Subskrybuj nas na Youtube
Nauka wciąż prowadzi wyścig zbrojeń z nowotworami. Chociaż do stworzenia broni idealnej jest jeszcze daleko, badacze odnoszą na tym polu wiele sukcesów. Jednym z nich może być związek opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.
/>
Ten scenariusz zna każdy, kto zmagał się z rakiem lub zna kogoś, kto walczył z tą chorobą. Początkowo nowotwór poddaje się chemioterapii, lecz później kontratakuje: w jego wnętrzu kryją się komórki, które są oporne na wybrany przez lekarzy środek. Kiedy ten wybije podatną część raka, złośliwa tkanka zaczyna przyrastać, niewzruszona obecnością specyfiku. Możliwy jest również inny scenariusz, w którym nowotwór na skutek odpowiedniej mutacji nabiera oporności na chemioterapeutyk w trakcie trwania leczenia. Efekt jest ten sam: lekarze muszą zaprząc do walki z chorobą nowy specyfik, a pacjent dalej w niepewności czeka na ostateczny wynik starcia.
– Dlatego naukowcy postanowili zmienić strategię. Oprócz opracowywania nowych substancji, które pozwolą na walkę z nowotworem, poszukują również takich, które uwrażliwią komórki raka na już stosowane specyfiki, zwiększając ich skuteczność. Takim wspomagającym podstawową terapię, a więc lekiem chemoprewencyjnym, może być opracowana przez nas substancja – tłumaczy dr Berenika Szczęśniak-Sięga z Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu.
Pełna nazywa zsyntetyzowanego przez dolnośląskich naukowców związku to: 1,1-ditlenek 3-benzoilo-4-hydroksy-2-{3-[4-(2-pirydylo)piperazyn-1-ylo)propylo]-2H-1,2-benzotiazyny. Dla zrozumienia procesu poszukiwania nowych leków kluczowa jest jednak końcówka tej nazwy: benzotiazyna. To nieskomplikowana struktura mająca postać dwóch złączonych pierścieni sześciowęglowych, w których dwa atomy węgla zostały podstawione przez atom siarki i atom azotu.
Chemicy od dawna wiedzą o jej skutecznym działaniu w walce z różnymi paskudztwami. W medycynie zaś obowiązuje zasada – jeśli jedna substancja ma lecznicze właściwości, to jest spora szansa, że jej pochodna również wykaże dobroczynne działanie. Stąd poszukiwania nowych leków często polegają na modyfikowaniu już znanych struktur poprzez dołączanie do nich różnych końcówek (zwanych grupami), podmienianie jednych atomów na inne itd.
– Nowe związki chemiczne można zaplanować. Z literatury wiemy na przykład, że jakiś podstawnik ma działanie chemoprewencyjne. Projektujemy więc taką modyfikację oryginalnego związku, która będzie ten podstawnik uwzględniać – tłumaczy dr Szczęśniak-Sięga.
O ile dany związek nie został już przez kogoś wymyślony – co sprawdza się w specjalnych bazach danych katalogujących wszystkie wytworzone przez naukowców związki chemiczne – można przystąpić do opracowania procesu jego syntezy. – Czasami udaje się zrobić to relatywnie szybko, a czasami sukces przychodzi dopiero po dłuższym czasie. Z jednym ze związków męczyłam się rok, bo nie chciał wyjść – mówi badaczka. Łącznie w ramach swoich badań wrocławscy naukowcy opracowali kilkadziesiąt różnych pochodnych benzotiazyny.
Po uzyskaniu takiej ilości nowych związków badacze mogli przejść do sprawdzenia, czy wykazują one pożądane właściwości. Od nowych substancji oczekiwali nie tylko tego, że będą działały chemoprewencyjnie, ale też, że nie będą toksyczne. Z badań przeprowadzanych na myszach odpadały te związki, które wykazywały szkodliwe efekty uboczne, np. dla żołądka, nawet jeśli towarzyszyło im działanie lecznicze.
Opisywana substancja okazała się jednak nie być toksyczna dla gryzoni. Na dodatek zaobserwowano, że wspomaga walkę z rakiem jelita grubego. Efekty, które badacze obserwują w laboratorium u zwierząt, nie muszą jednak wystąpić u ludzi, w związku z tym naukowcy sprawdzają również skuteczność opracowanych przez siebie związków na specjalnych liniach komórkowych. Są to ustandaryzowane komórki pochodzenia ludzkiego, zapewniające identyczne warunki (a przez to porównywalność wyników, co w nauce jest bardzo ważne) różnym badaniom potencjalnych leków. Zakupione przez wrocławskich naukowców komórki ludzkiego raka jelita grubego również pod wpływem opracowanej substancji okazały się być bardziej podatne na chemioterapię.
Na czym właściwie polega lekooporność nowotworów, z którą chcą walczyć dolnośląscy badacze? – Lekooporność to mechanizm obronny, w który wyposażona jest każda komórka. Kiedy do jej wnętrza dostaje się niepożądana substancja, molekularna maszyneria po prostu wypompowuje ją na zewnątrz i w ten sposób chroni się przed jej szkodliwym działaniem. W przypadku chemioterapii komórki rakowe uczą się wypompowywać na zewnątrz wykorzystywane w niej leki cytostatyczne – tłumaczy dr Jadwiga Maniewska z WUM.
Z kolei same cytostatyki działają w ten sposób, że atakują procesy podziału komórek – zarówno zdrowych, jak i nowotworowych. Jedne i drugie muszą się dzielić, żeby zastępować komórki chore, zniszczone czy wadliwie działające. I na tym właśnie polega chemioterapeutyczny wyścig na wyniszczenie: mamy nadzieję, że pod wpływem leków ograniczających zdolność do podziału niepożądana tkanka umrze szybciej niż pacjent (na skutek zablokowania tej koniecznej do przeżycia organizmu zdolności u zdrowych tkanek). – Mechanizm odwracania oporności opatentowanej przez nas substancji polega więc na tym, że przeciwdziała ona wypompowywaniu przez komórki nowotworowe leków cytostatycznych, a oprócz tego zachęca je do „samobójstwa”. Zwiększa bowiem produkcję, czy jak to się fachowo mówi: ekspresję białek odpowiedzialnych za uruchamianie procesu zaprogramowanej śmierci, czyli apoptozy, a hamuje produkcję białek wstrzymujących ten proces – mówi dr Maniewska. – Dodatkowo opracowany przez nas związek ma działanie przeciwzapalne. Jest to ważne, bo naukowcy przyrównują raka do niegojącej się rany, czyli przewlekłego stanu zapalnego. Ten stan stymuluje układ immunologiczny, którego komórki są niejako werbowane przez nowotwór. Sam proces jest bardzo złożony, więc wystarczy, jeśli powiem, że nasz lek przy okazji wycisza zapalenie, a przez to uspokaja układ odpornościowy. I że to bardzo dobrze – mówi dr Szczęśniak-Sięga.
Jeśli opracowany przez naukowców z Wrocławia związek miałby stać się powszechnie stosowanym lekiem, musi zostać przebadany na żywym organizmie, co oczywiście oznacza badania kliniczne. To już zajęcie dla partnera komercjalizacyjnego; od jego pozyskania zależy, czy polscy naukowcy będą mogli się pochwalić czwartym, opracowanym całkowicie nad Wisłą (w tym wypadku oczywiście Odrą), oryginalnym lekiem.
Związek zresztą już przykuł uwagę wielkiego biznesu. Za jego opracowanie, opisane na łamach rozprawy doktorskiej, dr Szczęśniak-Sięga otrzymała nagrodę Lidera Nauk Farmaceutycznych, za co dostała nagrodę pieniężną oraz możliwość stażu w laboratoriach jednej z dużych firm farmaceutycznych.
Oprócz niej oraz dr Maniewskiej nad wynalazkiem pracowali również prof. Wiesław Malinka, prof. Krystyna Michalak, prof. Piotr Dzięgiel, dr Kamila Środa-Pomianek oraz dr Bartosz Puła.
Eureka! DGP
Trwa czwarta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 16 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 68 nadesłanych przez uczelnie i instytuty.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma – oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.
