Nad techniką, która skoryguje wadę genetyczną prowadzącą do powstania mukowiscydozy, pracują naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Efektem ma być pionierska technologia umożliwiająca stworzenie farmaceutyku, który skutecznie leczy przyczynę tej choroby już na poziomie genetycznym, hamując przy tym uszkodzenia narządów.
Zwłóknienie torbielowate, czyli mukowiscydoza, to podstępna choroba zapisana w kodzie DNA. W Polsce cierpi na nią obecnie około 2,8 tys. osób. Zapadalność na tę chorobę jest różna w zależności od regionu świata. U nas jest to średnio jedno na 5 tys. urodzeń. Mukowiscydoza jest dziedziczna, a odpowiada za nią mutacja genu CFTR, który znajduje się na długim ramieniu chromosomu 7. Jego zadaniem jest produkcję białka, które reguluje transport jonów chlorkowych przez błony komórkowe.
U chorych od pierwszych chwil życia dochodzi do nadmiernej produkcji śluzu, który gromadzi się w tkankach, głównie w układzie oddechowym i pokarmowym. Powoduje to ciągłe infekcje i rozwój chronicznego stanu zapalnego. To przyczyna powstawania groźnych zwłóknień i niewydolności narządów – płuc, trzustki, wątroby – które są powodem wysokiej i wczesnej śmiertelności chorych na mukowiscydozę. Większość z nich nie osiąga 40 lat – tłumaczy dr Sylwia Bobis-Wozowicz z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego podjął walkę z tym przewlekłym i groźnym schorzeniem. W pierwszej edycji konkursu FIRST TEAM FENG organizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej badaczka otrzymała maksymalną kwotę, prawie 4 mln zł, na projekt „Innowacyjna strategia leczenia mukowiscydozy”.
Leczenie mukowiscydozy jest długie, kosztowne i często trudno dostępne. Nie każdy chory ma szansę na nowoczesną refundowaną terapię, która jednak i tak nie leczy przyczyny choroby, a jedynie może złagodzić jej przebieg. Bywa, że konieczny jest przeszczep płuc. Podjęliśmy pracę nad opracowaniem takiej techniki, która skoryguje wadę genetyczną, będącą powodem powstania mukowiscydozy, ale także znajdzie uniwersalne zastosowanie w leczeniu różnego rodzaju zwłóknień występujących także w innych chorobach, takich jak niewydolność serca czy marskość wątroby – wyjaśnia dr Bobis-Wozowicz.
W celu naprawy wadliwego genu naukowcy wykorzystują nowatorskie narzędzia do precyzyjnej edycji genomu. Mowa o tak zwanych nożyczkach molekularnych, między innymi system CRISPR/Cas9. Metoda ta polega na tym, że do komórek dostarczane są narzędzia, które rozcinają w precyzyjnym miejscu nić DNA, a wtedy – w obecności matrycy naprawczej – badacze są w stanie skorygować wadliwy gen.
Odkryliśmy, że narzędzia te mogą być transportowane za pomocą pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EVs). Są to struktury pochodzenia komórkowego złożone z błony komórkowej, a wewnątrz znajdują się składniki bioaktywne, które mogą wpłynąć na zmianę odpowiedzi komórek docelowych. EVs Pozyskujemy z hodowli komórek macierzystych, w tym z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC). Co ważne, wykazaliśmy, że pęcherzyki pochodzące z komórek iPSC skutecznie hamują zwłóknienia, zatem mogą stanowić potencjalne terapeutyki w leczeniu zwłóknień w różnych narządach – precyzuje liderka projektu, dodając, że pęcherzyki mogą być podawane dożylnie lub miejscowo w formie hydrożelu hialuronowego, co zapewnia kontrolowane uwalnianie substancji aktywnych.
Projekt realizowany jest od roku, a zespół badawczy intensywnie pracuje nad udoskonaleniem opracowanego modelu. Pierwsze wyniki wskazują, że przełomowy system może działać i być skuteczny.
Za trzy lata mamy nadzieję opracować technologię, którą można będzie skomercjalizować. Byłaby pierwszą umożliwiającą stworzenie farmaceutyku, który skutecznie leczy przyczynę mukowiscydozy właśnie już na poziomie genetycznym, hamując uszkodzenia narządów – zapowiada badaczka z UJ.
Działanie FIRST TEAM umożliwia zdobycie finansowania na założenie zespołu badawczego i prowadzenie w Polsce innowacyjnych badań z potencjałem aplikacyjnym. W pierwszym naborze zgłoszono 202 projekty z 68 ośrodków badawczych. Dofinansowanie na łączną kwotę ponad 101,3 mln złotych otrzymało 27 projektów.