MRNR proveržis galėtų padėti sukurti individualizuotą vėžio ir genetinių defektų gydymą: Lenkijos mokslininkų komanda paskirta 2018 m. Europos išradėjo apdovanojimui.
- Būtina sąlyga, kad visiškai individualizuotas ir maksimaliai veiksmingas vaistas būtų gydymas, kuris būtų pritaikytas individualiems pacientams ir jų specifinėms ligoms, taip pat ir ląstelių lygiu.
Tai yra lenkų mokslininkų tikslas: Jacekas Jemielity, Joanna Kowalska, Edwardas Darżynkiewiczas ir jų komanda.
Jie sukūrė patvarų, efektyvesnį ir lengvai pagaminamą MRNR molekulės galą - vadinamąjį dangtelis, kuris nurodo ląstelei gaminti specifinius baltymus.
Mokslininkų pasiūlyta technika leidžia mums galvoti apie medicininius sprendimus, kurie koreguoja genetinę kūno informacinę sistemą, tiesiogiai nekeičiant paciento DNR.
Už pasiekimus Jemielity, Kowalska, Darżynkiewicz ir Varšuvos universiteto mokslininkų komanda buvo nominuoti 2018 m. Europos išradėjų apdovanojimo finalui kategorijoje „Tyrimai“. Šių metų EPO apdovanojimo nugalėtojai bus paskelbti ceremonijoje, kuri vyks birželio 7 d. Paryžiuje.
„Lenkijos mokslininkų pasiūlyta koncepcija gali išplėsti personalizuotos medicinos, pagrįstos molekuline biologija, naudojimą“, - sakė EPO prezidentas Benoîtas Battistelli. "Šis išradimas atspindi, kaip Europos medicinos tyrimai padeda sukurti naujas vėžio ir kitų mirtinų ligų gydymo koncepcijas, kurios gali būti naudingos milijonams žmonių."
Asmeninė patirtis, prisidėjusi prie individualizuotos medicinos kūrimo
Jacekui Jemielity, dirbančiam bioorganinės chemijos srityje Varšuvos universitete, naujų ligų gydymo būdų, tokių kaip vėžys, kūrimo klausimas buvo ypač svarbus.
Kol jo komanda tyrė stabilesnės, chemiškai modifikuotos mRNR, kaip vaisto nešiklio, vystymąsi, jo dukrai išsivystė leukemija.
„Daug laiko praleidau ligoninėje, kur mačiau daug vaikų, kovojančių už savo gyvybę“, - sako Jemielity. - Jos liga buvo nepaprastai svarbi mano darbo motyvacija “.
Ir nors mokslininko dukra visiškai pasveiko, kiekvienais metais diagnozuojama daugiau nei 10 milijonų naujų įvairių vėžio formų atvejų.
Vėžys visomis jo formomis yra antra pagal dydį mirties priežastis pasaulyje. Standartiniai gydymo būdai, tokie kaip chirurgija, radioterapija ir chemoterapija, daro didelę pažangą.
Tačiau tai, kad, remiantis skaičiavimais, du iš penkių žmonių gali susirgti vėžiu per visą savo gyvenimą ir dėl to susidariusios didžiulės finansinės išlaidos ir poveikis pacientų gyvenimui, naujų vėžio gydymo koncepcijų tyrimai tapo medicinos prioritetu.
Perspektyvi gydymo kryptis yra individualizuotos medicinos sritis, siūlanti terapijas, pagrįstas paciento DNR.
Tikslas yra suprasti genetinę ligos priežastį, nustatant DNR sritis, kurios paskatino jos vystymąsi, arba nustatant genetinę mutaciją, atsakingą už nenormalų ląstelių augimą, būdingą vėžiui.
Nauja mRNR modifikavimo koncepcija
Žmogaus DNR yra apie 20 000 genų, kuriuose yra instrukcijos, kaip gaminti baltymus, fermentus ir kitas daleles, sudarančias kūną.
Tačiau DNR pakeitimai yra tokie brangūs, sunkūs ir rizikingi, kad iki šiol nedaug patvirtinta genų terapija.
Jie daugiausia pagrįsti modifikuotais retrovirusais, kurie gali praslysti per ląstelės gynybos mechanizmus ir įvesti naują informaciją tiesiai į ląstelės branduolį.
Daug mažiau invazinis požiūris yra sutelkti dėmesį į tai, kaip DNR parašyta informacija yra perkeliama į ląstelės ribosomas, kur vykdomos DNR užkoduotos baltymų gamybos komandos.
Molekulės, vadinamos pranešimų RNR (mRNR), yra atsakingos už šios informacijos perdavimą. Jis yra trumpalaikio pobūdžio, todėl žmogaus fermentai ir baltymai paprastai suskaidė bet kokią modifikuotą išoriškai įterptą MRNR, kol ji pranešė apie numatomą terapinį poveikį ribosomai.
Remdamasis tyrimais, kurie buvo pradėti prieš keturis dešimtmečius, Jemielity ir jo komanda pasiūlė kitokį požiūrį, daugiausia dėmesio skiriant subtilioms struktūroms kiekvienos mRNR molekulės, vadinamos 5 'dangteliu, gale. „Dangtelio struktūra yra labai svarbi mRNR metabolizmui, nes be jos mRNR labai greitai skyla ir negali atlikti savo funkcijų. Todėl dangtelis apsaugo MRNR nuo degradacijos “.
Tyrėjų grupė pakeitė vieną iš maždaug 80 000 tipiškos mRNR molekulės atomų, pakeisdama deguonies atomą sieros atomu. Taigi buvo sukurtas sintetinis mRNR dangtelis.
Patentuotas išradimas, vadinamas „Beta-S-ARCA“, paskatino sukurti stabilią MRT, penkiskart efektyvesnę ir trigubai stabilesnę ląstelėje nei natūraliai atsirandanti molekulė, atvėrusį kelią plėtoti MRN pagrįstas terapijas.
Nuo laboratorijos iki rinkos
2008 m. Prasidėjus Europos patentų procesui, komanda užmezgė partnerystę su „BioNTech“ iš Mainco universiteto (Vokietija), kuris specializuojasi genų terapijos srityje.
Pradiniai klinikiniai tyrimai, naudojant UW komandos sukurtus mRNR dangtelius, prasidėjo po dvejų metų. 2013 m. „BioNTech“ licencijavo stabilią MRT technologiją svarbiausioms farmacijos įmonėms, įskaitant prancūzų „Sanofi S.A.“. ir „Genetech Inc.“
2017 m. Liepos mėn. „BioNTech“ paskelbė perspektyvius pirmųjų bandymų su žmonėmis rezultatus, susijusius su individualizuota mRNR pagrindu sukurta vėžio vakcina, naudojant Jemielity ir jo komandos sukurtus dangtelius.
Aštuoni iš 13 tyrimo dalyvių, kuriems buvo regresiniai melanomos pasikartojimai, per 23 tyrimo mėnesius neturėjo vėžio ląstelių.
Priešingai, vienas iš kitų penkių žmonių, kuriems atsirado nauji navikai, parodė auglio susitraukimą.
Tiriamoji vakcina, kuri taip pat gali būti pritaikyta kitų rūšių vėžiui gydyti, yra pagrįsta paciento naviko DNR sekos nustatymu ir palyginimu su normaliu audiniu.
Nustačius mutaciją, į paciento kūną suleidžiama dirbtinai pakeista mRNR, leidžianti imuninei sistemai aptikti ir sunaikinti vėžines ląsteles.
„BionTech“ planuoja išbandyti šią technologiją kartu su vaistu nuo vėžio, vadinamu „Tecentriq“.
Tyrėjų komanda
Jau aštuntajame dešimtmetyje Varšuvos universiteto darbuotojai gerokai lenkė savo kolegas, susijusius su MRT stabilizavimu, dar prieš tai, kai tai buvo laikoma struktūriniu elementu, kurį potencialiai būtų galima naudoti gydant gyvybę.
Edwardas Darżynkiewiczas, patyręs komandos narys, 1970 m. Įgijo magistro laipsnį ir 1976 m. Varšuvos universitete apgynė organinės chemijos daktaro disertaciją, o nuo 2009 m. Dirbo Varšuvos universitete einamuoju fizikos profesoriumi.
Jis yra Varšuvos universiteto Fizikos katedros Genų raiškos laboratorijos ir Varšuvos universiteto Naujųjų technologijų centro Tarpdisciplininės molekulinės biologijos ir biofizikos laboratorijos vadovas.
2015 m. Jis buvo apdovanotas medaliu Leonui Marchlewskiui už nepaprastus biochemijos ir biofizikos pasiekimus. Jis yra 208 mokslinių publikacijų, trijų Europos patentų ir vieno JAV patento bendraautorius.
Jacekas Jemielity taip pat nuo 2013 m. Dirba Varšuvos universiteto Naujųjų technologijų centre organinės chemijos profesoriumi ir šiuo metu jis yra Organinės chemijos laboratorijos vadovas.
Jis yra trijų Europos patentų ir beveik 100 mokslinių publikacijų autorius. Už mokslo pasiekimus jis gavo Varšuvos universiteto rektoriaus ir Varšuvos universiteto Fizikos fakulteto apdovanojimus.
Joanna Kowalska yra Varšuvos universiteto Fizikos fakulteto Biofizikos katedros docentė nuo 2011 m. Šiuo metu jis taip pat yra projektų vadovas.
M. Joanna yra daugiau nei 50 mokslinių straipsnių ir trijų Europos patentų autorė. Ji gavo Varšuvos universiteto rektoriaus antrojo laipsnio premiją, Varšuvos universiteto fizikos fakulteto premiją ir prof. Pieńkowski.
2018 m. Jemielity, Kowalska, Darżynkiewicz ir jų komanda už savo išradimus taip pat buvo apdovanoti Lenkijos prezidento ekonominiu apdovanojimu kategorijoje „Tyrimai ir plėtra“.
