Zablokowanie aktywacji jednego z enzymów kluczowych dla syntezy DNA i zatrzymanie w ten sposób rozwoju komórek nowotworowych – to cel badań międzynarodowego zespołu, którym kieruje badaczka z Uniwersytetu Opolskiego. Na czteroletni projekt Komisja Europejska przeznaczyła 202 tys. euro.
W skład międzynarodowego konsorcjum wchodzą badacze z Polski, Włoch, Armenii, Stanów Zjednoczonych i Australii. Liderem konsorcjum jest Uniwersytet Opolski. W realizację projektu zaangażowani są pracownicy trzech jednostek opolskiej uczelni: Instytutu Nauk o Zdrowiu, Instytutu Chemii i Instytutu Nauk Medycznych. Kilkunastoosobowy zespół, pod kierunkiem dr hab. Danuty Witkowskiej, bada wpływ zakłócania biosyntezy puryn na rozwój komórek nowotworowych.
W centrum uwagi badaczy znajduje się białko ATIC – enzym kluczowy dla syntezy puryn, a tym samym DNA. W zdrowych komórkach działa efektywny mechanizm odzysku składników DNA, ale komórki nowotworowe idą na skróty, aktywując własne, intensywne ścieżki syntezy, w których ATIC odgrywa główną rolę. Naukowcy postanowili zakłócić ten proces – nie poprzez zniszczenie białka, ale przez zablokowanie jego aktywacji.
Pomysł narodził się dekadę temu, kiedy podczas dwuletniego stażu w Anglii badałam ATIC pod kątem siły jego wiązań z innymi substancjami – tłumaczy prof. Witkowska. – W tym samym czasie inna grupa w Wielkiej Brytanii próbowała go blokować określonymi związkami. My w Opolu, we współpracy z dr. Pawłem Lenartowiczem, poszliśmy podobnym tropem, projektując jednak bardziej naturalne związki – peptydy, tak zmodyfikowane, by nie ulegały rozkładowi i skutecznie działały w organizmie – dodaje dyrektorka Instytutu Nauk o Zdrowiu UO.
O projekcie tej skali marzyła od lat. W ubiegłym roku potencjał w tym pomyśle dostrzegli eksperci z Komisji Europejskiej, przyznając jej grant Marie Skłodowska-Curie Actions: Staff Exchanges. Na czteroletnie badania otrzymała 202 tys. euro. Rozpoczęły się w listopadzie. Prace prowadzone są na styku biologii, chemii, medycyny i bioinformatyki.
Całe przedsięwzięcie to prawdziwy majstersztyk organizacyjny: Instytut Farmacji Uniwersytetu Państwowego w Erywaniu odpowiada za syntezę peptydów, Instytut Biostruktur i Bioobrazowania Włoskiej Narodowej Rady Badań Naukowych – za modelowanie komputerowe i analizę miejsc wiązania, w amerykańskim Coastal Carolina University przeprowadzane są testy na muszkach owocowych, zaś w australijskim Uniwersytecie RMIT – eksploruje się bazy danych w poszukiwaniu alternatywnych inhibitorów. W Opolu z kolei bada się kinetykę oraz siły oddziaływań pomiędzy zaprojektowanymi związkami i białkiem ATIC. Nasi naukowcy przeprowadzają również testy cytotoksyczności.
Udało nam się już zoptymalizować metodę syntezy określonych peptydów. Teraz możemy produkować je w większych ilościach – relacjonuje dr Przemysław Domaszewski, adiunkt w Instytucie Nauk o Zdrowiu UO, który niedawno odbył miesięczny staż w Armenii.
Synteza tych zmodyfikowanych peptydów to precyzyjna sztuka, wymagająca eksperymentowania, testowania wielu metod i skrupulatnego dokumentowania każdego etapu. Teraz związki te zostaną zbadane za pomocą mikrokalorometrii miareczkowej oraz spektroskopii dichroizmu kołowego. W dalszej kolejności czekają testy na komórkach nowotworowych i symulacje komputerowe.
Prawdziwymi bohaterkami realizowanych prac badawczych są muszki owocowe (Drosophila melanogaster). Te małe istoty, odpowiednio genetycznie zmodyfikowane, są zdolne odtwarzać specyficzne patologie nowotworowe.
Nasza doktorantka wyjeżdża w styczniu na pięciomiesięczny staż do USA, by projektować mutacje genetyczne u muszek – wyjaśnia dr Przemysław Domaszewski. – Dlaczego właśnie muszki? Bo dzięki temu oszczędzamy kręgowce, takie jak myszy. Poza tym zyskujemy czas – hodowla bardziej złożonych organizmów jest czasochłonna, tymczasem cykl życia Drosophila zamyka się zaledwie w dwóch dobach – kontynuuje opolski badacz.
Jeśli któryś z inhibitorów okaże się wystarczająco skuteczny, być może realne stanie się opatentowanie odkrycia i współpraca z przemysłem farmaceutycznym.
To na razie pozostaje w sferze moich fantazji. Nie chcę mierzyć zbyt wysoko, ale mam takie marzenie, że rzeczywiście uda się wreszcie zrobić milowy krok w walce z chorobą nowotworową. By świat dzięki nam mógł stać się choć trochę lepszy – kończy prof. Danuta Witkowska.
MK, źródło: UO
Gratuluję Przemek że się rozwijasz. Dr Domaszewski to jeden z kilkunastu badaczy który opuścił Politechnikę Opolską ze względu na fatalne zarządzanie rektora. Upolitycznił politechnikę i obstawił się swoimi klakierami. Informatykę i nauki o zdrowiu naukowo rozwalił a uczelnia leci po równi pochyłej.
To jednak smutne że badacze z takich słabych uniwersytetów jak ten z Opola jak staną na palcach to mogą jedynie współpracować z Armenią.
No, teraz kwota już wygląda rozsądnie, bo nawet 95,5 mln EUR (405 mln PLN) to byłby dwuletni budżet Uniwersytetu Opolskiego. 😉
"Dlaczego właśnie muszki? Bo dzięki temu oszczędzamy kręgowce, takie jak myszy. Poza tym zyskujemy czas – hodowla bardziej złożonych organizmów jest czasochłonna, tymczasem cykl życia Drosophila zamyka się zaledwie w dwóch dobach – kontynuuje opolski badacz."
No to może fragment z Wikipedii:
"The shortest development time (egg to adult), seven days, is achieved at 28 °C (82 °F). Development times increase at higher temperatures (11 days at 30 °C or 86 °F) due to heat stress. Under ideal conditions, the development time at 25 °C (77 °F) is 8+1⁄2 days, at 18 °C (64 °F) it takes 19 days."
Ciekawe jest użycie Drosophilii do badań związków mających docelowo być stosowanych u człowieka. Dlaczego? Bo owady mają zupełnie inny metabolizm niż ssaki, np. zupełnie inny zestaw cytochromów P450 i innych oksydoreduktaz zaangażowanych w metabolizm ksenobiotyków. Dlatego np. tiofosforany i tiofosfoniany są w miarę bezpiecznymi insektycydami, bo są utleniane u owadów, a nie są u ssaków. Ciekawe więc będzie przeniesienie wyników uzyskanych u Drosophilii na organizm człowieka.