. Η αιτιολογία της βασίστηκε στη θεώρηση του Ιπποκράτη το 460-370 π.χ. για τους 4 χυμούς (αίμα, φλέγμα, κίτρινη και μαύρη χολή). Σε φυσιολογικές συνθήκες οι χυμοί αυτοί βρίσκονται σε ισορροπία, όταν όμως συσσωρεύεται υπερβολική ποσότητα μαύρης χολής σε συγκεκριμένα μέρη του σώματος, δημιουργείται ο καρκίνος. Αυτή η θεωρία υποστηρίχθηκε για πολλούς αιώνες μέχρι περίπου το 1300 μ.χ. Η θεωρία των χυμών έφτασε στη Ρωμαϊκή εποχή, όπου την υιοθέτησε και τη διέδωσε ο διάσημος γιατρός Γαληνός. Η μακρόχρονη διατήρηση της οφείλεται στην αυστηρή απαγόρευση μελέτης του ανθρώπινου σώματος, που είχε επιβληθεί το συγκεκριμένο διάστημα για θρησκευτικούς λόγους. Για όλα αυτά τα χρόνια και για πολλά αργότερα η νόσος θεωρούνταν ανίατη ασθένεια ακόμη και αν υποβάλλονταν ο ασθενής σε κάποιου είδους χειρουργική επέμβαση, αφαίρεσης του όγκου. 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Κατά τον 15ο αιώνα, άρχισαν να χρησιμοποιούνται πιο επιστημονικές μέθοδοι στη μελέτη των ασθενειών [The History of Cancer, American Cancer Society, 2012]. Το 1628 άρχισε να χρησιμοποιείται η μέθοδος της αυτοψίας όπου αποκάλυψε πολλά στοιχεία για το ανθρώπινο σώμα και την κυκλοφορία του αίματος μέσα από την καρδιά και τα υπόλοιπα όργανα. Το 1761 ο Morgagni χρησιμοποίησε πρώτος τη νεκροψία για να συνδέσει παθολογικά ευρήματα με την αρρώστια που έπασχε ο ασθενής. Αυτή η μέθοδος έθεσε τα θεμέλια για την επιστημονική μελέτη του καρκίνου και την ανάπτυξη της επιστήμης της ογκολογίας. Την ίδια περίπου περίοδο ο σκοτσέζος John Hunter (1728-1793) πρότεινε ότι κάποιοι τύποι καρκίνου μπορούν να αφαιρεθούν χειρουργικά, αυτοί που δεν έχουν «εισβάλει» σε κάποιο ιστό. Αλλά μόνο έναν αιώνα αργότερα αναπτύχθηκε η μέθοδος της αναισθησίας που επέτρεπε την ανάπτυξη των μεθόδων χειρουργικής επέμβασης. Εκείνη την περίοδο επικρατούσε η θεωρία λέμφου (υγρό που κυκλοφορεί στο σώμα μέσω του λεμφικού συστήματος) για την αιτιολογία του καρκίνου, η οποία υποστήριζε ότι η δημιουργία του καρκίνου είναι αποτέλεσμα της αλλαγής της πυκνότητας και σύστασης της λέμφου. Τον 19ο αιώνα γεννήθηκε και η επιστημονική ογκολογία μέσα από τη συστηματική πλέον χρήση του μικροσκοπίου και την ανάδυση της επιστήμης της κυτταρικής παθολογίας από τον Rudolf Virchow. Αυτή η μέθοδος επέτρεψε τη μελέτη ανθρώπινων ιστών που αφαιρέθηκαν από χειρουργική επέμβαση, και έτσι δινόταν η δυνατότητα για σαφή διάγνωση. Έτσι, άρχισε να υποστηρίζεται ότι ο καρκίνος αποτελείται από κύτταρα αλλά όχι όμως φυσιολογικά. Ο Virchow παρόλα αυτά υποστήριξε ότι όλα τα κύτταρα ακόμη και τα καρκινικά προέρχονται από άλλα κύτταρα και αντιπρότεινε τη θεωρία της χρόνιας ενόχλησης αλλά και της μεταφοράς του καρκίνου σαν υγρό μέσα στο σώμα. Διάφορες θεωρίες αναπτύχθηκαν παράλληλα με την ανάπτυξη της ιατρικής επιστήμης κατά την διάρκεια των αιώνων. Μια θεωρία τον 17ο με 18ο αιώνα, πίστευε ότι ο καρκίνος είναι μεταδοτική νόσος. Νόσος η οποία προκαλείται από παράσιτα στο σώμα, όπως κάποιο σκουλήκι που είναι υπεύθυνο για τον καρκίνο του στομάχου. Γεγονός που οδήγησε στην απομάκρυνση του πρώτου αντικαρκινικού νοσοκομείου από το κέντρο του Παρισιού το 1779, ώστε να μην μολυνθεί ο υγιής πληθυσμός. Από τα τέλη του 19ου έως τις αρχές του 20ου αιώνα, πίστευαν στην θεωρία, ότι ο καρκίνος προκαλείται από κάποιο τραύμα. Πολλοί επιστήμονες πίστευαν ότι ο καρκίνος προκαλείται από την επιδείνωση κάποιου τραύματος. Εγκαταλείφθηκε σύντομα αυτή η θεωρία, μετά από αποτυχημένες προσπάθειες πρόκλησης καρκίνου σε πειραματόζωα με τραυματισμό. Το 1911 ο Peyton Rous στο Ινστιτούτο Rockefeller της Νέας Υόρκης, για πρώτη φορά περιέγραψε το σάρκωμα στα κοτόπουλα. Αργότερα έγινε γνωστός ως ιός με 8

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ την ονομασία, σάρκωμα του Rous. Για αυτή του την εργασία πήρε το βραβείο Νόμπελ το 1968. Το 1915 σε πανεπιστήμιο του Τόκιο, εργαστηριακά απομονώθηκε για πρώτη φορά ο καρκίνος, σε πειραματόζωα και συγκεκριμένα στο δέρμα των ποντικών. Πιο πρόσφατα, η κωνική θεωρία υποστηρίζει ότι αρχικά συμβαίνει μια μετάλλαξη σε ένα και μοναδικό κύτταρο, το οποίο πολλαπλασιάζεται και δίνει ένα «κλώνο» πανομοιότυπων κυττάρων, τα οποία σχηματίζουν την καρκινική μάζα. Είναι μια θεωρία που υποστηρίζεται από μεγάλο μέρος των επιστημόνων που ασχολούνται με την έρευνα του καρκίνου. Όλους αυτούς τους αιώνες η πεποίθηση ότι ο καρκίνος είναι μία ανίατη ασθένεια ακολουθούσε τις διάφορες θεωρίες και αυτό ήταν που ενίσχυσε τόσο πολύ το φαινόμενο της «καρκινοφοβίας» που επικρατεί στον κοινό νου. Πλέον η επιστήμη έχει απομυθοποιήσει πολλές από αυτές τις αντιλήψεις και έχει κατορθώσει να διαμορφώσει μία πιο σαφή εικόνα τόσο για τη φύση της νόσου όσο και για τα αίτιά της. 1.2 Τα είδη καρκίνων Καρκίνος μπορεί να δημιουργηθεί σε διάφορα σημεία του ανθρώπινου σώματος. Τα γνωστά είδη καρκίνων είναι [Be strong, Είδη καρκίνων, Accessed April 24 2012] : Καρκίνος των ωοθηκών Καρκίνος του μαστού Καρκίνος του πνεύμονα Καρκίνος του ήπατος Καρκίνος του λάρυγγα Μελάνωμα Λευχαιμία Καρκίνος των νεφρών Καρκίνος των όρχεων Καρκίνος του παγκρέατος Καρκίνος του παχέος εντέρου Καρκίνος του προστάτη Καρκίνος του στομάχου Καρκίνος του τραχήλου της μήτρας Παρακάτω παρουσιάζεται συνοπτικά τι είναι κάθε ένα από το προαναφερθέντα είδη καρκίνων και πως μπορεί να προκληθεί. 9

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Καρκίνος των ωοθηκών Οι ωοθήκες είναι μέρος του γυναικείου συστήματος αναπαραγωγής. Υπάρχει μια ωοθήκη σε κάθε πλευρά της μήτρας. Ο καρκίνος των ωοθηκών είναι ένας κακοήθης όγκος στη μία ή και στις δύο ωοθήκες. Υπάρχουν δύο τύποι, ο επιθηλιακός καρκίνος των ωοθηκών, που είναι ο πιο κοινός τύπος καρκίνου των ωοθηκών, και ο μη επιθηλιακός καρκίνος. Στη Νέα Νότια Ουαλία, υπάρχουν περίπου 450 περιπτώσεις καρκίνου των ωοθηκών κάθε χρόνο, γεγονός που τον κατατάσσει στη 10 η πιο κοινή μορφή καρκίνου στις γυναίκες, με μέση ηλικία διάγνωσης τα 63 έτη [Australian Government-Cancer Australia]. Η αιτία εμφάνισης καρκίνου στις ωοθήκες είναι άγνωστη. Ωστόσο, οι ακόλουθοι παράγοντες αυξάνουν τις πιθανότητες μιας γυναίκας να αναπτύξει καρκίνο στις ωοθήκες: ηλικία, ιστορικό γέννησης παιδιών, ορμονικοί παράγοντες. Δεν υπάρχει αποδεδειγμένη σχέση μεταξύ του καρκίνου των ωοθηκών και της πλούσιας σε λίπη διατροφής, της χρήσης ταλκ γύρω από την περιοχή των γεννητικών οργάνων, ή του ιού της παρωτίτιδας (μαγουλάδες). Περίπου το 5% έως 10% των γυναικών στις οποίες γίνεται διάγνωση καρκίνου των ωοθηκών συνήθως έχουν οικογενειακό ιστορικό που αυξάνει τον κίνδυνο εκδήλωσης αυτής της μορφής καρκίνου. Ο καρκίνος των ωοθήκων είναι συχνά στα πρώτα στάδια μια σιωπηλή ασθένεια, πράγμα που σημαίνει ότι πολλές γυναίκες δεν έχουν καθόλου συμπτώματα. Όταν εμφανιστούν τα συμπτώματα, συνήθως είναι ασαφή και μπορεί να περιλαμβάνουν οίδημα, πίεση, δυσφορία ή πόνο στην κοιλιά, καούρα, ναυτία ή φούσκωμα, αλλαγές στις συνήθειες επίσκεψης στην τουαλέτα, όπως δυσκοιλιότητα, διάρροια και συχνουρία λόγω της πίεσης, κούραση και απώλεια όρεξης, ανεξήγητη απώλεια ή αύξηση του σωματικού βάρους, αλλαγές στο εμμηνορρυσιακό κύκλο ή μετεμμηνοπαυσιακή αιμορραγία, πόνο κατά τη σεξουαλική επαφή. Τα παραπάνω συμπτώματα είναι κοινά σε πολλές ασθένειες και οι περισσότερες γυναίκες που εμφανίζουν κάποια από αυτά δεν έχουν απαραίτητα καρκίνο των ωοθηκών. Μόνο οι εξετάσεις μπορούν να επιβεβαιώσουν τη διάγνωση. Οι περισσότεροι όγκοι του καρκίνου των ωοθηκών υπάρχουν για κάποιο χρονικό διάστημα πριν βρεθούν. Μερικές φορές ο καρκίνος των ωοθηκών βρίσκεται απρόσμενα κατά τη διάρκεια μιας εγχείρησης, όπως η υστερεκτομή. Ο γιατρός θα ψάξει για μάζα ή όγκο με ψηλάφιση στην περιοχή της κοιλιάς και με κολπική εξέταση. Οι χημικές ουσίες που παράγονται από τα καρκινικά κύτταρα, όπως πρωτεΐνες, ανιχνεύονται στο αίμα. Ονομάζονται καρκινικοί δείκτες. Η εξέταση αίματος θα προσδιορίσει το επίπεδο των καρκινικών δεικτών. Άλλες εξετάσεις περιλαμβάνουν 10

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ κοιλιακό υπερηχογράφημα, διακολπικό υπερηχογράφημα, αξονική τομογραφία (CT), μαγνητική τομογραφία (MRI), ακτινογραφίες. Ο εντοπισμός της έκτασης της εξάπλωσης του καρκίνου ονομάζεται σταδιοποίηση. Η σταδιοποίηση του καρκίνου βοηθάει τους γιατρούς να αποφασίσουν το είδος της θεραπευτικής αγωγής. Μια απλουστευμένη μορφή ενός συστήματος σταδιοποίησης περιγράφεται παρακάτω: Στάδιο I Ο καρκίνος βρίσκεται στη μία ή και στις δύο ωοθήκες. Στάδιο ΙΙ Ο καρκίνος βρίσκεται στη μία ή και στις δύο ωοθήκες και έχει εξαπλωθεί σε άλλα κοντινά όργανα. Φάση ΙΙΙ Ο καρκίνος έχει εξαπλωθεί στα εσωτερικά τοιχώματα της κοιλιάς, των εντέρων ή των λεμφαδένων της κοιλιάς και της λεκάνης. Στάδιο IV Ο καρκίνος έχει εξαπλωθεί έξω από την κοιλιά, για παράδειγμα, στο συκώτι, στους πνεύμονες ή σε μακρινούς λεμφαδένες. Η θεραπεία για τον καρκίνο των ωοθηκών εξαρτάται από το είδος του καρκίνου, το στάδιο, τη γενική κατάσταση της υγείας και την καλή φυσική κατάσταση της ασθενούς, τις συστάσεις των γιατρών. Ο επιθηλιακός καρκίνος των ωοθηκών συνήθως αντιμετωπίζεται με χειρουργική επέμβαση, χημειοθεραπεία ή/και ακτινοθεραπεία. Οι οριακοί όγκοι αντιμετωπίζονται με χειρουργική επέμβαση. Ο μη επιθηλιακός καρκίνος των ωοθηκών αντιμετωπίζεται με χειρουργική επέμβαση ή/και χημειοθεραπεία. Καρκίνος του μαστού Ο καρκίνος του μαστού αναφέρεται σε καρκίνο που αναπτύσσεται στους γαλακτοπαραγωγούς αδένες του μαστού ή στους γαλακτοφόρους πόρους που μεταφέρουν το γάλα [What you need to know about breast cancer. National Cancer Institute, Accessed September 26, 2012]. Εννιά από τα δέκα ογκίδια του μαστού είναι καλοήθη. Η πιο συνηθισμένη μορφή καλοήθων όγκων στο μαστό είναι οι κύστεις (σακουλίτσες που περιέχουν υγρό) ή είναι ινο-αδενώματα (στερεή μάζα από ίνες και αδένες). Οι καλοήθεις όγκοι του μαστού αντιμετωπίζονται και θεραπεύονται πολύ εύκολα και καλά [Ογκολογικό Κέντρο Τράπεζας Κύπρου. Κατανοώντας το καρκίνο του μαστού]. Ο όρος «καρκίνος του μαστού» αναφέρεται στην ανάπτυξη κακοήθους όγκου στην περιοχή του μαστού. Προκαλείται από ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό παθολογικών κυττάρων που ως αποτέλεσμα προκαλούν το σχηματισμό κακοήθους όγκου στην περιοχή του μαστού και ουσιαστικά αποτελεί κυτταρική νόσο. Τα παθολογικά αυτά κύτταρα έχουν τη δυνατότητα εξάπλωσης σε γειτονικούς ιστούς σε 11

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ δυσάρεστες συνέπειες για ολόκληρο τον οργανισμό. Τα αίτια που προκαλούν τον καρκίνο του μαστού δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητά. Ωστόσο πιστεύεται ότι ένας περιορισμένος αριθμός περιστατικών καρκίνου του μαστού οφείλεται σε κληρονομικά αίτια. Καρκίνος του πνεύμονα Ο καρκίνος του πνεύμονα εμφανίζεται πολύ συχνά. Μάλιστα κατά τις τελευταίες δεκαετίες, η συχνότητά του έχει αυξηθεί, κυρίως στις γυναίκες. Ο καρκίνος του πνεύμονα ευθύνεται για το 34% περίπου των θανάτων από καρκίνο στους άνδρες και για το 23% στις γυναίκες. Ο καρκίνος τον πνεύμονα χωρίζεται σε δύο μεγάλες ομάδες: μικροκυτταρικού τύπου και μη μικροκυτταρικού τύπου, που έχουν διαφορετικούς τρόπους θεραπείας και πρόγνωσης [What you need to know about Lung Cancer. National Cancer Institute. Accessed September 17, 2012]. Ο μικροκυτταρικός τύπος καρκίνου του πνεύμονα έχει άμεση σχέση με το κάπνισμα, αναπτύσσεται και διασπείρεται ταχέως και για το λόγο αυτό θεωρείται ότι δεν αντιμετωπίζεται με επέμβαση. Θεωρητικά έχει κάνει μεταστάσεις την ώρα της διάγνωσης ακόμα και αν ο εργαστηριακός έλεγχος δεν έχει διαπιστώσει κάποια μετάσταση. Ο τύπος αυτός ανταποκρίνεται πολύ καλά στη χημειοθεραπεία και την ακτινοθεραπεία. Ο μη μικροκυτταρικός τύπος καρκίνου πνεύμονα διαιρείται σε τρεις υποομάδες: τον πλακώδη, το αδενοκαρκίνωμα και το μεγαλοκυτταρικό τύπο. Το αδενοκαρκίνωμα είναι το μοναδικό που δεν έχει άμεση σχέση με το κάπνισμα. Ο μη μικροκυτταρικού τύπου καρκίνος του πνεύμονα εξαπλώνεται τοπικά και αργεί να δώσει απομακρυσμένες μεταστάσεις. Η χειρουργική θεραπεία παίζει σημαντικό ρόλο στην πλήρη θεραπεία. Όταν η νόσος βρίσκεται σε προχωρημένα στάδια, η αντιμετώπισή της περιλαμβάνει χημειοθεραπεία και ακτινοβολία. Δεν υπάρχει αμφιβολία σήμερα ότι το κάπνισμα ευθύνεται για όλους τους τύπους του καρκίνου του πνεύμονα εκτός από έναν, το αδενοκαρκίνωμα. Ο κίνδυνος του καρκίνου του πνεύμονα έχει άμεση σχέση με τον αριθμό των τσιγάρων που καταναλώνονται καθημερινά. Ένα άτομο που καπνίζει ένα πακέτο τσιγάρα την ημέρα, επί πολλά χρόνια, έχει 30 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα να πάθει καρκίνο από ένα μη καπνιστή. Ένα στα επτά άτομα που καπνίζουν περισσότερα από δύο πακέτα τσιγάρα ημερησίως, θα πεθάνει από καρκίνο του πνεύμονα. Ο κίνδυνος του καρκίνου μειώνεται σημαντικά μετά τη διακοπή του καπνίσματος. Τελευταία αναφέρεται ο όρος 12

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ "παθητικός καπνιστής". Πράγματι έχει αποδειχθεί ότι τα άτομα που δεν καπνίζουν και ζουν με καπνιστές έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να προσβληθούν από τη νόσο. Εκτός από το κάπνισμα άλλοι παράγοντες που μπορεί να προκαλέσουν καρκίνο του πνεύμονα είναι η ηλικία (άτομα ηλικίας άνω των 70 ετών έχουν 300 φορές μεγαλύτερη συχνότητα εμφάνισης της νόσου από άτομα ηλικίας μικρότερης των 30 ετών), το φύλο (οι άνδρες προσβάλλονται συχνότερα από τις γυναίκες), η κληρονομικότητα, η δίαιτα (δίαιτα φτωχή σε βιταμίνες Α, Β και καροτίνη αυξάνει τη συχνότητα της νόσου), η αυξημένη έκθεση σε ακτινοβολία, το επάγγελμα (έχει παρατηρηθεί αύξηση της συχνότητας της νόσου σε ορισμένα επαγγέλματα, όπως μάγειρες, αρτεργάτες, οικοδόμοι, υδραυλικοί, οδηγοί φορτηγών, άνθρωποι που ασχολούνται με δέρματα και εργάτες αμίαντου) και η ατμοσφαιρική ρύπανση. Καρκίνος του ήπατος Όταν ο αρχικός κακοήθης όγκος αναπτύσσεται σε κάποιο μέρος του ήπατος, ονομάζεται ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα ή κακοήθες ηπάτωμα ή πρωτοπαθής καρκίνος του ήπατος και, εάν ο όγκος στο ήπαρ προέρχεται από μεταστάσεις καρκίνου από άλλα όργανα, όπως από το παχύ έντερο, στομάχι κ.λπ., ονομάζεται μεταστατικός καρκίνος του ήπατος. Στα παιδιά παρουσιάζεται ένας άλλος τύπος καρκίνου του ήπατος, το ηπατοβλάστωμα. [Bruix and Sherman, 2011], [What you need to know about liver cancer. National Cancer Institute. Accessed May 20, 2013.]. Σχετικά με τους παράγοντες κινδύνου, θα πρέπει να τονιστεί ότι βρίσκεται σε στενή σχέση με τη λοίμωξη από τον ιό της ηπατίτιδας Β (HBV) και της ηπατίτιδας C (HCV), δοθέντος ότι περίπου το 80% των περιπτώσεων καρκίνου του ήπατος σχετίζεται με HBV και το 10% με HCV. Υπολογίζεται ακόμη ότι το 10-20% των ασθενών με λοίμωξη από HBV θα αναπτύξουν στη ζωή τους καρκίνο του ήπατος. Η ακριβής σχέση μεταξύ HCV λοίμωξης και καρκίνου του ήπατος σήμερα ακόμη μελετάται. Έχει επίσης διαπιστωθεί ότι ορισμένες παθήσεις του ήπατος, όπως η κίρρωση (προοδευτικά εξελισσόμενη χρόνια νόσος του ήπατος), παρουσιάζουν συχνότερα ανάπτυξη καρκίνου του ήπατος. Τούτο μάλιστα φαίνεται ότι ισχύει για την κίρρωση οποιασδήποτε αιτιολογίας, όπως όταν αυτή αποτελεί επακόλουθο του αλκοολισμού, αιμοχρωμάτωσης, κακής θρέψης κ.λπ. Ακόμη, θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι αφλατοξίνες, μία ομάδα χημικών ενώσεων, οι οποίες είναι καρκινογόνες και υπάρχουν σε ορισμένες τροφές, όπως οι σπόροι, καλαμπόκι κ.λπ., μπορεί να συμβάλουν στην ανάπτυξη καρκίνου του ήπατος. 13

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Καρκίνος του λάρυγγα O καρκίνος του λάρυγγα είναι μια σοβαρή ασθένεια που απειλεί τη ζωή και προκαλεί επίμονη βραχνάδα της φωνής που εγκαθίσταται προοδευτικά, δυσκολία στην κατάποση, επίμονο πόνο στο λαιμό ή πόνο που εκδηλώνεται κατά την κατάποση, πόνος στο αυτί, εμφάνιση μάζας στο λαιμό και αλλαγές στη φωνή. Οι περισσότερες περιπτώσεις καρκίνου του λάρυγγα όπως επίσης και το 90% των καρκίνων της κεφαλής και του λαιμού, οφείλονται σε γνωστούς παράγοντες που προκαλούν καρκίνο. Για το λόγο αυτό, η πρόληψη είναι δυνατή χάρη σε μια αλλαγή του τρόπου ζωής που στόχο έχει την αποφυγή της έκθεσης στους νοσηρούς καρκινογόνους παράγοντες [What you need to know about cancer of the larynx. National Cancer Institute. Accessed January 21, 2011]. Το κάπνισμα: Περισσότεροι από 95% των ασθενών που προσβάλλονται από καρκίνο του λάρυγγα, είναι καπνιστές. Το κάπνισμα προκαλεί καρκίνο διότι δημιουργεί μεταλλάξεις στα γονίδια των κυττάρων του βλεννογόνου του αναπνευστικού συστήματος. Επίσης μειώνει το σύστημα άμυνας του οργανισμού με αποτέλεσμα αυτό να μη μπορεί να καταπολεμά νεοεμφανιζόμενα καρκινικά κύτταρα. Οι πιθανότητες κάποιου καπνιστή να αναπτύξει καρκίνο του λάρυγγα αυξάνονται όχι μόνο από το πόσο καπνίζει αλλά και από τη συνολική χρονική διάρκεια για την οποία καπνίζει. Το αλκοόλ: Το αλκοόλ είναι ένας παράγοντας που ευνοεί την ανάπτυξη του καρκίνου του λάρυγγα. Στην πραγματικότητα το αλκοόλ δρα σε συνέργια με τον καπνό και μεγεθύνει τις αρνητικές του επιδράσεις. Τα άτομα τα οποία καπνίζουν και πίνουν αλκοόλ έχουν πολύ περισσότερο κίνδυνο για καρκίνο του λάρυγγα παρά το απλό άθροισμα και των δύο κινδύνων μαζί. Ο ιός των ανθρωπίνων θηλωμάτων: Ο ιός αυτός (HPV) έχει συσχετισθεί με την γένεση του καρκίνου του λάρυγγα. Ο αμίαντος: Ο αμίαντος, όπως και για άλλους καρκίνους, θεωρείται ένας παράγοντας που ευνοεί την ανάπτυξη του καρκίνου λάρυγγα. Η γαστρο-οισοφαγική παλινδρόμηση: Η πάθηση αυτή που χαρακτηρίζεται από την επιστροφή όξινου περιεχομένου του στομαχιού προς τον οισοφάγο και κάποτε προς το λάρυγγα, θεωρείται ότι δυνατόν να συμβάλλει στη γένεση του καρκίνου του λάρυγγα. 14

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Μελάνωμα Οι περισσότεροι καρκίνοι του δέρματος (βασικοκυτταρικοί, ακανθοκυτταρικοί) δε θεωρούνται γενικά πολύ επικίνδυνοι διότι θεραπεύονται εύκολα χειρουργικά ή με διάφορα φάρμακα που εφαρμόζονται τοπικά στο δέρμα. Εξαίρεση αποτελεί ο κακοήθης σπίλος (σπίλος=«ελιά») που ονομάζεται μελάνωμα (δηλαδή μελανός όγκος). Το μελάνωμα προέρχεται από τα μελανινοκύτταρα του δέρματος [What you need to know about Melanoma and Other Skin Cancers. National Cancer Institute. Accessed January 11, 2011]. Τα μελανινοκύτταρα βρίσκονται στο κατώτερο στρώμα της επιδερμίδας και παράγουν μελανίνη, τη χρωστική που προσδίδει το φυσικό χρώμα του δέρματος. Η έκθεση στον ήλιο οδηγεί σε αύξηση της παραγόμενης μελανίνης με αποτέλεσμα το μαύρισμα του δέρματος. Το μελάνωμα αποτελεί όχι μόνο τον πλέον κακοήθη δερματικό όγκο αλλά και έναν από τους πλέον κακοήθεις καρκίνους γενικώς και μεθίστανται συχνότερα στον εγκέφαλο και στο νωτιαίο σωλήνα. Η διακεκομμένη έκθεση σε έντονη ηλιακή ακτινοβολία που προκαλεί μάλλον εγκαύματα παρά μαύρισμα σχετίζεται συχνότερα με μελάνωμα ενώ η χρόνια έκθεση στον ήλιο σχετίζεται με καλοηθέστερους καρκίνους του δέρματος. Επίσης η κληρονομικότητα είναι αιτιολογικός και εκλυτικός παράγοντας, όπως συμβαίνει στο σύνδρομο δυσπλαστικού σπίλου, σε άτομα με τύπο δέρματος Ι και ΙΙ που παρουσιάζουν αυξημένη δυνατότητα ανάπτυξης ηλιακού εγκαύματος. Επιπλέον, το κακόηθες μελάνωμα μπορεί να προέρχεται από εξαλλαγή κακοήθους φακής, συγγενών σπίλων, μελανοκυτταρικών σπίλων. Προδιαθεσικούς παράγοντες μπορεί να αποτελέσουν ο χρόνιος ερεθισμός σπίλων και η ανοσοκαταστολή. Δεν υπάρχουν ενδείξεις που να υποστηρίζουν ότι η νόσος σχετίζεται με τη δράση ορμονών, ωστόσο μεμονωμένοι ασθενείς παρουσίασαν εντυπωσιακό ιστορικό υποτροπών και ταχεία εξέλιξη της νόσου που σχετιζόταν με την εγκυμοσύνη. Η λήψη αντισυλληπτικών δισκίων, τα περισσότερα από τα οποία περιέχουν προγεστερινοειδείς παράγοντες, έχει επίσης συσχετιστεί με αυξημένη συχνότητα εμφάνισης μελανωμάτων επιφανειακής ανάπτυξης. Λευχαιμία Λευχαιμία είναι η υπερβολική αύξηση παθολογικών λευκών αιμοσφαιρίων χωρίς καμία προφανή αιτία. Η λευχαιμία προσβάλλει το αιμοποιητικό σύστημα που αποτελείται από διάφορα κύτταρα με διαφορετική μορφή και λειτουργία. Παράγονται στο μυελό των οστών, ο οποίος βρίσκεται σε όλα τα οστά ιδιαίτερα όμως στα μεγάλα 15

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ (μηριαίο, κνήμη, λεκάνη, στέρνο κλπ) [What you need to know about Leukemia. National Cancer Institute. Accessed December 23, 2013]. Αυτά τα διαφορετικά κύτταρα στις διάφορες μορφές εξέλιξης τους ομαδοποιούνται σε 3 κυρίως κατηγορίες (σειρές): Ερυθρά σειρά που περιλαμβάνει κύτταρα που εξελίσσονται στα ώριμα ερυθρά αιμοσφαίρια που είναι απαραίτητα για τη μεταφορά του οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών σε όλους τους ιστούς του σώματος και την αποβολή άχρηστων προϊόντων, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, δια μέσου των πνευμόνων. Κοκκιώδης σειρά που περιλαμβάνει τα λευκά αιμοσφαίρια που είναι απαραίτητα για την άμυνα του οργανισμού και την αποτελεσματική καταπολέμηση των λοιμώξεων. Mεγακαρυοκυτταρική σειρά που περιλαμβάνει κύτταρα που εξελίσσονται στα αιμοπετάλια που είναι κύτταρα που συμβάλλουν στην αποφυγή αιμορραγιών. Όταν το άτομο νοσήσει από λευχαιμία, στο μυελό των οστών παρατηρείται μία υπερπαραγωγή παθολογικών (στη μορφή και στη λειτουργία) λευκών αιμοσφαιρίων που δεν επιτελούν την φυσιολογική τους λειτουργία που είναι η αντιμετώπιση των λοιμώξεων. Για αυτό η λευχαιμία ονομάζεται και καρκίνος του αίματος ή του μυελού των οστών. Όταν τα λευχαιμικά αυτά κύτταρα "γεμίσουν" τον μυελό των οστών μειώνεται σημαντικά η παραγωγή των φυσιολογικών του κυττάρων δηλαδή των ερυθρών αιμοσφαιρίων, των λευκών αιμοσφαιρίων και των αιμοπεταλίων. Όσο ο αριθμός των φυσιολογικών κυττάρων μειώνεται αρχίζουν τα συμπτώματα που είναι μεταξύ των άλλων εύκολη κόπωση και ωχρότητα (ελάττωση ερυθρών αιμοσφαιρίων δηλαδή αναιμία), πυρετός και λοιμώξεις (ελάττωση των λευκών αιμοσφαιρίων) και αιμορραγικές εκδηλώσεις στο δέρμα ή στους βλεννογόνους (ελάττωση αιμοπεταλίων). Η λευχαιμία χωρίζεται σε 2 κατηγορίες: στις οξείες και στις χρόνιες λευχαιμίες. Οι οξείες λευχαιμίες παρουσιάζονται κυρίως στα παιδιά, που συνήθως ξεκινούν από τη βρεφική ηλικία μέχρι τα 20 τους χρόνια, οι χρόνιες συνήθως προσβάλουν άτομα από τα 50 τους χρόνια και πάνω. Τα πιο συνηθισμένα είδη λευχαιμίας είναι η Μυελογενής και η Λεμφοβλαστική που μπορούν να είναι οξείες ή χρόνιες λευχαιμίες. Ο όρος μυελογενής ή λεμφοβλαστική καθορίζει τον τύπο των κυττάρων που περιπλέκονται στην κάθε περίπτωση. Έτσι έχουμε τα 4 κύρια είδη λευχαιμίας: 16

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Οξεία Λεμφοβλαστική Λευχαιμία - Acute Lyphoblastic Leukemia (ALL). Χρόνια Λεμφοβλαστική Λευχαιμία - Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL). Οξεία Μυελογενής Λευχαιμία - Acute Myelogenous Leukemia (AML). Xρόνια Μυελογενής Λευχαιμία - Chronic Myelogenous Leukemia (CML). Μέχρι σήμερα δεν έχουν διαπιστωθεί τα ακριβή αίτια που προκαλούν τη λευχαιμία. Τα μόνα αίτια που είναι αποδεδειγμένα ότι προκαλούν λευχαιμία είναι η ιονίζουσα ακτινοβολία. Όπως το ατύχημα στο Τσέρνοπηλ, όπου είχε καταστραφεί ο Πυρηνικός σταθμός και πολλά παιδιά που είχαν εκτεθεί στη ακτινοβολία είχαν αρρωστήσει με λευχαιμία. Άλλη αιτία που προκαλεί λευχαιμία είναι χημικές ουσίες όπως το βενζένιο, μία χημική ουσία που χρησιμοποιείται σαν διαλύτης για μπογιές. Οι πιο πάνω αιτίες δεν προκαλούν σε όλους λευχαιμίες, υπάρχουν άνθρωποι που ανάλογα με τον οργανισμό τους, το ανοσοποιητικό τους σύστημα τους προστατεύει από διάφορες ασθένειες. Υπάρχουν και άλλες αιτίες που προκαλούν λευχαιμία, που δυστυχώς ακόμα να εξακριβωθούν, γιατί υπάρχουν άνθρωποι που ασθενούν χωρίς να εκτεθούν στις πιο πάνω αιτίες και χωρίς οι άνθρωποι που τους περιβάλλουν να ασθενούν. Καρκίνος των νεφρών Το νεφροκυτταρικό καρκίνωμα είναι η συχνότερη μορφή καρκίνου των νεφρών στους ενήλικες. Αποτελεί περίπου το 85% όλων των καρκίνων που μπορούν να εμφανιστούν στον ενήλικα. Από το σύνολο των καρκίνων που εκδηλώνονται στους ενήλικες το νεφροκυτταρικό καρκίνωμα αποτελεί το 2%. Το νεφροκυτταρικό καρκίνωμα είναι συχνότερο στους άνδρες παρά στις γυναίκες. [What you need to know about Kidney Cancer. National Cancer Institute. Accessed January 19, 2011]. Οι κυριότεροι παράγοντες που σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο για το νεφροκυτταρικό καρκίνωμα είναι η αύξηση της ηλικίας, το φύλο (η νόσος είναι συχνότερη στους άνδρες), η έκθεση στον αμίαντο και στο κάδμιο, το υπερβολικό βάρος και η παχυσαρκία, η χρόνια αιμοκάθαρση, κληρονομικά γενετικά σύνδρομα (οικογενειακής μορφής νεφροκυτταρικό καρκίνωμα, ασθένεια von Hippel - Lindau, ασθένεια οζώδους σκλήρυνσης). 17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΚΑΙ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Καρκίνος των όρχεων Ο καρκίνος των όρχεων προσβάλλει τους νέους άντρες και θεραπεύεται με μεγάλη επιτυχία σε ποσοστό που φτάνει το 90% και μάλιστα οι ασθενείς μπορούν να διατηρήσουν την σεξουαλική και αναπαραγωγική ικανότητά τους. Συνήθως εμφανίζεται ως ένα ογκίδιο με μέγεθος φασολιού (μπορεί βέβαια να είναι και πολύ μεγαλύτερο), το οποίο σπανίως προκαλεί πόνο. Άλλα ύποπτα συμπτώματα είναι η διόγκωση του όρχεως, το αίσθημα βάρους σε αυτόν ή η αιφνίδια συσσώρευση υγρού στο όσχεο, ένας περίεργος πόνος στο κάτω μέρος της κοιλιάς ή στην βουβωνική χώρα ή ακόμα και διόγκωση ή ευαισθησία στο στήθος. Σχεδόν όλοι οι καρκίνοι των όρχεων χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: στους σεμινωματώδεις (σεμινώματα) και τους μη σεμινωματώδεις. Άλλες μορφές καρκίνων στους όρχεις, όπως τα σαρκώματα και τα λεμφώματα, είναι εξαιρετικά σπάνιες. [Ryan et al, 2008], [Testicular cancer. Fort Washington, Pa.: National Comprehensive Cancer Network. Accessed Aug. 22, 2011]. Ο μοναδικός καλά τεκμηριωμένος παράγοντας κινδύνου για καρκίνο των όρχεων είναι η κρυψορχία. Κατ αυτήν, οι όρχεις των νεογέννητων αγοριών παραμένουν στο εσωτερικό της κοιλιάς ή στον βουβωνικό πόρο και για να έρθουν στην φυσιολογική τους θέση πρέπει να γίνει χειρουργική επέμβαση ή ορμονική θεραπεία. Διεθνείς μελέτες έχουν δείξει πως τα αγόρια με κρυψορχία έχουν πενταπλάσιες έως δεκαπλάσιες πιθανότητες να αναπτύξουν καρκίνο των όρχεων. Υπάρχουν, βέβαια, διάφοροι άλλοι παράγοντες που πιστεύεται πως μπορεί να ευνοούν την ανάπτυξη του καρκίνου των όρχεων, αλλά δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί πλήρως. Ορισμένες μελέτες λ.χ. έχουν υποδηλώσει ότι τα αγόρια που γεννιούνται από μητέρες ηλικίας άνω των 35 ετών έχουν 50% περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν καρκίνο των όρχεων - το ίδιο και τα αγόρια που γεννιόνται από παχύσαρκες μητέρες επειδή έχουν εκτεθεί σε μεγαλύτερες ποσότητες οιστρογόνων (ορμόνες γυναικείου φύλου) στην προγεννητική ζωή τους. Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι πιθανοί παράγοντες κινδύνου είναι η βουβωνοκήλη, το χαμηλό βάρος κατά την γέννηση, ο καθιστικός τρόπος ζωής, το οικογενειακό ιστορικό καρκίνου των όρχεων, η έκθεση σε ορισμένες χημικές ουσίες κατά την εργασία, η έκθεση σε ακραίες θερμοκρασίες (καύσωνα ή δριμύ ψύχος), καθώς και η λοίμωξη με τον ιό του AIDS. Πάντως, οι συσχετίσεις του καρκίνου των όρχεων με αυτούς τους παράγοντες είναι πολύ ασθενέστερες απ ότι με την κρυψορχία. 18