Co sk艂oni艂o pani膮 do zaj臋cia si臋 akurat tym tematem?
W trakcie studi贸w doktoranckich zaproponowano mi udzia艂 w grancie badawczym OPUS 19. Temat wyda艂 mi si臋 wyj膮tkowo ciekawy ze wzgl臋du na aspekt aplikacyjny. Jednocze艣nie, pod wzgl臋dem badawczym, jest to stosunkowo nowy temat r贸wnie偶 na 艣wiecie, st膮d tak偶e ch臋膰 do realizacji tych bada艅. Sam projekt badawczy by艂 bardzo szeroki, wi臋c wiedzia艂am, 偶e jest to dla mnie du偶a mo偶liwo艣膰 rozwoju.
Czym jest polimeraza DNA theta?
W organizmie ludzkim, w ka偶dej kom贸rce wyst臋puj膮 bia艂ka, kt贸re s膮 odpowiedzialne za podstawowe funkcje pozwalaj膮ce nam prze偶y膰. Polimeraza DNA theta jest jednym z takich bia艂ek. Dok艂adnie jest to enzym, kt贸ry odpowiada za syntez臋 DNA podczas jego naprawy. Og贸lnie polimerazy DNA to szeroka grupa bia艂ek, a dok艂adnie enzym贸w umo偶liwiaj膮cych syntez臋 DNA w trakcie jego naprawy oraz replikacji. Replikacji, czyli podstawowego procesu, kt贸ry pozwala na powielenie DNA, aby nast臋pnie podczas podzia艂u kom贸rki m贸g艂 zaj艣膰 podzia艂 tego materia艂u genetycznego na kom贸rki potomne. Gdyby nie zdolno艣膰 naprawy DNA to prawdopodobnie jego uszkodze艅 by艂oby na tyle du偶o, 偶e kom贸rka by umiera艂a. Naukowcy odkryli, 偶e polimeraza DNA theta jest przede wszystkim zaanga偶owana w proces naprawy dwuniciowych p臋kni臋膰 DNA, bior膮cy nazw臋 od tego bia艂ka czyli 艂膮czenie ko艅c贸w zale偶ne od polimerazy theta (z ang. polymerase theta-mediated end joining).
Schemat procesu, w kt贸ry zaanga偶owana jest polimeraza DNA theta
I do jakich wniosk贸w doszli艣cie?
S膮 to badania wst臋pne. Aby faktycznie bezpo艣rednio prze艂o偶y艂y si臋 na terapi臋 przeciwnowotworow膮 musia艂oby nast膮pi膰 jeszcze bardzo du偶o proces贸w. Badania przeprowadzone by艂y w g艂贸wnej mierze na kom贸rkach nowotworowych, czyli in vitro. Powinni艣my nast臋pnie rozszerzy膰 badania in vivo, czyli na zwierz臋tach, a p贸藕niej przeprowadzi膰 badania kliniczne, ju偶 na pacjentach i osobach zdrowych. Jednak ju偶 teraz z moich bada艅 mo偶na wywnioskowa膰, 偶e kombinacje lek贸w, kt贸rych u偶y艂am, czyli inhibitory polimerazy DNA theta, wraz z inhibitorami innych bia艂ek zaanga偶owanych w napraw臋 DNA, czyli polimerazy ADP-rybozy (w skr贸cie PARP) lub RAD52, prowadz膮 do 艣mierci kom贸rek nowotworowych. W 艣wiecie naukowym PARP to szeroko badana grupa bia艂ek i ju偶 funkcjonuje w terapiach przeciwnowotworowych, szczeg贸lnie jajnika i piersi. G艂贸wny mankament tego leczenia jest taki, 偶e kom贸rki nowotworowe uodparniaj膮 si臋 na te inhibitory, st膮d te偶 tak du偶e zainteresowanie inhibitorami polimerazy DNA theta 鈥� mo偶e by膰 ona drugim celem terapeutycznym, kt贸ry pomo偶e w walce z oporno艣ci膮 na inhibitory PARP. W swoich badaniach u偶ywa艂am kombinacji tych lek贸w wraz z chemioterapeutykiem. Dla glejaka by艂 to temozolomid, a dla czerniaka 鈥� dakarbazyna. Leki te s膮 rutynowo stosowane w leczeniu chemioterapeutycznym wymienionych nowotwor贸w. Naszym celem by艂o zbadanie, jaki wp艂yw ma ka偶dy z tych czynnik贸w oddzielnie, jak i ich kombinacja.
Okaza艂o si臋, 偶e kombinacja dw贸ch inhibitor贸w do艣膰 skutecznie zabija kom贸rki nowotworowe, czyli jej dzia艂anie jest istotnie statystycznie wy偶sze w por贸wnaniu do zastosowania pojedynczych lek贸w w wi臋kszo艣ci otrzymanych wynik贸w. Dodanie do tego chemioterapeutyku jeszcze zwi臋ksza ten efekt. Natomiast, co istotne, kombinacje te wp艂ywaj膮 w du偶o mniejszym stopniu na kom贸rki prawid艂owe, czyli zdrowe. Jest to klucz do precyzyjnej terapii, kt贸ra mia艂aby celowa膰 tylko w nowotwory, a nie szkodzi膰 zdrowym tkankom w organizmie cz艂owieka. Mog艂oby si臋 to sta膰 realn膮 terapi膮 przeciwnowotworow膮 dla pacjent贸w.
Efekt dzia艂ania inhibitora polimerazy DNA theta (ART558), inhibitora PARP (BMN), inhibitora RAD52 (L-OH-DOPA), zwi膮zku cytotoksycznego temozolomidu (TMZ) oraz ich kombinacji na kom贸rki glejaka (GBM21) oraz kom贸rki prawid艂owe (NHA) zwizualizowany na mikroskopie fluorescencyjnym za pomoc膮 podw贸jnego barwienia jodkiem propidyny i kalcein膮 AM. Kom贸rki 偶ywe wybarwione s膮 na zielono, a kom贸rki z zaburzon膮 integralno艣ci膮 b艂ony kom贸rkowej na czerwono
Czy jest szansa na wdro偶enie pani odkry膰 w leczeniu nowotwor贸w?
Inhibitory polimerazy DNA theta ju偶 s膮 w badaniach klinicznych jako zwi膮zki o potencjale przeciwnowotworowym, wi臋c to te偶 pokazuje praktyczny aspekt i szans臋 wej艣cia do prawdziwej terapii przeciwnowotworowej. Moje badania, mo偶e niebezpo艣rednio niestety, maj膮 szans臋 wej艣cia w praktyk臋 leczenia nowotwor贸w. Ciesz臋 si臋 z tego, bo maj膮 wk艂ad w poszerzenie wiedzy z tej dziedziny. Wed艂ug mojej wiedzy, jeste艣my pierwszym zespo艂em, kt贸ry bada艂 zastosowanie tych inhibitor贸w w leczeniu nowotwor贸w m贸zgu i sk贸ry. Nie ma takich publikacji, przynajmniej publicznie dost臋pnych, i to na pewno jest nowum.
Przy realizacji swoich bada艅 wsp贸艂pracowa艂a Pani z r贸偶nymi o艣rodkami zewn臋trznymi. W jaki spos贸b ta wsp贸艂praca si臋 odbywa艂a?
Wsp贸艂pracowali艣my z trzema jednostkami Uniwersytetu Medycznego: Zak艂adem Biochemii Medycznej, pod kierownictwem prof. Janusza Szemraja, w kt贸rym odbywa艂a si臋 cz臋艣膰 bada艅, Klinik膮 Neurochirurgii i Chirurgii Nerw贸w Obwodowych, od kt贸rej otrzymywali艣my do bada艅 materia艂 glejaka, i Klinik膮 Chirurgii Onkologicznej, od kt贸rej uzyskiwali艣my materia艂 czerniaka. Z kolei dr Gra偶yna Hoser z Zak艂adu Immunologii Transplantacyjnej i Eksperymentalnej Intensywnej Terapii Centrum Medycznego Kszta艂cenia Podyplomowego w Warszawie stanowi艂a dla nas zaplecze merytoryczne i z ni膮 wykonywali艣my badania in vivo.
奥蝉辫贸艂辫谤补肠补 z prof. Tomaszem Skorskim z Department of Microbiology and Immunology and Fels Institute for Cancer Research and Molecular Biology Lewis Katz School of Medicine z Temple University of Philadelphia w Stanach Zjednoczonych r贸wnie偶 mia艂a charakter merytoryczny. Pan Profesor jest specjalist膮 w tym temacie i by艂 dla nas 藕r贸d艂em wiedzy oraz cennych, najnowszych informacji.
Czy badania, kt贸re pani prowadzi艂a do pracy doktorskiej b臋d膮 w jaki艣 spos贸b kontynuowane?
Tak, s膮 takie plany. Wst臋pnie wiadomo, 偶e kontynuacja b臋dzie rozszerzeniem dok艂adnie tych samych bada艅, ale na nowotw贸r trzustki, kt贸ry jest trudny w leczeniu i powoduje wysok膮 umieralno艣膰. Dlatego, je偶eli mogliby艣my przyczyni膰 si臋 do zwi臋kszenia jego wyleczalno艣ci, by艂oby to bardzo cenne. Chcieliby艣my tak偶e zrealizowa膰 badania w obr臋bie tych samych nowotwor贸w, ale na wi臋kszej liczbie linii kom贸rkowych, czyli rozszerzy膰 skal臋 bada艅, by jeszcze potwierdzi膰 uzyskane wyniki. Jak wiadomo, ka偶dy pacjent jest troch臋 inny. Kolejny plan na kontynuacj臋 to grant, o kt贸ry wniosek przygotowujemy. Pozwoli艂oby to na sfinansowanie rozszerzenia bada艅 o kolejne czynniki, mog膮ce przyczyni膰 do lepszego zbadania mechanizmu dzia艂ania polimerazy DNA theta i ca艂ej terapii. Badania te wymagaj膮 du偶ego nak艂adu finansowego i granty z Narodowego Centrum Nauki s膮 znakomitym 藕r贸d艂em wsparcia.
Jakie s膮 Pani plany po obronie doktoratu?
Chcia艂abym zosta膰 jak najbli偶ej nauki i szukam pracy w firmach farmaceutycznych. To bardzo wa偶ne, 偶e mo偶na wykorzysta膰 zdobyt膮 na uczelni wiedz臋 do realnego wp艂ywu na powstawanie lek贸w i terapii, a tak偶e na kszta艂t prowadzenia bada艅 w formie komercyjnej 鈥� takich, kt贸re trafiaj膮 potem do pacjent贸w.
Dzi臋kuj臋 za rozmow臋. Mamy nadziej臋, 偶e prowadzone badania przez pani膮 badania realnie przyczyni膮 si臋 do zwi臋kszenia skuteczno艣ci leczenia nowotwor贸w.
Dr in偶. Gabriela Barszczewska-Pietraszek 鈥� odbywa艂a studia doktoranckie w Stacjonarnym Studium Doktoranckim Genetyki Molekularnej, Cytogenetyki i Biofizyki Medycznej w Katedrze Genetyki Molekularnej Instytutu Biochemii na Wydziale Biologii i Ochrony 艢rodowiska Uniwersytetu 艁贸dzkiego. Rozpraw臋 doktorsk膮 przygotowa艂a pod kierownictwem prof. dr. hab. Tomasza 艢liwi艅skiego z Katedry Genetyki Molekularnej Instytutu Biochemii Wydzia艂u Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁 oraz dr n. biol. Piotra Czarnego z .
Redakcja: Kamila Knol-Micha艂owska, Centrum Promocji, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁
Materia艂 i grafiki: Gabriela Barszczewska-Pietraszek, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁