Polscy naukowcy o krok od odkrycia szczepionki na raka

Zespół naukowców pod kierunkiem dr. hab. Jacka Jemielitego, prof. UW z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego rozwiązał kwestie nietrwałości mRNA i zwiększył jego produktywność. Dotychczas nawet jeśli naukowcom udawało się zsyntetyzować określone struktury mRNA, okazywało się, że aby uzyskać terapeutyczny efekt, trzeba dozować do organizmu chorego duże ilości terapeutyku. To z jednej strony zwiększa ryzyko wystąpienia działań ubocznych, a z drugiej potencjalnie znacznie podnosi koszty tego rodzaju terapii. 

Zmiana jednego z 80 tys. atomów w strukturze mRNA

Od wielu lat w różnych laboratoriach na świecie zespoły naukowe pracowały nad „ustabilizowaniem” mRNA, czyli odkryciem sposobu, dzięki któremu trwałoby ono dłużej w naturalnym świecie komórek, a jednocześnie wykazywało silniejsze powinowactwo do czynnika translacyjnego. Udało się tego dokonać polskim naukowcom: odkryli oni uniwersalne końcówki cząsteczek mRNA (tzw. Kap 5’), które gwarantują większą jego trwałość w środowisku naturalnym komórek i pozwalają produkować większą liczbę pożądanych białek. 

„Na podstawie wcześniej prowadzonych badań wiedzieliśmy, w jaki sposób mRNA łączy się z czynnikiem inicjującym translację poprzez kap 5’. Z kolei enzymy degradujące mRNA rozpoczynają jego rozkład od odcięcia struktury kapu. Ten fragment mRNA stał się więc obiektem naszego zainteresowania — zaczęliśmy poszukiwać chemicznych modyfikacji w obrębie struktury kapu, które czyniłby mRNA bardziej odpornym na działanie enzymów degradujących, a jednocześnie zwiększyły powinowactwo do czynnika inicjującego translację” — wyjaśnia prof. Jacek Jemielity. 

Pracując nad różnymi strukturami analogów kapu 5’ zespół odkrył, że drobna zmiana w składzie chemicznym przynosi spektakularny rezultat. „W pewnej charakterystycznej strukturze mRNA zmieniliśmy jeden spośród 80 tys. atomów, z których składa się przeciętnie takie mRNA. Tak zmodyfikowany kwas mRNA zachęca układ odpornościowy pacjenta do niszczenia komórek rakowych” — tłumaczy prof. Jemielity. 

Odkrycie zyskało umowną nazwę beta S-ARCA. „Co najważniejsze, nasze odkrycie ma charakter uniwersalny. Jakiekolwiek mRNA zakończone kapem beta S-ARCA wykazuje zdecydowanie wyższe powinowactwo do czynnika inicjującego translację, jak i wyższą odporność na enzym degradujący” — zaznacza prof. Jemielity. 

Wsparcie z Luizjany, niemiecki inwestor

Osiągnięcia zespołu z UW wspierane były przez współpracujący z polską uczelnią Uniwersytet Stanowy w Luizjanie, którego badacze odpowiadali za testowanie biologicznych właściwości mRNA z nowym analogiem kapu. Po potwierdzeniu zadowalających efektów produktywności i trwałości mRNA oba uniwersytety uruchomiły proces patentowy. 

Jednocześnie zespół z UW, świadomy rangi odkrycia, zaczął poszukiwać kolejnych analogów kapu 5’, aby zabezpieczyć się przed konkurencją. Wkrótce odkrył, że istnieje także drugi sposób stabilizacji mRNA — poprzez podmianę atomu tlenu w mostku trifosforanowym grupą BH3 (atom boru połączony z 3 atomami wodoru). Metodę nazwano umownie beta B-ARCA.

Tuż po uruchomieniu procedury patentowej zespół opublikował swoje dokonanie w prestiżowym czasopiśmie naukowym, co zaowocowało nawiązaniem kontaktów m.in. z uniwersytetem w Mainz oraz należącą do niego firmą biotechnologiczną BioNTech. 

BioNTech wkrótce stał się inwestorem i po negocjacjach kupił licencję na oba wynalazki. Współpraca ta otworzyła nowy rozdział w badaniach nad stabilizowanym mRNA. 

„Badacze z Niemiec, przyjmując na siebie znaczne ryzyko finansowe, dali naszemu wynalazkowi kontekst medyczny. Tamtejszy zespół odpowiadał za typowanie antygenów i rozpoczęcie badań klinicznych z wykorzystaniem trwałego i efektywnego mRNA. Ponadto, na życzenie BioNTech, wspólnie z dr Joanną Kowalską (CeNT) opracowaliśmy protokoły syntezy kapu 5’ S-ARCA w skali gramowej, co z kolei przyczyniło się do dalszej popularyzacji wynalazku w świecie dużych firm farmaceutycznych” — dodaje prof. Jemielity. 

Innowacyjne terapie oparte na mRNA - zyski nie dla Polski

Obiecujące wyniki pierwszych badań klinicznych zwróciły uwagę dużych, innowacyjnych firm farmaceutycznych zainteresowanych wkroczeniem w ten nowy obszar badań medycznych. W 2015 roku sublicencję na dalsze badania i produkcję udostępniono za 670 mln USD dwóm międzynarodowym firmom farmaceutycznym. 

„Te porozumienia pozwolą na kontynuację badań nad innowacyjnymi terapiami opartymi na mRNA. Szacowane zyski mogą być miliardowe. Jednak do Polski trafi z tego tylko kilka procent. W Polsce nie ma źródeł finansowania badań klinicznych. To jest szerszy problem rozwoju projektów do fazy graczy globalnych” — ocenia dr Robert Dwiliński dyrektor Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii. 

Obecny rząd zakłada wprawdzie ułatwienia dla nauki, ale wicepremier Mateusz Morawiecki przyznał, że nie jest to łatwe. „Na pewno to jest pięta achillesowa naszego systemu gospodarczego. Staramy się to zmieniać, ale nie ma jednej metody, która jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki wszystko odmieni”. 

Współwłaściciele wynalazku — UW oraz LSUHSC-S — zadbali o to, by umowy licencyjne gwarantowały przychody zarówno z tytułu sprzedaży sublicencji przez firmę BioNTech, jak i później z tytułu ewentualnej sprzedaży opracowanych terapii i leków oferowanych na różnych rynkach lokalnych. Środki pozyskane w ten sposób przez UW pozwolą m.in. na kontynuację badań nad terapeutycznym mRNA na Uniwersytecie Warszawskim.

Opinia: Początek drogi do indywidualizacji immunoterapii

Dr Aleksander Sowa, dyrektor ds. strategii i rozwoju portfolio w Roche Polska, jednej z firm, która zainwestowała w projekt: 

Immunoterapie to aktualnie najdynamiczniej rozwijający się obszar onkologii. Odkrycie dokonane przez zespół naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego otwiera drzwi do indywidualizacji immunoterapii, a zatem jeszcze bardziej precyzyjnego opracowywania leków dla konkretnych chorych. 

Sam proces komercjalizacji tego odkrycia to bez wątpienia znakomity przykład, jak współpraca na szczeblu międzynarodowym oraz współdziałanie nauki i biznesu mogą przekładać się na tworzenie innowacji i budowanie polskiej gospodarki opartej na wiedzy. Liczymy, że wynalazek zespołu polskich naukowców w postaci konkretnych immunoterapii będziemy rozwijać również w Polsce, we współpracy z polskim środowiskiem naukowym, m.in. w ramach Centrum Naukowo-Przemysłowego utworzonego wspólnie z Centrum Onkologii w Warszawie.