Europejski Urząd Patentowy (EPO) ogłosił finalistów Nagrody Europejskiego Wynalazcy 2018. Znajduję się wśród nich polski zespół naukowców, który nominowano za opracowanie koncepcji umożliwiającej tworzenie nowych metod leczenia raka. Jacek Jemielity, Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz i ich zespół stworzyli rozwiązanie, która pozwala na łatwiejsze i skuteczniejsze wprowadzenie do organizmu leków wykorzystujących rozwiązania genetyczne, co może pozwolić na tworzenie spersonalizowanych metod leczenia raka i wad genetycznych.
„Zaproponowana przez polskich naukowców koncepcja może rozszerzyć zakres wykorzystywania spersonalizowanej medycyny opartej na biologii molekularnej” – powiedział Benoît Battistelli, prezes EPO. – „Ten wynalazek odzwierciedla sposób, w jaki europejskie badania z zakresu medycyny pomagają tworzyć nowe koncepcje leczenia raka i innych śmiertelnych chorób, z których potencjalnie będą mogły skorzystać miliony ludzi”.
Naukowcy opracowali trwałą, bardziej skuteczną i łatwą do wyprodukowania końcówkę cząsteczki mRNA – tzw. kap, który przekazuje w komórce polecenia dotyczące produkcji określonych białek. Zaproponowana przez naukowców technika pozwala myśleć o rozwiązaniach medycznych, które korygują genetyczny system informacyjny organizmu bez wprowadzania bezpośrednich zmian w DNA pacjenta.
DNA człowieka zawiera około 20 tysięcy genów, w których zapisane są instrukcje tworzenia białek, enzymów i innych cząstek wchodzących w skład organizmu. Jednak wprowadzanie zmian w DNA jest tak kosztowne, trudne i ryzykowne, że do tej pory zatwierdzono niewiele terapii genowych. Opierają się one przeważnie na zmodyfikowanych retrowirusach, które mogą prześlizgnąć się przez mechanizmy obrony komórkowej i wprowadzić nową informację bezpośrednio do jądra komórki.
Znacznie mniej inwazyjnym podejściem jest skoncentrowanie się na sposobie, w jaki informacja zapisana w DNA przekazywana jest do rybosomów komórki, gdzie wykonywane są polecenia dotyczące produkcji białek zakodowane w DNA. Za przekazywanie tych informacji odpowiedzialne są cząsteczki, które określa się matrycowym RNA (mRNA). Z natury jest ono krótkotrwałe, więc enzymy i białka człowieka przeważnie doprowadzały do degradacji każdego zmodyfikowanego, zewnętrznie wprowadzonego mRNA, zanim przekazało ono do rybosomu informację o zamierzonym efekcie terapeutycznym.
Opierając się na badaniach, których początki sięgają czterech dziesięcioleci wcześniej, Jemielity i jego zespół zaproponowali inne podejście, koncentrując się na delikatnych strukturach kończących każdą cząsteczkę mRNA, zwanych kapem 5’. „Struktura kapu jest bardzo ważna dla metabolizmu mRNA, ponieważ bez niej mRNA ulega bardzo szybkiemu rozpadowi i nie może wykonywać swoich funkcji. Kap chroni więc mRNA przed degradacją” – tłumaczy naukowiec.
Zespół naukowców zmienił jeden z około 80 tysięcy atomów typowej cząsteczki mRNA, zastępując atom tlenu atomem siarki. Stworzono w ten sposób syntetyczny kap dla mRNA. Opatentowany wynalazek – nazwany Beta-S-ARCA – doprowadził do powstania stabilnego mRNA, pięciokrotnie skuteczniejszego i trzykrotnie trwalszego w komórce niż naturalnie występująca cząsteczka, otwierając szansę na opracowanie terapii opartych na mRNA.
W lipcu 2017 roku opublikowano obiecujące rezultaty pierwszych prób z udziałem ludzi nad spersonalizowaną szczepionką przeciwnowotworową opartą na mRNA i wykorzystującą kapy opracowane przez Jemielitego i jego zespół. U 8 z 13 uczestników badania, u których dochodziło do regularnych nawrotów czerniaka, stwierdzono brak obecności komórek rakowych w trakcie 23 miesięcy badania. U jednej z pozostałych pięciu osób, u których rozwinęły się nowe guzy, zaobserwowano natomiast zmniejszenie się nowotworu.
Badana szczepionka, która może być także dostosowana do leczenia innych rodzajów nowotworów, opiera się na sekwencjonowaniu DNA guza pacjenta i porównywaniu go z DNA zdrowej tkanki. Po identyfikacji mutacji sztucznie zmienione mRNA jest wstrzykiwane do organizmu pacjenta, umożliwiając układowi odpornościowemu wykrywanie i niszczenie komórek raka. BionTech planuje badanie tej technologii w połączeniu z lekiem przeciwnowotworowym o nazwie Tecentriq.
Zwycięzcy tegorocznej edycji nagrody EPO zostaną ogłoszeni podczas ceremonii, która odbędzie się 7 czerwca w Paryżu.
