Doktor hab. inż. Marcin Sieńczyk Przełomowe odkrycie polskich naukowców

Przełomowe odkrycie polskich naukowców

Wywiad z Doktorem hab. inż. Marcinem Sieńczykiem z Zakładu Chemii Medycznej i Mikrobiologii Politechniki Wrocławskiej.

Ostatnio wirus Zika jest wszechobecny w mediach, ale nie można powiedzieć, że Polska jest jego regionem endemicznym. Proszę powiedzieć, skąd wziął się pomysł na badania naukowe dotyczące tego wirusa?

Parę lat temu rozpoczęliśmy badania nad potencjalnymi lekami przeciwwirusowymi, m.in. przeciwko wirusowi HCV, Zachodniego Nilu, grypy i herpeswirusom. W miarę jak posuwały się nasze prace, na początku ubiegłego roku, wybuchła światowa gorączka Ziki, więc zaczęliśmy się zastanawiać nad włączeniem tego wirusa w nasze badania. Zika jest krewnym wirusów, nad którymi pracowaliśmy przez kilka lat. Pomyśleliśmy, że jeśli Zika jest genetycznie podobna do wspomnianych wirusów, to być może uda nam się zaprojektować związki hamujące jego rozwój poprzez zahamowanie odpowiedniego enzymu – proteazy serynowej NS3. Postanowiliśmy pokusić się o zaprojektowanie pewnej skróconej wersji tego enzymu, która miałaby właściwości katalityczne, a my moglibyśmy ją wykorzystać w badaniach in vitro.

Gdy podjęliśmy decyzję o objęciu badaniami wirusa Zika, okazało się, że choć wirus jest znany od 70–80 lat, na rynku nie ma materiału, na którym moglibyśmy pracować. Nie było enzymu, którego można by użyć, żeby sprawdzić, czy projektowane przez nas związki działają, czy mają jakąś zdolność do hamowania replikacji wirusa. Tak dużo mówiło się o wirusie, a jeśli chodzi o jego biochemiczne czy molekularne podstawy, to w owym czasie było mnóstwo niewiadomych.

Czy oprócz wrocławskiego zespołu ktoś jeszcze brał udział w tych badaniach?

Tak. Od wielu lat współpracujemy z dwoma ośrodkami: z Uniwersytetu Gdańskiego pod kierunkiem prof. Adam Lesnera i z Małopolskim Centrum Biotechnologii pod kierunkiem prof. Krzysztofa Pyrcia. My na Politechnice Wrocławskiej od wielu lat zajmujemy się związkami hamującymi aktywność enzymów proteolitycznych, również wirusowych, ośrodek z Gdańska ma doświadczenie w mapowaniu substratowym enzymów, z kolei Kraków w pracy z wirusami i w produkcji rekombinowanych białek. Pomysł współpracy po prostu narodził się sam, jako naturalna konsekwencja tego, co dzieje się na świecie i w literaturze, i jako efekt naszej wcześniejszej współpracy.

Jak przebiegały prace badawcze?

Wspólnie zaprojektowaliśmy wiele konstruktów białkowych proteazy, ale nie wiedzieliśmy, który z nich będzie działał, który wybrać. Strzeliliśmy w ciemno. Szczęśliwie wybraliśmy ten, który okazał się sukcesem. Enzym udało się otrzymać w komórkach E. coli i był aktywny katalitycznie. Tak otrzymaliśmy materiał do badań.

Następnie każdy z tych trzech ośrodków badawczych – Gdańsk, Kraków, Wrocław – zajął się analizą otrzymanego białka od innej strony. Na pierwszy ogień poszło to, co było nieznane, czyli specyficzność substratowa enzymu. Celem prac było znalezienie najbardziej optymalnej sekwencji substratowej, czyli krótkich peptydowych substratów, które by pod względem strukturalnym idealnie pasowały do kieszeni wiążącego enzymu. Było to kilka tygodni ciężkiej pracy w laboratorium, ale udało nam się otrzymać i wyselekcjonować spośród kilkuset, jeśli nie kilku tysięcy, związków ten jeden, który był najefektywniej hydrolizowany przez enzym.

Co jest największym sukcesem tego projektu i do czego wyniki Państwa badań mogą zostać wykorzystane?

Na pewno to, że pierwszy wybrany konstrukt okazał się tym, który działa, jest aktywny. Udało nam się też ustalić, jaka jest struktura optymalnego substratu dla tego enzymu. Być może nie jest idealna. Ale na chwilę obecną jest to krok w kierunku lepszego poznania biologii i funkcjonowania wirusa Zika. A to otwiera szereg możliwości.

Kiedy wiemy, jaka powinna być struktura optymalnych związków oddziałujących z miejscem aktywnym enzymu, możemy nie tylko pokusić się o zaprojektowanie substratów, które będą wchodziły do miejsca aktywnego, będą hydrolizowane przez enzym i będą opuszczały miejsce aktywne, ale możemy zaprojektować inhibitory, czyli takie związki, które będą wchodziły do miejsca aktywnego i nie będą już go opuszczały. To bardzo silne związanie cząsteczki inhibitora przez enzym spowoduje, że enzym przestanie być aktywny, on drugiej cząsteczki tam w żaden sposób nie wpuści. Jeśli proteaza NS3 jest kluczowym enzymem wirusa Zika do tego, żeby cykl rozwojowy wirusa się zamknął, żeby zdolny był on do replikacji i odtworzenia nowych cząsteczek wirusa, to przez zablokowanie kluczowego etapu wyeliminujemy wirusa z dalszego rozwoju.

Proszę powiedzieć, co dzieje się po tym, jak rodzi się pomysł na badania naukowe. Jak dochodzi do jego realizacji? Czy łatwo jest pozyskać środki finansowe i narzędzia?

Kiedy pojawił się pomysł, zaraz potem przyszło pytanie o pieniądze na badania, bo są to badania kosztowne: produkcja białek, synteza chemiczna, praca z wirusem, komórkami. Napisaliśmy więc wniosek o grant naukowy. Niestety nie zostały nam przyznane żadne fundusze. Otrzymaliśmy bardzo ciekawe recenzje – m.in. że jesteśmy za młodzi, projekt przedwczesny, a szanse jego powodzenia raczej mizerne. Tymczasem około miesiąca od ogłoszenia wyników ukazała się publikacja dotycząca tego, co zaproponowaliśmy we wniosku grantowym, czyli stworzenia modelu zwierzęcego infekcji wirusa Zika. Nasz wniosek o grant obejmował także rozwiązanie struktury krystalicznej samego enzymu. To także nie zyskało przychylności recenzentów, a w lipcu tego roku ukazała się publikacja świetnej grupy niemieckiej właśnie na ten temat. Zaproponowaliśmy też zbadanie specyficzności substratowej proteazy, co, na szczęście, udało nam się zrobić i praca ukazała się niedawno w czasopiśmie FEBS Letters.

Skąd w takim razie brali Państwo środki na finansowanie badań?

Pracowaliśmy, bazując na własnych odczynnikach i reagentach, korzystaliśmy z środków statutowych dla pracowników naukowych na rozwój własnych projektów badawczych oraz korzystaliśmy z bezinteresownej pomocy innych osób. Przez to prace przebiegały dużo wolniej, niż byśmy chcieli, i dlatego parę ośrodków nas w różnych rzeczach wyprzedziło, ale udało nam się zrobić to, co chcieliśmy: otrzymać enzym, zbadać jego funkcje, podstawowe biochemiczne parametry odpowiadające za rozpoznawanie jednych, a nie innych związków chemicznych, w tym przypadku substratów. Było to dla nas duże wyrzeczenie. Często pracowaliśmy po godzinach, poza tym, czym zajmujemy się na co dzień.

Niestety finansowanie nauki w Polsce jest mizerne. Budżet roczny Uniwersytetu Harvarda to równowartość około 12-letniego budżetu polskiego ministerstwa. Nie możemy się równać do tego, co się dzieje na świecie, ale czasem zdarza się, że wbrew naszym oczekiwaniom jesteśmy mile zaskoczeni i mimo dużej konkurencji dostajemy spore środki. W przypadku tego projektu mieliśmy ogromne nadzieje na dofinansowanie, bo zarówno projekt, jak i zaproponowane pomysły i rozwiązania były jasno opisane. Inne osoby na świecie podjęły się tego, a mogliśmy być pierwsi. Niestety palma pierwszeństwa została przekazana dalej.

Czy zamierzacie kontynuować projekt?

Właściwie to nie jest projekt, bo nie ma określonych ram czasowych ani ściśle zdefiniowanego budżetu. To raczej coś w rodzaju orphan project. Nikt z nas nie może się mu poświecić w 100%, ale prace na pewno będą kontynuowane.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiał: Patryk Matuszek
EUROIMMUN POLSKA Sp. z o.o.
www.euroimmun.pl

Więcej informacji na: tropikalne.info/choroby/zika/

Nie znalazłeś odpowiedzi na nurtujące Cię pytanie? Prześlij je nam, a odpowiedź wkrótce ukaże się na blogu: blog@euroimmun.pl

2 komentarze do “Przełomowe odkrycie polskich naukowców

  1. „Pracowaliśmy, bazując na własnych odczynnikach i reagentach” – ciekawe, czym różnią się odczynniki od reagentów. Oto pytanie i kwestia zarazem.

  2. Bardzo szkoda, że tacy świetni naukowcy nie dostają pieniędzy na badania !!!!!! Tak blisko odkrycia jak załatwić Zika i co ? prozaicznie brak pieniędzy czy za mała siła przebicia? Za granicą bylibyście bohaterami z pełnym portfelem. Może warto zainteresować tym problemem Prezydenta? Ukrócić partiom politycznym wydatki i kasa będzie…….
    Pozdrawiam i życzę aby udało zablokować replikację wirusa i zdobyć Nobla…..

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *