Zaskakujące odkrycie Polaków pomoże pacjentom z SMA?

Zespół pracujący pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (CeNT) i dr Joanny Kowalskiej z Wydziału Fizyki Uniwesrytetu Warszawskiego (UW) opracował nową modyfikację struktury końca 5’ cząsteczki mRNA, tzw. kapu.

Zespół prof. Jacka Jemielitego
Foto: archiwum Fundacji Nauki Polskiej

Zespół pracujący pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr Joanny Kowalskiej opracował nowe modyfikacje kapu 5’, które wykazują zaskakujące właściwości biologiczne, atrakcyjne z perspektywy potencjalnych zastosowań klinicznych.

Odkrycie obejmuje dwie modyfikacje: pierwsza z nich pozwala znacznie taniej i szybciej syntetyzować dowolne mRNA niezbędne do projektowania innowacyjnych terapii oraz do zapewnienia testów klinicznych w odpowiedniej skali.

Druga modyfikacja pozwala uzyskać cząsteczkę, która ma silne właściwości hamujące enzym degradujący kap, występujący naturalnie w komórkach. Według naukowców, to odkrycie może znaleźć zastosowanie w opracowaniu leku na rdzeniowy zanik mięśni (SMA) lub inne schorzenia o podłożu genetycznym.

Oba wynalazki zostały objęte ochroną patentową, a wyniki prac opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Journal of the American Chemical Society” (JACS).

Koniec ze stereoizomerami mRNA

„Obecnie prowadzimy zaawansowane rozmowy z przedstawicielami firm farmaceutycznych zainteresowanych uzyskiwaniem trwałego mRNA wykorzystywanego w innowacyjnych lekach. Szczególnie interesująco wygląda możliwość zastosowania naszego wynalazku na zupełnie innych polach terapeutycznych niż te, na których wykorzystywano nasze dotychczasowe odkrycia, czyli nie tylko do projektowania szczepionek przeciwnowotworowych” – powiedział prof. Jacek Jemielity.

Jak podkreśla, opracowany kap pozwala syntetyzować „homogenne mRNA”, tzn. cząsteczki nie będące stereoizomerami. Dotychczasowe odkrycia zespołu umożliwiały syntezę trwałego i produktywnego mRNA, jednak posiadało ono dwa rodzaje ułożeń przestrzennych. Do terapii można zastosować tylko jeden rodzaj izomeru, co oznacza, że każdy proces produkcji leku wymagał oczyszczenia finalnego związku do produkcji mRNA z niepożądanego izomeru.

W ten sposób połowa syntetyzowanego cennego związku musiała zostać usunięta, co powodowało, że cały proces produkcji był dłuższy i bardziej kosztowny. „Zjawisko stereoizomerii powodowało wąskie gardło w procesie produkcji leków opartych na syntetycznym mRNA. Nasz wynalazek pozwoli ostatecznie znieść to ograniczenie technologiczne” – dodał prof. Jemielity.

Silne właściwości biologiczne nadzieją na nowe leki?

„Jedna z opracowanych przez nas modyfikacji kapu może w przyszłości zostać wykorzystana jako lek. Odkryliśmy bowiem modyfikowaną cząsteczkę, która silnie hamuje enzym degradujący kap, obecny w żywych komórkach. Ta nowa cząsteczka jest ponad stukrotnie aktywniejsza w porównaniu z naszymi dotychczasowymi wynalazkami. Taki efekt jest pożądany w walce z poważnym schorzeniem, jakim jest rdzeniowy zanik mięśni” – powiedziała dr Joanna Kowalska.

Dodała, że jedna z globalnych firm farmaceutycznych pod tym właśnie kątem testowała klinicznie związek o zupełnie innej strukturze. Wykazywał on jednak gorsze właściwości porównując do cząsteczki opracowanej na UW. Aby odkrycie stało się lekiem, potrzebne są jednak dalsze badania nad opracowaniem wydajnej strategii dostarczania leku do komórek oraz inwestor, który zgodzi się zaryzykować i w odpowiedniej skali wykonać testy przedkliniczne, a później kliniczne nowego leku.

Wielki sukces w ramach kontynuacji dotychczasowych badań 

Uniwersytecki zespół prof. Jacka Jemielitego od kilkunastu lat pracuje nad tworzeniem analogicznych końców cząsteczek mRNA. Jedno z odkryć zespołu stało się przedmiotem największej w Polsce komercjalizacji nauki – wartość sprzedanych licencji i sublicencji osiągnęła 670 milionów dolarów. Obecnie opracowana modyfikacja polega na zastąpieniu tylko jednego atomu tlenu jednym atomem siarki.

W drugiej modyfikacji ingerencja jest większa – trzy atomy tlenu zostały zastąpione trzema atomami siarki. Publikacja w czasopiśmie JACS jest też dla zespołów sporym wyróżnieniem i nagrodą za naukowy trud. „To praca naukowa, w której mają udział wyłącznie Polacy. Nieczęsto zdarza się, aby badania bez udziału zagranicznych ośrodków naukowych osiągnęły uznanie recenzentów na tak wysokim poziomie” – powiedział prof. Jemielity.

Zespół prof. Jacka Jemielitego został w tym roku nominowany do Nagrody Europejskiego Wynalazcy, przyznawanej przez Europejski Urząd Patentowy. Polacy znaleźli się w gronie 15 spośród ponad 530 zgłoszonych wynalazców. Obecnie trwa głosowanie w kategorii publiczności Popular Prize – jej laureaci zostaną wyłonieni w plebiscycie internetowym, w którym można wziąć udział na stronie www.epo.org.