Wiecznie młodzi i zdrowi dzięki sześciu mikrometrom?

Wiecznie młodzi i zdrowi dzięki sześciu mikrometrom?

Komórki VSELs są kluczem do opracowania nowych leków spowalniających procesy starzenia

Prof. dr hab. Mariusz Ratajczak – kierownik Zakładu Medycyny Regeneracyjnej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego i dyrektor Centrum Badań nad Komórkami Macierzystymi Uniwersytetu Louisville

Pandemia pokazała, że wciąż bywamy bezradni wobec natury. Z drugiej strony pana odkrycie VSELs w komórkach macierzystych pobudziło wyobraźnię i przekonanie, że biomedycyna przynosi nam w dłoniach wszechświat – to milowy krok w rozwoju medycyny. W 2006 r. otrzymał pan Nagrodę Fundacji Nauki Polskiej, takiego polskiego Nobla w dziedzinie medycyny. Ale co to znaczy VSELs?
– To komórki. Nazwę VSELs wymyślił prof. Wiesław Jędrzejczak, mój nauczyciel. Kiedy pokazałem wyniki, powiedział, że trzeba je nazwać, i taką nazwę zaproponował. VSELs, czyli skrót z angielskiego: very small embryonic-like stem cells. Wyodrębniliśmy je ze szpiku kostnego myszy. Potem odkryliśmy analogiczne komórki w tkankach człowieka. W badaniach tych od początku brała aktywny udział prof. Magdalena Kucia i komórki VSELs były tematem jej rozprawy doktorskiej, a później habilitacji. Odkryte przez nas komórki mają mniej niż sześć mikrometrów średnicy, w tkankach jest ich niewiele, a ich liczba, co teraz już wiemy, niestety zmniejsza się wraz z wiekiem. Dlatego tak istotne było opracowanie ich namnażania poza ustrojem, w chemicznie zdefiniowanych pożywkach, co ostatnio udało nam się osiągnać i opatentować. Jest to głównie zasługa prof. Janiny Ratajczak, która opracowała metodę ich namnażania.

Jakie choroby potencjalnie mogą być leczone VSELs?
– Komórki VSELs mają szansę leczyć uszkodzenia wielu narządów, np. mięśnia sercowego, narządów ruchu, ośrodkowego układu nerwowego, wątroby, nerek, naczyń krwionośnych. Drugim aspektem wykorzystania wiedzy o tych komórkach jest opracowanie innowacyjnych strategii leczniczych z wykorzystaniem nowoczesnej farmakologii, dietetyki oraz stylu życia, w którym obecna jest wzmożona aktywność fizyczna. Pozwoli to na utrzymanie tych komórek w jak najlepszej kondycji w ustroju, co być może spowolni procesy starzenia. Nie znaczy to, że będziemy wiecznie młodzi i zdrowi, ale możemy starzeć się wolniej i w dobrej kondycji.

Co z problemem etycznym?
– Komórki VSELs są izolowane z dorosłych tkanek, niezależnie od wieku człowieka. Równolegle podejmowano w świecie kroki zmierzające do wykorzystania w medycynie regeneracyjnej komórek izolowanych z zarodków. Budziło to wątpliwości bioetyków. W zeszłym roku nasze badania prezentowałem w Collegium Gregorianum w Rzymie na konferencji organizowanej przez prof. Éliane Gluckman z Europejskiej Szkoły Hematologii, a zjazd odbył się pod patronatem kard. Gianfranca Ravasiego, który jest przewodniczącym Papieskiej Rady ds. Nauki. Była aprobata hierarchów kościelnych, ponieważ nasze komórki są izolowane z tkanek po porodzie. Jednak uważam, że jeśli powstanie technologia oparta na bezpiecznym stosowaniu komórek macierzystych izolowanych z zarodków lub np. powstałych w wyniku manipulacji genetycznej, to również powinniśmy dać im zielone światło.

Od prawie 50 lat bezpiecznie są stosowane krwiotwórcze komórki macierzyste w leczeniu schorzeń hematologicznych, niektórych wybranych chorób metabolicznych oraz chorób z autoagresji. Ja koncentruję się na zastosowaniu komórek macierzystych w leczeniu innych schorzeń spoza układu krwiotwórczego, np. w chorobach serca, naczyń, ośrodkowego układu nerwowego, nerek, wątroby czy siatkówki gałki ocznej.

Czym te komórki różnią się od innych pierwotnych komórek?
– Wyglądają jak bardzo wczesne rozwojowo komórki z zarodka. Są zdeponowane jako prekursory innych komórek macierzystych w dorosłych tkankach. Znajdują się tam w stanie uśpienia, ale znamy mechanizmy, dzięki którym wybudzają się i dają początek innym komórkom macierzystym tkanek i narządów.

Czy z badań wynika, że jest różnica w zastosowaniu rodzaju komórek macierzystych pod względem ich efektywności w leczeniu?
– Komórka macierzysta, aby spełniła pokładane w niej nadzieje, musi być obdarzona potencjałem różnicowania się w tkankę docelową, którą chcemy odbudować (np. krwiotwórcza komórka macierzysta). Najlepiej, jeśli jest to komórka tzw. wielopotencjalna, tzn. obdarzona możliwością różnicowania się we wszystkie tkanki organizmu. Musi to być także komórka bezpieczna, która nie niesie ryzyka tworzenia potworniaków czy nowotworów.

Do czego obecnie na świecie stosuje się komórki VSELs?
– Do tej pory bardzo obiecujące wyniki są głównie w modelach zwierzęcych. W wypadku człowieka istotne było namnożenie ich poza ustrojem do celów terapeutycznych. Można więc myśleć o zastosowaniach u człowieka. Obecnie mamy technologię, która to umożliwia.

Wróćmy do polskich początków. Po otrzymaniu polskiego Nobla wystąpił pan do Narodowego Centrum Badań i Rozwoju o wsparcie projektu „Innowacyjne metody wykorzystania komórek macierzystych w medycynie” kwotą 45 mln zł.
– Finansowanie otrzymało konsorcjum pięciu instytucji, w skład którego wszedł lider i koordynator projektu – Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie, a także Uniwersytet Jagielloński, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego oraz Instytut Biologii Doświadczalnej PAN. Uzyskaliśmy grant na realizację dziewięciu zadań badawczych, m.in. zbadanie roli i właściwości biologicznych komórek VSELs w regeneracji skóry i w chorobie niedokrwiennej serca, poznanie roli komórek macierzystych w powstawaniu i ekspansji nowotworów czy zbadanie możliwości wykorzystania komórek VSELs w terapii regeneracyjnej schorzeń ośrodkowego układu nerwowego. Równolegle były prowadzone badania nad innymi rodzajami komórek macierzystych izolowanych z dorosłych tkanek oraz badania nad efektami parakrynnymi komórek macierzystych w procesach regeneracji. Mój zespół otrzymał z tego grantu 6 mln zł brutto na pięć lat.

Mijają lata, pieniądze wydano, a o komórkach macierzystych wciąż tylko się mówi…
– Grant zakończył się wieloma wartościowymi publikacjami i obserwacjami. Z tych funduszy ośrodki, które brały udział w projekcie, zostały wyposażone w dodatkowy sprzęt i utworzono nowe miejsca pracy. Badania zakończyły się obronami wielu doktoratów i kilku rozpraw habilitacyjnych. Zorganizowano cztery międzynarodowe konferencje naukowe pod hasłem „Baltic Stem Cell Meeting”, propagujące polskie badania nad komórkami macierzystymi. Były liczne publikacje w renomowanych czasopismach naukowych z listy filadelfijskiej, wykazu najważniejszych w świecie pism naukowych. W ramach grantu z NCBR mogliśmy zakupić unikatowy sprzęt i sponsorować wstępną próbę kliniczną w kardiologii z wykorzystaniem populacji komórek wzbogaconej we VSELs. Pragniemy obecnie tę próbę kontynuować.

I co dalej w Polsce, bo Europa bada komórki macierzyste? Obecnie konsorcjum ponad 400 laboratoriów oraz lekarzy z Europy zajmujących się komórkami macierzystymi otrzymało wsparcie pieniędzmi Unii w ramach programu Horyzont 2020.

– W Polsce badania stanęły w miejscu bez wdrożeń klinicznych. W tym samym czasie ponad 30 ośrodków na świecie potwierdziło nasze badania, że komórki VSELs są szansą na leczenie wielu schorzeń. Są również kluczem do opracowania nowych leków spowalniających procesy starzenia. To szansa dla polskiej biotechnologii, tym bardziej że inne typy komórek macierzystych nie spełniają w chwili obecnej pokładanych w nich kiedyś nadziei. Ale powoli wracamy na drogę badań w Polsce.

Zatrzymajmy się przy tym, jakie badania prowadzi się na świecie.

– Przykładowo nad zastosowaniem komórek VSELs w leczeniu choroby popromiennej. Obecnie jedyną terapią jest przeszczep szpiku kostnego. Kolejny przykład – zastosowanie komórek VSELs w leczeniu skutków zapalenia przyzębia. Szacuje się, że forma przewlekła tej choroby dotyczy 10,8% populacji świata, co stanowi ok. 750 mln ludzi. Najnowsze badania naukowe wskazują również istotny związek zapalenia przyzębia z rozwojem i progresją chorób układu sercowo-naczyniowego, w tym zawału serca i udaru mózgu. Dane przedkliniczne dowodzą efektywności terapii komórkami VSELs w procesie regeneracji tkanki kostnej. Pierwsze tego typu badanie kliniczne obejmujące dużą liczbę pacjentów rozpocznie się w najbliższych tygodniach. Inny przykład to zastosowanie komórek VSELs w leczeniu następstw osteoporozy. Szacuje się, że w Europie, USA i Japonii na osteoporozę choruje łącznie ok. 75 mln ludzi. Ponadto ryzyko zgonu z powodu osteoporozy jest porównywalne do śmiertelności spowodowanej rakiem piersi w grupie kobiet po menopauzie. Trendy demograficzne w kontekście starzejących się społeczeństw podkreślają wagę badań ukierunkowanych na znalezienie nowej strategii terapeutycznej. Uszkodzenia siatkówki czy twardzina układowa – w tym przypadku trwają badania przedkliniczne.

Jak rozumiem, praca nad komórkami trwa zwłaszcza w dwóch ośrodkach uniwersyteckich, gdzie pan pracuje. Myślę tu o Louisville oraz Warszawskim Uniwersytecie Medycznym.

– W Polsce obecnie otrzymaliśmy grant na dofinansowanie w ramach konkursu Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego 2014-2020 w ramach działania 1.1. Działalność badawczo-rozwojowa jednostek naukowych – Typ projektów – Wsparcie infrastruktury badawczo-rozwojowej jednostek naukowych. Grant pozwolił na wyposażenie Zakładu Medycyny Regeneracyjnej WUM w unikatowy sprzęt służący do wdrożenia technologii w Polsce. W chwili obecnej go kompletujemy. Grant został przyznany na realizację projektu „Centrum Badań Przedklinicznych i Technologii – CePT II”, który został przygotowany przez konsorcjum Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutu Wysokich Ciśnień PAN. Razem rozwijamy nowe obszary badawcze w zakresie medycyny regeneracyjnej, nanomedycyny, drukowania 3D, zaawansowanych metod diagnostycznych, a więc obszarów, które znajdują się na liście priorytetowych kierunków badań w ramach tzw. innowacyjnych specjalizacji województwa mazowieckiego. Nasza działalność ma stanowić pomost między realizowanymi w uczelniach i jednostkach naukowych projektami badawczymi a partnerami z otoczenia gospodarki. W Wielospecjalistycznym Szpitalu Wojewódzkim w Gorzowie konsultuję powstanie Banku Komórek Macierzystych. Równolegle pracuję nad badaniami z Uniwersytetem Yale, kliniką w Paryżu, ale także Uniwersytetem w Białymstoku czy Katowicach oraz wieloma innymi instytucjami. Obecnie we współpracy m.in. z Polskim Bankiem Komórek Macierzystych opracowujemy protokoły ich klinicznego zastosowania w warunkach GMP (ang. good medical practice – czyli zachowania dobrych praktyk medycznych). Wierzę, że będzie to polski oryginalny wkład intelektualny w rozwój nowych metod medycyny regeneracyjnej.

Komórki macierzyste stają się nowatorską terapią medyczną. W 2007 r. amerykańska firma biofarmaceutyczna NeoStem (od 2015 r. Caladrius) otrzymała na nie wyłączne prawa licencyjne. A co z VSELs?

– Jak wiem, jest kilka patentów na te komórki na świecie, ale my posiadamy patent najwcześniejszy – patent, który jest prior art, oraz wspomniany patent na ekspansje tych komórek do celów leczniczych, co jest ogromnym krokiem naprzód do ich zastosowań klinicznych. W czerwcu tego roku złożyłem również ze swoim zespołem wniosek grantowy do Unii Europejskiej – w konsorcjum pięciu instytucji, którego liderem jest Fraunhofer Institute for Production Technology IPT, ośrodek w Niemczech – by podjąć badania i ocenić zastosowanie komórek VSELs w okulistyce. Od początku tymi badaniami interesują się ośrodki niemieckie, np. Frankfurt Initiative for Regenerative Medicine, Experimental Orthopedics & Trauma Surgery czy Uniwersytet J.W. Goethego z Frankfurtu nad Menem. W 2014 r. otrzymałem największą doroczną nagrodę Niemieckiego Towarzystwa Transfuzjologii i Immunoterapii – Nagrodę im. Karla Landsteinera za odkrycie tych komórek.

Panie profesorze, pracuje pan zarówno w Polsce, jak i w USA. Wiadomo, że prowadzenie badań wymaga pieniędzy. Czy widzi pan zasadnicze różnice w podejściu?

– Dziedzina zastosowania komórek macierzystych w medycynie to ogromny potencjalny rynek, wart miliardy dolarów. Trwa tutaj ostra walka o pieniądze inwestorów, granty itd. Są różne lobby regulujące ten aspekt i potrzebna jest siła przebicia. Walka jest ostra i czasami mało merytoryczna. Bywa tak, gdy chodzi o pieniądze. Niezależnie od kraju.

Fot. archiwum prywatne

Wydanie: 2020, 31/2020

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy