Η στεφανιαία νόσος είναι μια συχνή και σοβαρή πάθηση της καρδιάς και αποτελεί μια από τις κύριες αιτίες θανάτου παγκοσμίως με πάνω από 4 εκατομμύρια θανάτους ετησίως, αντιπροσωπεύοντας σχεδόν το 50% των θανάτων στην Ευρώπη. Η στεφανιαία νόσος οφείλεται σε σκλήρυνση και στένωση των στεφανιαίων αγγείων και προκαλείται από την σταδιακή δημιουργία της αθηρωματικής πλάκας. Η διάνοιξη των στενώσεων με καθετήρες αγγειοπλαστικής και η εμφύτευση ενδοστεφανιαίων μεταλλικών προθέσεων ή στεντ (stent) είναι η πιο συχνή και ασφαλής θεραπευτική διαδικασία για την αποκατάσταση, υποστήριξη και βελτίωση της λειτουργίας του αγγειακού αυλού. Οι ενδοστεφανιαίες προθέσεις (στεντ) που απελευθερώνουν φάρμακο (Drug Eluting Stents, DES) ειναι μια αποτελεσματικη μέθοδος για την αντιμετωπιση των στενώσεων. Τα DES είναι επικαλυμμένα με ένα κυτταροστατικό φάρμακο όπως η πακλιταξέλη και τα ανάλογα της ραπαμυκίνης (sirolimus) και ένα σύστημα ελεγχόμενης απελευθέρωσης που βασίζεται σε κάποιο πολυμερές υλικό. Λαμβάνοντας υπόψιν την αναμενόμενη αύξηση λόγω της γήρανσης του πληθυσμού καθώς και την επακόλουθη οικονομική επιβάρυνση, γίνεται κατανοητό ότι η ανάπτυξη αποτελεσματικών ενδοστεφανιαίων μεταλλικών προθέσεων αποτελεί μια από τα σημαντικότερες προκλήσεις για την αντιμετώπιση της στεφανιαίας νόσου. Παρόλο που η αγγειοπλαστική των στεφανιαίων αρτηριών με DES επιτρέπει την διάνοιξη των φραγμένων αρτηριών και αποκαθιστά την ροή, οι επιπλοκές από επαναστένωση είναι συχνές και αποδίδονται κυρίως στη φλεγμονή του αρτηριακού ιστού που οφείλεται, μεταξύ άλλων, στα χρησιμοποιούμενα σήμερα φάρμακα και στα υπάρχοντα συστήματα απελευθέρωσης. Επιπλέον η εμφύτευση των DES έχει ως αναγκαία προϋπόθεση την, επί μήνες διπλή αντιαιμοπεταλιακή αγωγή, που συχνά δημιουργεί σοβαρές κλινικές επιπλοκές. Στόχος του έργου BioCoStent είναι η μελέτη και κατασκευή καινοτόμων επικαλυμμένων με φάρμακο ενδοστεφανιαίων μεταλλικών προθέσεων (DES) νέας γενιάς που θα ξεπερνούν τα μειονεκτήματα των υπαρχόντων σήμερα συστημάτων και οδηγούν σε βελτιωμένα κλινικά αποτελέσματα. Για την επίτευξη του στόχου το υπό ανάπτυξη σύστημα DES περιλαμβάνει ένα καινοτόμο για τη συγκεκριμένη εφαρμογή και διεθνώς πατενταρισμένο από την ομάδα έργου φάρμακο (ρετινοϊκό οξύ), το οποίο με βάση τη βιβλιογραφία και τα πρόδρομα αποτελέσματα φαίνεται ότι συμβάλλει στη μείωση της φλεγμονής που προκαλείται από τα υπάρχοντα φάρμακα και των επιπλοκών της, όπως η επαναστένωση και όψιμη θρόμβωση Tο σύστημα απελευθέρωσης φαρμάκου αποτελείται από βιοαποικοδομήσιμα υλικά με βιοδραστικές επιφάνειες, ειδικά σχεδιασμένες ώστε να απελευθερώνουν φάρμακο στο αγγειακό τοίχωμα με προγραμματισμένο τρόπο και για προγραμματισμένη χρονική περίοδο περιορίζοντας την πιθανότητα φλεγμονής και επαναστένωσης. Ο συνδυασμός φαρμάκου και συστήματος απελευθέρωσης συμβάλλει επίσης στον περιορισμό του χρόνου της διπλής αιμοπεταλιακής αγωγής. Συνολικά, τα ανωτέρω χαρακτηριστικά του αναπτυχθέντος καινοτόμου προϊόντος υπερβαίνουν κατά πολύ την υπάρχουσα στάθμη τεχνικής και συμβάλλουν στη βελτίωση των κλινικών αποτελεσμάτων που επιτυγχάνονται με την εμφύτευση DES και τελικά στην καλύτερη κλινική αντιμετώπιση μιας από τις κύριες αιτίες θανάτου παγκοσμίως. Το προτεινόμενο έργο περιλαμβάνει την διαδικασία ανάπτυξής του καινοτόμου DES, την ανάλυση της διαδικασίας αποικοδήμησης των βιουλικών, απελευθέρωσης φαρμάκου, και τον μηχανισμό δράσης του ρετινοϊκού οξέος στα αρτηριακά κύτταρα.
Οι επιμέρους επιστημονικοί/ τεχνολογικοί, στρατηγικοί- επιχειρηματικοί στόχοι (Σ) του BioCoStent είναι οι ακόλουθοι:
Σ1. Ανάπτυξη βελτιωμένου συστήματος απελευθέρωσης ρετινοϊκού οξέος με βιοδιασπώμενα πολυμερή με βάση την διεθνή πατέντα των εταίρων του έργου (TEITHES, RONTIS)
Σ2. Μελέτη in vitro και in vivo του μηχανισμού δράσης και της βέλτιστης δοσολογίας και κινητικής
του φαρμάκου στο BioCoStent.
Σ3. Μελέτη της βιοσυμβατότητας των υλικών του BioCoStent με βάση τα ισχύοντα διεθνή πρότυπα και in vitro μελέτη της επίδρασης των υλικών του σε αρτηριακά κύτταρα.
Σ4. Ανάπτυξη πλατφόρμας (BioCoStent πλατφόρμα) για την in silico έκπτυξη του στεντ, αποικοδόμηση του πολυμερούς στον χώρο-χρόνο και φαρμακοκινητική μοντελοποίηση.
Σ5. Αξιολόγηση in vivo της συμπεριφοράς του ΒioCoStent με βάση τους ρυθμούς αποικοδόμησης, την απελευθέρωση του φαρμάκου και την αλληλεπίδραση με το βιολογικό περιβάλλον σε ζωικά
μοντέλα κονίκλου (50) και χοίρου (24).
Σ6. Σχεδιασμός και δημιουργία της καινοτόμου ενδοστεφανιαίας πρόθεσης ΒioCoStent κατάλληλης για χρήση ως DES, στον τομέα της επεμβατικής καρδιολογίας.
Σ7. Εκπόνηση μελέτης σκοπιμότητας, επιχειρηματικού σχεδίου, πλάνου βιωσιμότητας και μελέτη προστασίας και διαχείρισης πνευματικών δικαιωμάτων για την προώθηση και εμπορική εκμετάλλευση των εκμεταλλεύσιμων αποτελεσμάτων του έργου: (α) το καινοτόμο και κατάλληλα σχεδιασμένο ΒιοCoStent, (β) την πρωτοποριακή υπολογιστική in silico πλατφόρμα BioCoStent
Τα υπάρχοντα σήμερα DES τελευταίας γενιάς είναι στην πρώτη γραμμή των θεραπευτικών επιλογών για την αντιμετώπιση της στεφανιαίας νόσου. Ωστόσο, δεν στερούνται κάποιων μειονεκτημάτων όπως η ανάγκη για συνδυασμένη διπλή αντιαιμοπεταλιακή θεραπεία επί έξι ή και περισσότερους μήνες καθώς ο μικρός αλλά υπολογίσιμος κίνδυνος εμφάνισης επαναστένωσης και όψιμης επαναστένωσης (late stenosis) που μπορεί να συνοδεύεται από σοβαρές συνέπειες. Ως αιτίες της επαναστένωσης καταδεικνύονται, μεταξύ άλλων, η φλεγμονή από τα υπάρχοντα φάρμακα και η χρόνια φλεγμονή από το πολυμερές. Το προτεινόμενο DES με ρετινοϊκό οξύ ως φάρμακο και βιοδιασπώμενα πολυμερή για την απελευθέρωση του φαρμάκου έχει ως στόχο και την εν δυνάμει προοπτική να αντιμετωπίσει τα μειονεκτήματα αυτά. Ειδικότερα, το ρετινοϊκό οξύ δεν έχει τοξική και φλεγμονώδη δράση επί των επιθηλιακών κυττάρων όπως η πακλιταξέλη και η ραπαμυκίνη. Ακόμη τα βιοδιασπώμενα πολυμερή, και μάλιστα στη διαμόρφωση που θα αναπτυχθούν από την εταιρεία RONTIS και το TEITHES σε λεπτό στρώμα με άριστες μηχανικές ιδιότητες, μετά τη διάσπασή τους θα πάψουν να αποτελούν αιτία δημιουργίας περαιτέρω φλεγμονής και μάλιστα μετά την λήξη της επίδρασης του φαρμάκου. Τα ανωτέρω αποτελούν μια σημαντικότατη από κλινικής απόψεως πρόοδο ως προς την υπάρχουσα στάθμη της τεχνικής που προλαμβάνει και αντιμετωπίζει σοβαρές επιπλοκές.
Μέχρι σήμερα, η εκτίμηση και η αξιολόγηση των DES γίνεται με βάση τις προ-κλινικές και κλινικές μελέτες. Η πλατφόρμα BioCoStent είναι ένα υπολογιστικό εργαλείο με την χρήση του οποίου θα επιτευχθεί ο γρήγορος και οικονομικός σχεδιασμός και η κατασκευή των DES, καθώς και η ταυτόχρονη αξιολόγηση της μηχανικής συμπεριφοράς, της αποτελεσματικότητας του φαρμάκου και
των φυσικοχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα κατά την αποικοδόμηση του. Η ύπαρξη και χρήση της in silico πλατφόρμας BioCoStent θα οδηγήσει σε σημαντική μείωση του κόστους σχεδιασμού και κατασκευής στεντ, καθώς και σε ποικίλα (άμεσα και έμμεσα) οικονομικά οφέλη για τις εταιρείες κατασκευής στεντ. Σαφώς, σημαντικά οφέλη θα προκύψουν και για: (α) τους ασθενείς, οι οποίοι θα μπορέσουν να επωφεληθούν από το νέο DES, το οποίο αναμένεται να παρέχει μειωμένες ανεπιθύμητες ενέργειες και μειωμένη ανάγκη λήψης αντιαιμοπεταλιακής αγωγής επί μακρό διάστημα, συντελώντας έτσι στην βελτίωση της υγείας τους και την ποιότητα ζωής τους, (β) τους επεμβατικούς καρδιολόγους, οι οποίοι θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν την πλατφόρμα BioCoStent πριν από την επέμβαση εμφύτευσης του DES έτσι ώστε να γίνει a priori εκτίμηση της συμπεριφοράς του στεντ για κάθε ασθενή ξεχωριστά, (γ) τους υπόλοιπους εμπλεκόμενους στην δημιουργία του BioCoStent, όπως οι φαρμακευτικές εταιρείες, οι βιολόγοι και οι εταιρείες λογισμικού που θα επωφεληθούν από την τεχνολογική καινοτομία με άμεσο αποτέλεσμα την τόνωση της επιχειρηματικότητας και των επενδύσεων. (δ) το Εθνικό σύστημα υγείας δεδομένου οτι η πλατφόρμα BioCoStent μπορεί να συμπεριλάβει και άλλα DES παρέχοντας την δυνατότητα αξιολόγησης της συμπεριφοράς της πρόθεσης σε αρτηρίες ασθενών πριν την επέμβαση και οδηγώντας κατ’αυτόν τον τρόπο σε τροποποίηση του σχεδιασμού και της στρατηγικής για την ασφάλεια και υγεία ασθενών που υποβάλλονται σε επεμβάση τοποθέτησης ενδοστεφανιαίας πρόθεσης. Επίσης, θα επιτευχθεί: (α) η δημιουργία μιας ολοκληρωμένης πολιτικής βασιζόμενης στα υπάρχοντα διαφορετικά μονοπάτια προς την περιφερειακή καινοτομία, (β) η τοποθέτηση και εδραίωση των περιφερειών Θεσσαλίας, Ηπείρου, Αττικής και Δυτικής Ελλάδας σε επιμέρους παγκόσμιες αγορές και διεθνείς αλυσίδες αξίας, προωθώντας και δίνοντας έμφαση στην ανταγωνιστική τους ικανότητα, (γ) η βελτίωση της συνδεσιμότητας και συνεργασίας ερευνητικών φορεών και ινστιτούτων (TEITHES, UOI, Ι.ΙΒ.Ε.Α.Α.) με επιχειρήσεις (RONTIS, FEAC) για την προώθηση της εξωστρέφειας τους.
