Пробој мРНК могао би да омогући развој персонализованих третмана за рак и генетске недостатке: пољски тим научника номинован за европску награду за проналазаче 2018. године.
- Предуслов за потпуно персонализовани лек са максималном ефикасношћу је пружање терапија прилагођених појединачним пацијентима и њиховим специфичним болестима, такође на ћелијском нивоу.
Ово је циљ пољских научника: Јацек Јемиелити, Јоанна Ковалска, Едвард Дарзинкиевицз и њихов тим.
Развили су издржљив, ефикаснији и лак за производњу крај молекула мРНК - тзв капа, која упућује ћелију да производи специфичне протеине.
Техника коју су предложили научници омогућава нам да размишљамо о медицинским решењима која коригују генетски информативни систем тела без директних промена на ДНК пацијента.
За своја достигнућа, Јемиелити, Ковалска, Дарзинкиевицз и тим научника са Универзитета у Варшави номиновани су за финале Европске награде за проналазаче 2018. у категорији „Истраживање“. Победници овогодишње награде за ЕПО биће проглашени на свечаности која ће се одржати 7. јуна у Паризу.
„Концепт који су предложили пољски научници може проширити употребу персонализованих лекова заснованих на молекуларној биологији“, рекао је Беноит Баттистелли, председник ЕПО. „Овај проналазак одражава како европска медицинска истраживања помажу у стварању нових концепата за лечење карцинома и других смртоносних болести које би потенцијално могле користити милионима људи.“
Лично искуство које је допринело развоју персонализоване медицине
За Јацека Јемиелитија, који се бави биоорганском хемијом на Универзитету у Варшави, питање развоја нових метода лечења болести као што је рак било је од посебног значаја.
Док је његов тим истраживао развој стабилније, хемијски модификоване мРНК као носача лека, његова ћерка је развила леукемију.
„Провела сам доста времена у болници, где сам видела мноштво деце која се боре за живот“, каже Јемиелити. „Њена болест је била изузетно важан мотив за мој рад.
И иако се ћерка научника потпуно опоравила, сваке године се дијагностикује више од 10 милиона нових случајева различитих облика рака.
Рак је у свим својим облицима други водећи узрок смрти у свету. Стандардни третмани као што су хирургија, зрачна терапија и хемотерапија чине значајан напредак.
Међутим, чињеница да, према проценама, двоје од пет људи може развити рак током целог свог живота, што је резултирало огромним финансијским трошковима и утицајем на живот пацијената, учинило је истраживање нових концепата у лечењу карцинома медицинским приоритетом.
Обећавајући смер лечења је област персонализоване медицине која нуди терапије засноване на ДНК пацијента.
Циљ је разумевање генетског узрока болести, било лоцирањем подручја ДНК која су довела до њеног развоја, било проналажењем генетске мутације одговорне за абнормални раст ћелија типичних за рак.
Нови концепт модификације мРНК
Људска ДНК садржи око 20.000 гена који садрже упутства за стварање протеина, ензима и других честица које чине тело.
Међутим, уношење промена у ДНК је толико скупо, тешко и ризично да је до данас одобрено мало генских терапија.
Углавном се заснивају на модификованим ретровирусима који се могу провући кроз ћелијске одбрамбене механизме и увести нове информације директно у ћелијско језгро.
Много мање инвазиван приступ је фокусирање на начин на који се информације записане у ДНК преносе у ћелијске рибозоме, где се извршавају наредбе за производњу протеина кодиране у ДНК.
Молекули који се називају мессенгер РНА (мРНА) одговорни су за пренос ових информација. У природи је краткотрајне природе, па су људски ензими и протеини у великој мери разградили било коју модификовану споља уметнуту мРНК пре него што је саопштио жељени терапеутски ефекат рибозому.
Надовезујући се на истраживање започето четири деценије раније, Јемиелити и његов тим предложили су другачији приступ, фокусирајући се на нежне структуре на крају сваког молекула мРНК, познате као 5 'капа. „Структура поклопца је веома важна за метаболизам мРНК, јер се без ње мРНК врло брзо распада и не може да обавља своје функције. Поклопац стога штити мРНК од разградње. '
Истраживачки тим променио је један од приближно 80 000 атома типичног молекула мРНК заменом атома кисеоника атомом сумпора. Тако је створена синтетичка капа мРНК.
Патентирани изум - назван Бета-С-АРЦА - довео је до стварања стабилне мРНК, пет пута ефикасније и три пута стабилније у ћелији од молекула који се природно јавља, отварајући пут за развој терапија заснованих на мРНА.
Од лабораторије до тржишта
Након започињања европског патентног поступка 2008. године, тим је успоставио партнерство са БиоНТецх-ом са Универзитета у Маинзу (Немачка), специјализованог за генетске терапије.
Иницијална клиничка испитивања која користе мРНА капице које је развио тим УВ започела су две године касније. 2013. године БиоНТецх је лиценцирао стабилну мРНК технологију најважнијим фармацеутским компанијама, укључујући француску Санофи С.А. и Генетецх Инц.
У јулу 2017. године, БиоНТецх је објавио обећавајуће резултате првих испитивања на људима персонализоване антиканцерогене вакцине засноване на мРНК користећи капице које су развили Јемиелити и његов тим.
Осам од 13 учесника студије који су имали регресивне рецидиве меланома нису имали ћелије рака током 23 месеца студије.
Супротно томе, један од осталих пет људи који су развили нове туморе показао је смањење тумора.
Студијска вакцина, која се такође може прилагодити за лечење других врста карцинома, заснива се на секвенцирању ДНК пацијентовог тумора и упоређивању са оном нормалног ткива.
Након идентификације мутације, вештачки измењена мРНК убризгава се у тело пацијента, омогућавајући имунолошком систему да открије и уништи ћелије карцинома.
БионТецх планира да тестира ову технологију заједно са леком против рака названим Тецентрик.
Истраживачки тим
Већ 1980-их запослени на Универзитету у Варшави били су далеко испред својих колега који су се бавили стабилизацијом мРНК, много пре него што се то сматрало структурним елементом који би потенцијално могао да се користи у терапијама спасавања живота.
Едвард Дарзинкиевицз, искусни члан тима, магистрирао је 1970. године и одбранио докторску тезу из органске хемије на Универзитету у Варшави 1976. године, а од 2009. године радио је на Универзитету у Варшави као редовни професор физике.
Шеф је Лабораторије за експресију гена на Одељењу за физику Универзитета у Варшави и Интердисциплинарне лабораторије за молекуларну биологију и биофизику у Центру за нове технологије Универзитета у Варшави.
2015. године одликован је медаљом Леон Марцхлевски за изузетна достигнућа у биохемији и биофизици. Коаутор је 208 научних публикација, три европска патента и једног америчког.
Јацек Јемиелити такође ради у Центру за нове технологије Универзитета у Варшави од 2013. године као професор органске хемије и тренутно служи као шеф тамошње лабораторије за органску хемију.
Аутор је три европска патента и скоро 100 научних публикација. За своја научна достигнућа добио је награду ректора Универзитета у Варшави и награду Физичког факултета Универзитета у Варшави.
Јоанна Ковалска је доцент на Физичком факултету, Одељење за биофизику Универзитета у Варшави од 2011. године. Тренутно је и менаџер пројеката.
Госпођа Јоанна је аутор преко 50 научних радова и три европска патента. Добила је награду ректора Универзитета у Варшави, награду Физичког факултета Универзитета у Варшави и награду проф. Пиенковски.
У 2018. години, Јемиелити, Ковалска, Дарзинкиевицз и њихов тим такође су награђени за своје проналаске Економском наградом председника Пољске у категорији „Истраживање и развој“.
