Polscy naukowcy coraz bliżej skutecznego leku na COVID-19

Zespół polskich naukowców z Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej i Politechniki Wrocławskiej, we współpracy z laboratoriami Rolfa Hilgenfelda (Lubeka) i Shauna Olsena (San Antonio) zidentyfikował cząsteczki o dużym potencjale terapeutycznym, które mogą stanowić przełom na drodze znalezienia skutecznego leku na COVID-19.

Dzięki pracom badawczym prowadzonym pod kierownictwem Prof. Drąga z Politechniki Wrocławskiej udało się zidentyfikować cząsteczki, których działanie może być jeszcze lepsze niż ebselenu – znanego leku przeciwzapalnego, który we wcześniejszych badaniach okazał się obiecującą substancją hamującą (inhibitorem) obu proteaz SARS-CoV-2.

Koronawirus powodujący COVID-19 ma dwie proteazy, czyli enzymy. Celem prowadzonego od marca br. projektu „Badania nad szczepionką przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 oraz wsparcie prac badawczych nad poszukiwaniem skutecznej terapii” jest właśnie zahamowanie działania enzymu, co pozwoli na zablokowanie rozprzestrzeniania się wirusa.

Nasze badania nad bliskimi analogami strukturalnymi tego leku pozwoliły zidentyfikować jeszcze lepsze od ebselenu cząsteczki, zarówno dla proteazy Mpro, jak i PLpro. Co więcej, związki te są doskonałymi inhibitorami obu wirusowych proteaz naraz, a więc ich potencjał terapeutyczny jest zdecydowanie bardziej obiecujący – wyjaśnia prof. Drąg z Politechniki Wrocławskiej.

Badania prowadzone obecnie przez prof. Drąga poprzedziło przygotowanie aktywnej i funkcjonalnej proteazy Mpro, którego podjął się zespół kierowany przez dr hab. Małgorzatę Kęsik-Brodacką z Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej.

Odkrycie stanowi obiecującą platformę do rozwoju nowych leków przeciwwirusowych skierowanych na obie proteazy SARS-CoV-2 – podkreśla dr hab. Małgorzata Kęsik-Brodacka z Łukasiewicz – IChP.

Zakończenie projektu planowane jest na koniec października br. Od wyników prowadzonych intensywnie prac, zależeć będzie kierunek dalszych badań. Prace badawcze finansowane są między innymi z funduszu Agencji Badań Medycznych.

Prace nad polskim lekiem na koronawirusa

Jak przebiegają prace nad opracowaniem skutecznej terapii przeciw koronawirusowi w Polsce? Jak przebiega współpraca między naukowcami z całego świata? Rozmawiamy z dr hab. Małgorzatą Kęsik-Brodacką z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej.

– Minęły trzy miesiące od uruchomienia przez Agencję Badań Medycznych projektu badawczego, w ramach którego zespół badaczy biotechnologów pod pani kierownictwem ma wypracować określone rozwiązania, niezbędne do stworzenia skutecznej terapii koronawirusa. Wiem, że to krótki czas, ale czy udało się Wam już nieco przybliżyć do celu?

Dr hab. Małgorzata Kęsik-Brodacka, Instytut Chemii Przemysłowej, Sieć Badawcza Łukasiewicz: Trzy miesiące minęły od ogłoszenia wyboru ABM w konkursie, a prace badawcze trwają od dwóch miesięcy – w nauce to bardzo krótki okres, ale trzeba przyznać, że jeśli chodzi o SARS-CoV-2 to mobilizacja była ogromna po wszystkich stronach. Szybko uruchomiono fundusze i szybko przeprowadzono formalności, by te badania stały się faktem, by z nimi nie zwlekać. Tradycyjny, długi proces przyznawania środków w tym przypadku nie miałby  racji bytu. Ta mobilizacja pozwoliła nam szybko uzyskać świetne wyniki w laboratorium. Pierwszym etapem było opracowanie bioinformatycznej sekwencji jednej z proteaz wirusa SARS-CoV-2. Dzięki temu mogliśmy w kolejnym kroku uzyskać to białko oraz opracować metodę jego oczyszczania i wydajnej produkcji.

Ile czasu mają państwo na swoje badania?

Projekt potrwa do października, czyli w sumie zaledwie sześć miesięcy – to także krótki czas, zwłaszcza w naukach biologicznych, gdzie mamy do czynienia z żywymi organizmami które – by można było od nich uzyskać zamierzony efekt – potrzebują czasu. Cały zespół pracuje szalenie intensywnie.

Celem badania pani zespołu jest zahamowanie działania wirusa w taki sposób, by zablokować jego rozprzestrzenianie się, czy tak?

Ideą projektu jest uzyskanie głównej proteazy wirusa – Mpro. To białko, które ma właściwości enzymatyczne – jest bardzo ważne w cyklu życiowym wirusa w komórce ludzkiej. Jej skuteczne zablokowanie to pierwszy krok do opracowania leku. W projekcie pracują dwa zespoły: zadaniem badaczy z Łukasiewicza jest wyprodukowanie jak największej ilości proteazy Mpro, zaś zespół prof. Marcina Drąga z Politechniki Wrocławskiej sprawdzi, jaka substancja chemiczna może tę proteazę zablokować i tym samym zablokować cykl życiowy wirusa. To mogłoby stać się podstawą do opracowania leku przeciw koronawirusowi.

Ile czasu może zająć cały proces powstania takiego leku?

Związkami blokującymi mogą być zupełnie nowe substancje biologicznie czynne lub substancje, które już istnieją na rynku w postaci leków. Jeżeli okazałoby się, że któryś z już zarejestrowanych na rynku leków blokuje proteazę Mpro, to proces opracowania terapii przeciwkowidowej byłby znacznie krótszy.

Czy na kolejnym etapie badania pozostałyby w państwa rękach, czy przejęłaby je firma farmaceutyczna?

Ścieżka od samego odkrycia naukowego do leku jest długa, więc zespół w obecnym składzie nie mógłby tego zrobić – konieczne byłoby rozszerzenie współpracy.

Badania nad różnymi rozwiązaniami dotyczącymi COVID-19 trwają praktycznie w każdym cywilizowanym kraju na świecie. Czy międzynarodowa współpraca polskich badaczy z zagranicznymi ośrodkami nie przyspieszyłaby prac i nie dała szybszych efektów?

Przy tym projekcie współpracujemy  zespołem badaczy z Politechniki Wrocławskiej.  Z kolei PW bardzo blisko współpracuje z jednostką naukową prof. Rolfa Hilgenfelda z Uniwersytetu w Lubece – prof. Hilgenfeld miał wielki wpływ na wygaszenie epidemii SARS w 2002/2003 r. W naszym projekcie nie bierze udziału bezpośrednio, ale jego wiedza wspomaga nasze badania.

Ilość wiedzy gromadzonej w tym temacie na świecie zmienia się bardzo dynamicznie. Każdy zespół i każdy naukowiec stara się dołożyć od siebie jakąś cząstkę do tego międzynarodowego projektu, jakim jest zwalczanie koronawirusa. Unia Europejska powołała szereg grup i platform wymiany informacji. Naukowcy wymieniają się danymi, artykułami – nawet jeszcze przed ich formalnym opublikowaniem, tylko po to, żeby jak najszybciej umożliwić dostęp do danych innym zespołom, by przyśpieszyć prace badawcze.

Blisko z nauką współpracują także koncerny farmaceutyczne, a nawet – co się dawniej rzadko zdarzało – koncerny konsolidują pracę między sobą.

Do tej pory firmy farmaceutyczne dość zazdrośnie strzegły każdej nowej informacji ze swoich badań. Czy model otwartej wymiany wiedzy przerodzi się w światowy trend czy zniknie, gdy zniknie zagrożenie?

Trend wymiany wiedzy w nauce funkcjonuje już od dawna, ale teraz widzimy wzmożenie współpracy w zakresie potrzeby rozwiązania problemu COVID-19. W tym, że na swoich opracowaniach firma farmaceutyczna zarabia, nie ma nic dziwnego ani nic złego. Żeby móc dalej poszukiwać kolejnych terapii na jeszcze wyższym poziomie, poprzednie inwestycje muszą przynosić dochód. Dla naukowców najważniejsze jest to, że dane, które często udostępniają firmy farmaceutyczne, rozwijają też badania naukowe na uniwersytetach. Udostępnianych danych jest dziś tak dużo nawet w bardzo wąskich dziedzinach nauki, że naukowcy narzekają na zalew informacji.

Trzeba się nauczyć w tym poruszać.

To prawda, potrzebne są umiejętności selekcji tego, co się pojawia i krytycznej oceny, by przyswajać tylko to, co naprawdę ma wartość dodaną.

Ekonomiści PIE w raporcie o biotechnologii napisali: „Obserwujemy początek ewolucji w kilku obszarach, która otworzy przed polskimi firmami szansę na bardziej aktywne włączenie się w międzynarodowe łańcuchy wartości, także te o wysokim stopniu zaawansowania”. Jak polska nauka mogłaby się włączyć w ten światowy cykl? Czym wyróżnia się polska biotechnologia, co byłoby wartością dodaną lub, co pozwoliłoby jej przejąć kontrolę nad jakimś obszarem w tym łańcuchu wartości?

Na razie instytuty badawcze i firmy biotechnologiczne starają się raczej rozwijać własne obszary, specjalizować w nich i odkrywać silne strony. Bardzo trudno będzie poświęcić się produkcji jednego leku od początku do końca, bo nie mamy w Polsce takiego finansowania. Ocenia się, że koszt opracowania oryginalnego leku biologicznego albo terapii opartej na związkach bioaktywnych wynosi około miliard dolarów.

Myślę, że rozwiązaniem może być opracowywanie przez polskich naukowców elementów technologii, które później mogą być wykorzystywane do powstawania leków. Na kolejnym etapie potrzebna jest już ścisła współpraca z koncernami, tak jak to dziś robi np. spółka badawcza Modena założona przez uniwersytet w Oxfordzie, która jest współfinansowania przez grupę AstraZeneca.

Czyli polska biotechnologia opracowuje badania do pewnego etapu i oddaje swój wynalazek?

To powszechna praktyka światowa. Nawet jeśli skupimy się na wycinkowych badaniach, na konkretnych etapach opracowywania danego produktu, będziemy mieć własny wkład w jego uzyskanie.

Ale to nie będzie nasz produkt.

Etapy technologii czy pewne rozwiązania również można opatentować. Jeżeli zaś jakieś rozwiązanie jest rokujące i zainteresuje się nim większa jednostka czy koncern – możemy je udostępnić odpłatnie.

W Polsce patentów biotechnologicznych jest bardzo niewiele. W 2018 roku zgłoszono zaledwie 44 wnioski patentowe w tej dziedzinie. Czego najbardziej brakuje dziś polskiej biotechnologii – poza pieniędzmi?

Potrzebujemy strategii, która wskaże, w jakich dziedzinach, obszarach należy kształcić ludzi i rozwijać technologie.

Jakie obszary biotechnologii medycznej warto rekomendować jako najlepiej rokujące?

Na świecie gorący temat to terapie rozwijane z użyciem technik biotechnologicznych, które służą do leczenia nowotworów. My przede wszystkim potrzebujemy decyzji, w których obszarach, na jakim etapie badań powinniśmy się skupić. To decyzja w stylu, czy chcesz być małą rybą w wielkim stawie, czy wielką w małym: czy powinniśmy wejść w całkowicie nowe badania, wyprzedzając badania, które już są prowadzone na świecie, czy też chcemy wejść w coś, co jest „na topie”, ale jest już rozwinięte na tyle, że nasz wkład nie będzie ani zupełnie nasz własny, ani zupełnie innowacyjny, ani nie tak opłacalny.

Kluczowe jest rozwijanie badań podstawowych prowadzonych na najwyższym światowym poziomie. Bez nich nie będzie postępu, to one pozwalają uzyskać odpowiedzi, które zmieniają wszystko, całe dotychczasowe spojrzenie na problem. To one generują tak naprawdę nowoczesne technologie, które są później komercjalizowane za ogromne pieniądze.

Źródło: Zespół 300Gospodarki, 26 czerwca 2020

Diana Mikiewicz – doktorem nauk biologicznych

Pani Diana Mikiewicz z Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej uzyskała tytuł doktora nauk biologicznych. Serdecznie gratulujemy!

Czym zajmuję się w Instytucie

Jestem genetykiem z wieloletnim doświadczeniem w różnych obszarach biologii molekularnej i biotechnologii. Specjalizuję się w opracowywaniu i wdrażaniu technologii produkcji białek rekombinowanych, a zwłaszcza w konstrukcji wektorów ekspresyjnych do przemysłowej produkcji białek rekombinowanych w systemach prokariotycznych i eukariotycznych – poprzednio jako pracownik Zakładu Bioinżynierii Ł-IBA, obecnie w Zespole Inżynierii Genetycznej i Biosyntezy Ł-ICHP. Jestem m.in. autorką i współautorką 13 publikacji oryginalnych z listy Journal Citation Reports, współtwórcą 21 patentów i zgłoszeń patentowych krajowych i międzynarodowych na różnych etapach procedowania w temacie analogi insuliny, szczepionki przeciw grypie ptaków oraz przeciwciał monoklonalnych. Jestem również współtwórcą komercjalizowanej technologii wytwarzania analogów rekombinowanej insuliny ludzkiej o zmodyfikowanym działaniu.

Mój najważniejszy projekt

Jednym z najważniejszych projektów badawczych, w których brałam udział, był prowadzony w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka pt. „Centrum Biotechnologii produktów leczniczych. Pakiet innowacyjnych biofarmaceutyków dla terapii i profilaktyki ludzi i zwierząt.”

Moje wykształcenie

Jestem absolwentką Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu Łódzkiego o specjalizacji mikrobiologia. W lipcu 2020 r. uzyskałam tytuł doktora nauk biologicznych Uniwersytetu Warszawskiego. Tytuł rozprawy: “New expression systems for recombinant genes in Escherichia coli cells using ColE1 type plasmid derivatives” pod kierunkiem prof. dr hab. Grzegorza Węgrzyna z Katedry Biologii Molekularnej Uniwersytetu Gdańskiego. Zdalna obrona rozprawy doktorskiej odbyła się 09.07.2020 na wydziale Biologii UW.

Moje pasje

Uwielbiam podróżować, zwiedzać nowe miejsca, poznawać nowych ludzi, a także czytać książki, oglądać filmy i słuchać dobrej muzyki. Kocham zwierzęta – zwłaszcza koty i psy.