Prof. Jemielity: Nasze odkrycie to naukowy przełom. Szansa na leczenie raka, chorób rzadkich

Prof. Jemielity: Nasze odkrycie to naukowy przełom. Szansa na leczenie raka, chorób rzadkich

Prof. Jacek Jemielity: Nowe rozwiązanie, nad którym pracujemy, ma na celu lepsze przystosowanie technologii mRNA do leczenia genetycznych chorób, chorób rzadkich
Prof. Jacek Jemielity: Nowe rozwiązanie, nad którym pracujemy, ma na celu lepsze przystosowanie technologii mRNA do leczenia genetycznych chorób, chorób rzadkich 
Nasz wynalazek jest w 12 badaniach klinicznych dotyczących leczniczych szczepionek przeciwnowotworowych. Cały czas pracujemy nad rozwojem technologii mRNA, szukając takich rozwiązań, które z mRNA uczynią jeszcze lepszy terapeutyk – mówi prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, założyciel i prezes ExploRNA Therapeutics.

Anna Kopras-Fijołek: Zarówno w akademickim zespole, jak również w spółce spin-off ExploRNA Therapeutics zajmuje się Pan Profesor technologią mRNA do zastosowań terapeutycznych. Jaką rolę odgrywa mRNA?

Prof. Jacek Jelielity: mRNA to nasz komórkowy przepis na białko. Wszystkie białka w naszym organizmie powstają według tego mechanizmu. Białka są odpowiedzialne za większość procesów zachodzących w naszych komórkach, w naszych organizmach. mRNA pozwala na wytworzenie w organizmie człowieka dowolnego białka, w tym takich, które mają potencjał terapeutyczny.

Technologia mRNA została wykorzystana w szczepionkach antycovidowych...

To było spektakularne wykorzystanie tej technologii. Szczepionki powstały w rekordowo krótkim czasie i okazały się niezwykle skuteczne. Rekordowo krótki czas wynika z tego, że ta technologia była opracowywana już ponad 30 lat wcześniej. Po prostu była gotowa do użycia w momencie, kiedy powstała taka potrzeba, związana z pandemią.

Modyfikowaniem mRNA zajmuje się Pan już od ponad 20 lat. Jakie osiągnięcia przez ten czas były najważniejsze?

Jednym z ważniejszych osiągnięć była praca dotycząca stabilizacji mRNA. mRNA ze swej natury jest cząsteczką nietrwałą. Żeby wykorzystać ją terapeutycznie, trzeba zwiększyć jej stabilność w warunkach komórkowych. Nam to się udało. W 2007/2008 roku opublikowaliśmy prace pokazujące, jak – przy użyciu subtelnych modyfikacji chemicznych – można mRNA stabilizować i dzięki temu powstaje, z tak modyfikowanego mRNA, więcej terapeutycznego białka. Wynalazkiem zainteresowała się firma BioNTech – ta sama, która kilkanaście lat później stworzyła pierwszą szczepionkę antycovidową wraz z Pfizerem. Wynalazek został wylicencjonowany przez BioNTech i żyje swoim życiem. W tej chwili jest w 12 różnych badaniach klinicznych dotyczących leczniczych szczepionek przeciwnowotworowych. To dla nas jest duża satysfakcja i duży sukces. Nie zostało to, niestety, wykorzystane w szczepionkach antycovidowych. Mamy pewne przypuszczenia, dlaczego tak się stało, ale to już inna historia. Cały czas pracujemy nad rozwojem technologii mRNA, szukając takich rozwiązań, które z mRNA uczynią jeszcze lepszy terapeutyk.

Potencjał mRNA jest bowiem znacznie większy niż tylko zastosowania antywirusowe.

To mogą być również zastosowania przeciwnowotworowe, w leczeniu chorób rzadkich, w medycynie regeneracyjnej, terapiach komórkowych i precyzyjnej modyfikacji genomu przy użyciu takich technologii, jak CRISPR-Cas9, za którą kilka lat temu przyznana została Nagroda Nobla.

Na czym polega najnowsze odkrycie Waszego zespołu?

Ten wynalazek również dotyczy modyfikacji końca 5’ mRNA, zwanej AvantCapem. Zaproponowaliśmy taką modyfikację, która jest wykonana w miejscu naturalnych modyfikacji posttranskrypcyjnych mRNA. mRNA ulega modyfikacjom posttranskrypcyjnym. Kiedy już w komórce powstaje przepis na konkretne białko, mRNA może ulec pewnym naturalnym modyfikacjom. Te modyfikacje są odwracalne i nie zawsze wiadomo jeszcze, jaka jest ich biologiczna funkcja, ale należy przypuszczać, że regulują one procesy związane z metabolizmem mRNA. My wybraliśmy konkretną pozycję, w której zachodzi taka modyfikacja, tylko że wprowadziliśmy tam grupę, która jest nieusuwalna, czyli modyfikacja jest nieodwracalna. Nam się wydaje, że tak oznaczone są te mRNA, które muszą ulegać ekspresji, czyli z tych mRNA muszą powstawać białka w sytuacji pewnego rodzaju stresu komórkowego. Nawet wtedy kiedy komórka wysyła sygnał, że ze względu na ten stres powinno się ograniczyć pewne funkcje komórkowe, m.in. syntezę białek w komórkach, ale pewne białka muszą być wytwarzane. Nam się wydaje, że modyfikacja właśnie temu służy – żeby oznaczyć mRNA, które mają ulegać translacji, nawet w warunkach stresu. Ten stres komórkowy może mieć różne przyczyny – może to być stan chorobowy komórki czy właśnie infekcja wirusowa, czy to, że my chcemy podać z zewnątrz coś np. terapeutyczne mRNA. Niezależnie od tego modyfikacja, którą my wprowadzamy, daje znacznie większą produkcję białka z tej samej ilości mRNA. To jest niezwykle ważne, dlatego że jest w tej chwili pewien limit podawania z zewnątrz mRNA jako terapeutyku. Limit jest wystarczająco wysoki, żeby rozważać mRNA do zastosowań przeciwwirusowych, ale już właśnie do leczenia nowotworów czy genetycznych chorób rzadkich, gdzie to białko musi powstawać przez bardzo długi czas i są konieczne wielokrotne podania takiego mRNA, może być zbyt niski. Dlatego bardzo ważne jest, by ciągle poprawiać tę technologię. Nam się to udało – dzięki naszej modyfikacji w badaniach na organizmach modelowych – myszach, obserwujemy kilkukrotne, a czasami nawet kilkudziesięciokrotne zwiększenie takiej produktywności. Z danej ilości RNA z modyfikacją powstaje kilka, kilkadziesiąt razy białka niż gdyby tej modyfikacji to RNA nie posiadało.

Można uzyskać efekt terapeutyczny przy znacznie niższej dawce?

Tak, a niższa dawka zawsze oznacza potencjalnie mniej skutków ubocznych, większe bezpieczeństwo takiego terapeutyku.

Nowa modyfikacja mRNA może być przełomowa dla współczesnej medycyny. Wasze odkrycie to dla naukowców ogromna satysfakcja. Dla pacjentów ogromna nadzieja...

Dla nas to ogromna satysfakcja. Naukowcy są silnie związani ze swoimi badaniami. Natomiast, rzeczywiście, ta propozycja udoskonalenia technologii mRNA otwiera nowe możliwości, jeśli chodzi o zastosowania terapeutyczne. Oczywiście, droga od przedstawienia tej modyfikacji do wdrożenia jej i zastosowania w konkretnych terapiach jest bardzo długa i kosztowna.

Badania przeprowadzono na myszach. Co dalej?

Prowadzimy współpracę z wieloma firmami biotechnologicznymi i farmaceutycznymi, umożliwiając im skorzystanie z tej technologii. Te, które uda nam się przekonać, że rzeczywiście ta technologia również w ich rękach działa dużo lepiej niż to, co jest dostępne na rynku, będą planowały nowe terapie, wykorzystując ją. Sami też mamy ambicję, żeby tę technologię tworzyć we własnych projektach terapeutycznych, choć koszt tych badań klinicznych w pierwszej i w drugiej fazie jest olbrzymi, a trzecia faza jest dostępna właściwie dla największych firm farmaceutycznych. Z uwagi właśnie na koszty.

To odkrycie to także jedno z najważniejszych dokonań w karierze Pana Profesora... To również najbardziej skomplikowany i najbardziej kosztowny projekt w karierze naukowej Pana Profesora.

Z całą pewnością można tak powiedzieć. Obok wynalazku, który wylicencjonował BioNTech, ten jest dla mnie, w mojej ocenie, nawet bardziej wartościowy – ten efekt związany z ilością wytwarzanego białka jest bowiem jeszcze większy. Mamy też satysfakcję, że tym razem kolejny etap – pokazanie potencjału tej technologii na poziomie modeli zwierzęcych – wykonaliśmy sami, dzięki stworzeniu spółki spin-off ExploRNA. Dzięki temu spółce udało się zdobyć inwestora, co przełożyło się na umożliwienie przeprowadzenia niezwykle kosztownych badań.

Samo utworzenie spółki ma niebagatelne znaczenie...

Oczywiście, badania realizowane na uniwersytecie są prowadzone do pewnego momentu. Później to jest przestrzeń bardziej odpowiednia dla spółek technologicznych, które muszą wykonać szereg różnych działań, jak opracowanie produkcji w odpowiedniej skali, jakości, a także pokazanie w różnych układach modelowych, jak funkcjonuje ta technologia. Bez współpracy ze spółką badania nie mogłyby być przeprowadzone.

Odkrycie tej rangi nie byłoby możliwe bez współpracy zespołów – akademickiego i spółki oraz wzajemnego uzupełniania kompetencji...

Zespół badawczy na uniwersytecie jest interdyscyplinarny. Składa się z chemików, biofizyków, biochemików, biologów. To i tak dość szerokie kompetencje, jak na jeden zespół, ale brakowało nam jeszcze innych, związanych właśnie z badaniami na zwierzętach czy z pewnymi procesami pozwalającymi na wytwarzanie tego materiału, pakowanie w odpowiednie otoczki zapewniające wnikanie do komórek mRNA. Dzięki współpracy akademickiej i spółki udało nam się wszystkie niezbędne kompetencje zgromadzić i wykorzystać właśnie w tym celu, aby pokazać użyteczność tej technologii do zastosowań terapeutycznych.

Podczas rozmów z polskimi naukowcami mówimy o wkładzie polskiej nauki dla rozwoju medycyny. Jak ocenia Pan Profesor ten wkład?

Zarówno technologia mRNA, jak i to nasze rozwiązanie poprawiające ją, ma duży potencjał. Natomiast jaki to będzie miało końcowo efekt, w ilu badaniach klinicznych zostanie wykorzystane, do ilu terapeutyków doprowadzi, to kwestia kilku lat, żeby poznać odpowiedź. My, dzięki stworzeniu spółki, mamy możliwość zwiększania prawdopodobieństwa, żeby to się wydarzyło. Rozwijając tę technologię, czynimy ją bardziej dostępną dla firm farmaceutycznych, które są zainteresowane jej wykorzystaniem. Potencjał jest bardzo duży, natomiast na efekty przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać.

Biotechnologia odgrywa coraz większą rolę m.in. w rozwoju medycyny. O najważniejszych wyzwaniach dla jego rozwoju rozmawiano niedawno podczas międzynarodowej konferencji Central European BioForum 2024. Dyskutowano m.in. o kwestiach wykorzystania terapii komórkowych i genetycznych w leczeniu chorób. Omawiano również zagadnienia dotyczące tworzenia innowacji biotechnologicznych wspierających pacjentów z rzadkimi chorobami lub takimi, które są obecnie nieuleczalne. Wręczono zostały także nagrody CEBioForum Awards. Jedną z nich otrzymał Pan Profesor – za największy wpływ na rzecz rozwoju sektora biotechnologicznego w Polsce...

Każdy lubi dostawać nagrody, ale staram się mieć do tego dystans. Oczywiście, bardzo się cieszę, że środowisko i jury doceniło mój wkład, staram się budować pomost między nauką akademicką a innowacjami biotechnologicznymi. Biotechnologia w Polsce znajduje się trochę w trudnym momencie: z jednej strony wszyscy podkreślają wagę tego, bo to jest istotne z punktu widzenia tworzenia nowych innowacji, postępu, co ma prowadzić do lepszej jakości życia społeczeństwa. Z drugiej strony mamy aktualnie pewną lukę w finansowaniu spółek biotechnologicznych. Restrukturyzowane są różne agencje finansujące tego typu przedsięwzięcia. To stawia w bardzo trudnej sytuacji innowacyjne spółki biotechnologiczne w Polsce. Z jednej strony cieszę się więc, że tego typu działania, które również my podejmujemy, są dostrzegane, z drugiej strony Polska potrzebuje stabilnego systemu, który wspiera innowacyjną biotechnologię, wspiera działania innowacyjnych firm biotechnologicznych i farmaceutycznych. To jest niezbędne, żebyśmy w przyszłości byli lepiej przygotowani na nadchodzące wyzwania. Na szereg chorób, które ciągle są trudno wyleczalne lub nieuleczalne. I tego typu wyzwania, jak kolejne pandemie, których zaistnienia nie możemy wykluczyć.

Specjaliści od epidemiologii są wręcz przekonani, że w mniej lub bardziej odległej przyszłości z pewnością czeka nas kolejna pandemia...

Miejmy nadzieję, że nie o takim zasięgu, jak ta ostatnia. Niestety, wirusy podlegają ciągłej ewolucji. „Starają się” być lepiej przygotowane na zaatakowanie nas, dlatego my też musimy być lepiej przygotowani na odpieranie tego ataku.

Jakie kolejne wyzwania?

Mam nadzieję, że już wkrótce będę mógł powiedzieć o pewnych badaniach, które robimy na uniwersytecie. W tej chwili ze względu na ochronę własności intelektualnej nie mogę o tym mówić. Te badania związane są również z technologią mRNA. Nowe rozwiązanie ma na celu przede wszystkim lepsze przystosowanie technologii mRNA do leczenia genetycznych chorób, chorób rzadkich. Celujemy w to, żeby ekspresja RNA zachodziła w komórkach jak najdłużej.


Polska nauka
dla rozwoju medycyny i zdrowia Polaków

Przeczytaj inne artykuły poświęcone polskiej nauce



Projekt współfinansowany ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki w ramach programu „Społeczna Odpowiedzialność Nauki”