Czworo wybitnych uczonych – prof. Bożena Kamińska-Kaczmarek, prof. Jacek Jemielity, prof. Grzegorz Pietrzyński i prof. Cezary Cieśliński – zostało laureatami Nagród Fundacji rzecz Nauki Polskiej. Najważniejsze wyróżnienie naukowe w Polsce przyznano po raz trzydziesty.
Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej są przyznawane za szczególne osiągnięcia i odkrycia naukowe, które przesuwają granice poznania i otwierają nowe perspektywy poznawcze, wnoszą wybitny wkład w postęp cywilizacyjny i kulturowy naszego kraju oraz zapewniają Polsce znaczące miejsce w podejmowaniu najbardziej ambitnych wyzwań współczesnego świata. Wysokość nagrody wynosi 200 tys. zł.
Prof. Bożena Kamińska-Kaczmarek, kierownik Laboratorium Neurobiologii Molekularnej w Centrum Neurobiologii Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie, otrzymała nagrodę w obszarze nauk o życiu i o Ziemi za odkrycie mechanizmów, które powodują, że glejaki złośliwe tak przeprogramowują komórki odpornościowe, aby wspierały rozwój tych nowotworów mózgu.
Laureatka zajmuje się zróżnicowaniem środowiska guzów mózgu oraz wpływem mikrogleju i innych komórek układu odpornościowego (makrofagów) nagromadzających się w guzie na progresję nowotworu. To nowatorskie podejście, bo wcześniej naukowcy powszechnie uważali, że mikroglej gromadzi się w guzie, aby zwalczać nowotwór. W swoich pracach wykazała, że nowotwór produkuje sygnały, które zmieniają właściwości mikrogleju i powodują, że zamiast zwalczać nowotwory, komórki te wspierają rozwój guza, blokując też odpowiedź przeciwnowotworową. To odkrycie otworzyło nową drogę w dziedzinie badań nad guzami mózgu, a wiele laboratoriów na całym świecie rozpoczęło prace nad biologią mikrogleju w guzach mózgu i przerzutach do mózgu. Badaczka opisała szczegółowo proces aktywacji mikrogleju przez komórki glejaka. Okazało się, że podczas gdy patogeny wywołują odpowiedź zapalną mobilizującą układ odpornościowy, w przypadku glejaka tak się nie dzieje. Glejak przeprogramowuje działanie mikrogleju i zmienia funkcje komórek odporności. Aktywowany jest inny zestaw genów i czynników zaangażowanych w migrację i różnicowanie komórek układu odpornościowego w taki sposób, że układ ten zaczyna działać wadliwie.
Kolejne badania udowodniły, że jednym z zadań zmienionego mikrogleju w glejaku jest wydzielanie enzymów, które, rozcinając macierz pozakomórkową, ułatwiają migrację komórek nowotworowych. Dlatego guz stale się rozprzestrzenia i trudno go zoperować. Badania pokazały również, że w środku guza gromadzą się też inne komórki: makrofagi powstałe z monocytów z krwi obwodowej. One również blokują prawidłową odpowiedź odpornościową.
Dokonania prof. Kamińskiej-Kaczmarek już przyczyniły się do opracowania zaawansowanych terapii w leczeniu glejaka i mogą dać początek kolejnym. Celując w różne populacje makrofagów, można będzie w przyszłości zahamować rozwój guza lub odpowiednio zmobilizować układ odpornościowy chorego do walki, by mógł zwalczyć nowotwór. W tym celu uczona pracuje m.in. nad specjalistyczną platformą do kompleksowej diagnostyki i spersonalizowanej terapii w neuroonkologii. Dokonane przez nią odkrycia mają znaczenie nie tylko w leczeniu glejaków, ponieważ wadliwe działanie mikrogleju występuje również w chorobie Alzheimera. Mogą przyczynić się więc do rozpoczęcia podobnych badań nad różnorodnymi zaburzeniami neurologicznymi i neurodegeneracyjnymi.
Prof. Jacek Jemielity, kierownik Laboratorium Chemii Bioorganicznej Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, został wyróżniony w obszarze nauk chemicznych i o materiałach za opracowanie chemicznych modyfikacji mRNA jako narzędzi do zastosowań terapeutycznych i badań procesów komórkowych.
mRNA, czyli informacyjne mRNA (ang. messenger RNA), nazywane jest komórkowym przepisem na białka. To rodzaj kwasu rybonukleinowego, który powstaje w jądrze komórki. Jako skopiowany z DNA fragment kodu niesie przepis na budowę konkretnego białka. Wyprodukowanie białka jest już zadaniem rybosomów, do których mRNA trafia po opuszczeniu jądra komórkowego. Badania pokazały, że odpowiednio zaprojektowane mRNA można dostarczyć do komórki, aby organizm mógł wyprodukować na jego podstawie konkretne białko. Otwiera to drogę do prac nad terapiami rozmaitych chorób. Cząsteczka mRNA to pojedyncza nić złożona z nukleotydów (cegiełek budujących kwasy nukleinowe) i zakończona z obu stron w charakterystyczny sposób. Na jednym z jej końców (tzw. końcu 5’) znajduje się struktura nazywana czapeczką, a na drugim końcu (3’) – ogon poliA.
Prof. Jemielity wykonał wiele badań nad czapeczką mRNA. Wraz ze współpracownikami stworzył narzędzia molekularne do badań procesów komórkowych związanych z mRNA takie, jak jego degradacja i inicjacja biosyntezy białek. Jednak najciekawsze wydawały się reagenty do modyfikacji mRNA, które poprawiały jego właściwości biologiczne, ze względu na potencjał terapeutyczny takich cząsteczek. W czasie gdy prowadził swe pierwsze badania nad modyfikacjami mRNA większość społeczności naukowej nie była jeszcze świadoma znaczenia ich późniejszych zastosowań w nowoczesnych terapiach biologicznych.
Cząsteczka mRNA jest bardzo nietrwała, szybko ulega degradacji i jest bardzo wrażliwa na różne czynniki oraz modyfikacje. Dlatego znaczenie badań prof. Jemielitego jest tak istotne, bo dzięki opracowanym analogom (m.in. zawierającym grupy tiofosforanowe, boranofosforanowe w mostku oligofosforanowym) mRNA może być znacznie bardziej stabilne i aktywne translacyjnie. Co najważniejsze, metody opracowane przez zespół laureata umożliwiają uzyskanie pożądanego efektu terapeutycznego przy istotnie zmniejszonej dawce mRNA, co zmniejsza ryzyko wystąpienia skutków ubocznych.
Analogi mRNA niezbędne do stabilizacji tej cząsteczki umożliwiły prowadzenie badań w wielu laboratoriach na całym świecie. Pierwsza generacja technologii dotyczących modyfikacji czapeczki na końcu 5’ mRNA prof. Jemielitego została sprzedana w 2011 r. globalnej firmie biotechnologicznej BioNTech. Wiele grup, które chcą stworzyć bardziej stabilne mRNA na potrzeby swoich badań medycznych, biotechnologicznych zabiega o współpracę z profesorem. W latach późniejszych powstały dwie kolejne generacje reagentów (odczynników) do modyfikacji mRNA, które nadawały im jeszcze ciekawsze właściwości biologiczne, istotne z punktu widzenia zastosowań terapeutycznych.
Terapeutyczne wykorzystanie mRNA przez wiele lat pozostawało bardzo obiecującą technologią, która jednak nie mogła doczekać się pierwszego powszechnego wykorzystania. Sytuacja uległa zmianie wraz z nadejściem pandemii COVID-19, kiedy to szczepionki na bazie mRNA opracowano bardzo szybko i okazały się one wyjątkowo skuteczne. Wyniki badań naukowca z UW dotyczących opracowania chemicznych modyfikacji mRNA są istotne dla projektowania wielu nowych terapii opartych na mRNA. Obecnie prowadzonych jest kilkaset badań klinicznych z wykorzystaniem mRNA. Syntetyczne mRNA może być wykorzystane przy tworzeniu leczniczych szczepionek przeciwnowotworowych, czyli podawanych jako lek osobom, które chorują na nowotwór. Szczepionki te mają powodować, że układ immunologiczny, będzie lepiej rozpoznawał chorobę nowotworową i ją niszczył. Jeden z wynalazków prof. Jemielitego jest obecnie sosowany w kilkunastu badaniach klinicznych nad leczniczymi szczepionkami przeciwnowotworowymi. Kolejnym obszarem zastosowania mRNA są szczepionki przeciwwirusowe, już stosowane przeciwko koronawirusowi SARS-CoV-2. Obecnie trwają też prace nad opartymi o technologię mRNA szczepionkami, np. przeciwko wirusowi Zika lub przeciwko grypie. Możliwe są też zastosowania w terapii genetycznych chorób rzadkich, takich jak rdzeniowy zanik mięśni (SMA), czy mukowiscydoza, a także przeciwko chorobom bakteryjnym, a nawet w medycynie regeneracyjnej.
Prof. Grzegorza Pietrzyńskiego z Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN w Warszawie uhonorowano w obszarze nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich za precyzyjne wyznaczenie odległości do Wielkiego Obłoku Magellana.
Laureat jest wiodącym badaczem w dziedzinie astrofizyki obserwacyjnej. Stał się światowym ekspertem w dziedzinie pomiarów odległości kosmicznych. Jego osiągnięcie polega na wykonaniu pomiaru odległości do galaktyki Wielkiego Obłoku Magellana z największą jak dotąd dokładnością – wynoszącą 1 procent. Z jego ustaleń wynika, że WOM znajduje się w odległości 49,59 kiloparseków od Ziemi, czyli ok. 161 tys. lat świetlnych. Proces pomiaru odległości do WOM składał się z kilku elementów, które prowadziły do oszacowania dystansu do dwudziestu tzw. zaćmieniowych układów gwiazd podwójnych, krążących wokół siebie i znajdujących się w omawianej galaktyce. Naukowcy mierzyli zaćmienia, prędkości wspomnianych gwiazd, a następnie przy użyciu prostych praw fizyki wyznaczyli precyzyjne parametry fizyczne badanych obiektów oraz ich odległość.
Wszystko to było możliwe dzięki trwającemu już ponad dwie dekady projektowi Araucaria, którym kieruje właśnie prof. Pietrzyński (wraz z profesorem Wolfgangiem Gierenem). Celem naukowców pracujących w jego ramach jest kalibracja kosmicznej skali odległości. Wyniki dotychczasowych prac prezentowano już w wielu publikacjach, kilkakrotnie ukazywały się one m.in. w prestiżowym Nature. Pomiar odległości bezwzględnych jest jednym z największych problemów w kosmologii. Aby dokonywać pomiarów najbardziej odległych obiektów, na początku naukowcy muszą precyzyjnie zmierzyć dystans właśnie do Wielkiego Obłoku Magellana. Później, znając odległość, wylicza się jasność absolutną znajdujących się w WOM (i innych galaktykach) wyjątkowo jasnych gwiazd – zwanych cefeidami. Określane są one jako tzw. świece standardowe do pomiarów odległości w Kosmosie, bo wyliczenie dystansu do nich jest możliwe dzięki znajomości ich jasności absolutnej oraz pomiarze jasności obserwowanych.
Obserwacja jasności cefeid w innych galaktykach pozwala na mierzenie kolejnych odległości, do jeszcze dalszych obiektów m.in. do galaktyk, w których były obserwowane supernowe typu Ia. Te pomiary zaś są używane do wyznaczenia jasności absolutnych supernowych. Z kolei znając absolutną jasność supernowych możemy, tak jak w przypadku cefeid, porównać ją z jasnością obserwowaną i wyznaczyć ich odległości. Supernowe Ia są jednymi z najjaśniejszych obiektów we Wszechświecie, wiec pozwalają wyznaczyć odległości do bardzo odległych zakątków Wszechświata, a co za tym idzie, wyznaczyć wspomniany parametr Hubble’a.
Precyzyjny pomiar odległości do WOM stanowi obecnie solidny fundament do wyznaczania stałej Hubble’a z dokładnością około 3%. Do badań naukowcy z projektu Araucaria wykorzystywali sieć obserwatoriów Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, Obserwatorium Las Campanas w Chile, South African Astronomical Observatory w Kapsztadzie. Część obserwacji wykonano w Obserwatorium Cerro Armazones należącym do Centrum Astronomicznego PAN. Wykorzystano także dane z polskiego przeglądu OGLE.
Prof. Cezary Cieśliński, kierownik Zakładu Logiki na Wydziale Filozofii Uniwersytetu Warszawskiego, otrzymał nagrodę w obszarze nauk humanistycznych i społecznych za rozwiązanie kluczowych problemów deflacjonistycznej teorii prawdy.
Laureat należy do światowej czołówki specjalistów w zakresie badań nad teorią prawdy. W swoich pracach nawiązuje do tradycji Szkoły Lwowsko-Warszawskiej logiki i filozofii, której początki sięgają końca XIX wieku. Do szkoły tej należy też logik, matematyk i filozof Alfred Tarski, który dążył do stworzenia formalnie precyzyjnego pojęcia prawdy. Określił ją jako pewną cechę zdań logicznych. To umożliwiło rozwój badań nad m.in. logiką i filozofią matematyki. Podążający za jego poglądami zwolennicy deflacjonistycznej teorii prawdy uważają, że najrozmaitsze koncepcje prawdy zarówno dawne, jak i bardziej współczesne (m.in. klasyczne, nieklasyczne, koherencyjne, pragmatyczne, realistyczne, antyrealistyczne, epistemiczne) różnią się jedynie detalami, które są tylko niepotrzebnym uzupełnieniem pojęcia prawdy. Wobec tego, z tak mnogich teorii, można – ich zdaniem – „spuścić powietrze”, odejmując kolejne zbędne elementy. Pozbawione tych nadmiarowych szczegółów teorie będą spełniały kryteria prawdy opisane przez wspomnianego wyżej Alfreda Tarskiego. W języku angielskim można opisać ten proces jako „deflation”, skąd już prosta droga do polskiego „deflacjonizmu”.
Prof. Cieśliński wniósł przełomowy wkład w prace w tej dziedzinie, a jego nagradzana monografia The Epistemic Lightness of Truth z 2017 roku znacząco przyczyniła się do rozwoju deflacjonizmu. W nawiązaniu do tytułu pracy prawdę można określić jako „lekką”. Zgodnie z myślą przewodnią monografii: prawda jest raczej narzędziem do dokonywania generalizacji, niż istotną cechą np. wypowiedzi. Wyrażana przez kogoś myśl, aby była prawdziwa, nie musi wcale strukturalnie odzwierciedlać stanu rzeczy w świecie. Uczony pokazuje, że logika pozwala na precyzyjne formułowanie złożonych idei filozoficznych. Jest to istotne zwłaszcza w przypadku złożonych teorii prawdy. Prof. Cieśliński wykorzystuje narzędzia logiki, aby zaprezentować jasne i precyzyjne sformułowanie szeregu rozważanych deflacyjnych koncepcji. Bada te teorie, przedstawia nieoczywiste i istotne wnioski ich dotyczące.
Książka stanowi też przykład połączenia matematyki i filozofii. Zaprezentowane są w niej niektóre z najbardziej wyrafinowanych matematycznie prac prof. Cezarego Cieślińskiego. Dotyczą one strategii rozwiązywania problemów postawionych w książce i za pomocą logiki pokazują poprawność przedstawianych teorii.
Nagrody FNP są przyznawane od 1992 r. Grono laureatów, łącznie z tegorocznymi, liczy już 110 osób. Uroczystość wręczenia nagród odbędzie się 7 grudnia i będzie transmitowana on line na kanale FNP na YouTube.
Nagroda Fundacji na rzecz Nauki Polskiej jest nagrodą indywidualną, przyznawaną przez Radę FNP w drodze konkursu w czterech obszarach: nauk o życiu i o Ziemi, nauk chemicznych i o materiałach, nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich oraz nauk humanistycznych i społecznych. Kandydatów i kandydatki do tego wyróżnienia zgłaszają wybitni przedstawiciele i przedstawicielki nauki zaproszeni imiennie przez Zarząd i Radę Fundacji. Rada FNP pełni rolę Kapituły konkursu i dokonuje wyboru laureatów na podstawie opinii niezależnych ekspertów i recenzentów – głównie z zagranicy – oceniających dorobek kandydatów i kandydatek.
MK, źródło: FNP, fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska