Gdański Uniwersytet Medyczny i Uniwersytet w Uppsali w Szwecji otrzymają blisko 40 mln zł na utworzenie nowego ośrodka naukowego specjalizującego się w badaniach nad aberracjami genetycznymi nabytymi w ciągu życia jako czynnikami ryzyka nowotworów i innych chorób. Jednostka powstanie dzięki środkom przekazanym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu Międzynarodowe Agendy Badawcze (MAB). Liderami projektu „Mutations acquired during lifetime that lead to increased risk for human disease, with focus on cancer” (akronim 3P-Medicine – Preventive, Personalized, Precision) są dr hab. Arkadiusz Piotrowski, prof. nadzw. z Katedry i Zakładu Biologii i Botanik Farmaceutycznej GUMed oraz prof. dr Jan Dumański z Wydziału Immunologii, Genetyki i Patologii Uniwersytetu w Uppsali. Pozyskane środki pozwolą również na utworzenie 5 specjalistycznych grup badawczych. Finansowanie przyznano na 5 lat.
– Jesteśmy dumni z tego wyróżnienia. To duży sukces Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego i szansa na stworzenie w Uczelni silnej jednostki rozpoznawalnej na arenie międzynarodowej – mówi prof. Marcin Gruchała, rektor GUMed. – Utworzenie w GUMed Międzynarodowej Agendy Badawczej jest potwierdzeniem tego, że nasza uczelnia jest miejscem do prowadzenia wysokospecjalistycznych badań na najwyższym poziomie.
Program MAB jest dedykowany wybitnym naukowcom z Polski lub zagranicy o uznanym dorobku naukowym, którzy w związku ze zdobytym doświadczeniem zapewnią sprawne funkcjonowanie jednostki realizującej Międzynarodowe Agendy Badawcze. Celem Programu jest umożliwienie utworzenia w Polsce nowych jednostek badawczych (struktur organizacyjno-prawnych), w których międzynarodowe zespoły reprezentujące różne specjalizacje naukowe będą realizować badania naukowe i prace rozwojowe na światowym poziomie.
– Międzynarodowa Agenda Badawcza, poprzez efekt skali, pozwala na realizację dużych, reprezentatywnych badań – wyjaśnia dr hab. Arkadiusz Piotrowski, prof. nadzw. GUMed. – Dzięki współpracy z doświadczoną instytucją zagraniczną uzyskamy wsparcie w komercjalizacji wyników oraz wdrożymy efektywne standardy zarządzania projektami. Skorzystają również nasi studenci i doktoranci, dla których MAB otwiera możliwość uczestnictwa w tzw. dual Ph.D. program, realizowanym wspólnie przez Gdański Uniwersytet Medyczny i Uniwersytet w Uppsali.
W pierwszych latach działania ośrodka naukowcy będą zajmować się przede wszystkim znaczeniem PZM (ang. Post-Zygotic Mutations) w rozwoju raka piersi u kobiet, raka prostaty u mężczyzn, raka okrężnicy i pęcherza u obu płci, a także choroby Alzheimera u mężczyzn w związku z występującą u nich utratą chromosomu Y. Będą próbowali zidentyfikować konkretne mutacje pozygotyczne, najbardziej istotne z punktu widzenia podatności na te choroby. Wymaga to zgromadzenia kilku tysięcy próbek klinicznych, pobranych specjalnie do tego celu, od pacjentów z różnymi typami nowotworów i w różnych stadiach zaawansowania choroby. Zbierane próbki będą pochodzić m.in. z guzów nowotworowych, węzłów chłonnych, odległych przerzutów, a także z krwi i skóry. Wszystkie próbki zostaną zgromadzone w Centralnym Banku Tkanek i Materiału Genetycznego Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Następnie naukowcy przeprowadzą szereg zaawansowanych analiz genetycznych i molekularnych, aby określić rodzaj, mechanizm i częstość występowania w nich PZM. Badania te mogą doprowadzić do znalezienia nowych biomarkerów czynników ryzyka raka. Nowe biomarkery mogą zostać następnie opatentowane i stać się podstawą testów diagnostycznych, a także nowych terapii.
Jednym z ciekawszych problemów badawczych, które będą analizowane w nowym ośrodku, jest utrata chromosomu Y (LOY) zachodząca w leukocytach mężczyzn i będąca czynnikiem ryzyka wielu chorób, w tym nowotworowych, Alzheimera czy miażdżycy. Zjawisko to może wyjaśniać obserwowaną różnicę w długości życia pomiędzy kobietami a mężczyznami, na niekorzyść mężczyzn.
– Chcemy rozstrzygnąć, w jaki sposób LOY w leukocytach wpływa na procesy chorobowe w innych narządach. Zgodnie z najbardziej przekonującą hipotezą, wyjaśniającą te związki, utrata chromosomu Y jest związana z upośledzeniem nadzoru immunologicznego, jaki układ odpornościowy (w tym leukocyty) sprawuje nad innymi komórkami – mówi prof. Jan Dumański. – Zdrowe leukocyty eliminują wszystkie komórki różniące się od prawidłowych, natomiast po utracie chromosomu Y proces staje się znacznie mniej wydajny. Jeśli nasze badania potwierdzą tę hipotezę, analiza LOY we krwi mężczyzn w podeszłym wieku mogłaby stać się nowym, klinicznie przydatnym biomarkerem kilku powszechnych chorób.
Choć nowotwory u ludzi mogą się rozwijać na tle wrodzonych predyspozycji genetycznych, stanowią one zaledwie kilka procent wszystkich zachorowań. Tymczasem o dziedziczonych mutacjach, predysponujących do rozwoju różnych typów raka, współczesna nauka wie już całkiem sporo, a znacznie mniej poznane są – występujące znacznie częściej – aberracje genetyczne nabywane w ciągu życia człowieka, także skutkujące kancerogenezą.
Zmiany w genomie powstające w ciągu całego życia nazywane są mutacjami pozygotycznymi (PZM). Obejmują one szeroki zakres mutacji: od zmiany pojedynczego nukleotydu, przez rearanżacje strukturalne w chromosomach, aż po aberracje całych chromosomów. PZM są tak częste i powszechne, że prawdopodobnie w całym organizmie nie ma dwóch komórek, które byłyby identyczne pod względem genetycznym. To właśnie mutacje pozygotyczne sprawiają, że nawet jednojajowe bliźnięta, rozwijające się z jednej zygoty, nie są swoimi identycznymi genetycznymi kopiami.
– Mutacje pozygotyczne uchodzą za produkt uboczny starzenia się normalnych komórek, ale mogą być też czynnikami ryzyka raka i innych chorób. Przykładem takiej pozygotycznej, kancerogennej aberracji jest zanik chromosomu Y w leukocytach mężczyzn, o którym wiemy już, że zwiększa prawdopodobieństwo zachorowania na nowotwory, a także na chorobę Alzheimera ‒ tłumaczy prof. Dumański. – Głównym celem zaproponowanego przez nas programu badawczego jest opracowanie genetycznej i funkcjonalnej charakterystyki tych mutacji oraz podjęcie próby wykorzystania jej w przedklinicznej diagnostyce chorób nowotworowych, czyli zanim jeszcze pojawią się pierwsze oznaki raka lub będzie można stwierdzić go radiologicznie. Ponieważ w ogromnej większości przypadków wczesna diagnoza nowotworu decyduje o szansach na wyleczenie, nasze badania mogą mieć duży wpływ na zmniejszenie śmiertelności wśród pacjentów onkologicznych.
Liderzy Projektu
Prof. dr Jan Dumański pochodzi z Krakowa, gdzie w latach 1979-1984 studiował na Akademii Medycznej (obecnie Collegium Medicum UJ). W 1985 roku rozpoczął badania naukowe na Wydziale Genetyki Klinicznej w Instytucie Karolinska w Sztokholmie w Szwecji. Tam się doktoryzował, a następnie uzyskał tytuł profesora w dziedzinie molekularnej genetyki medycznej. Od roku 2000 pracuje na Wydziale Immunologii, Genetyki i Patologii Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji. Był także profesorem Uniwersytetu Alabama w Birmingham w USA (2006-2008), gdzie kierował Centrum Badań Genetycznych Człowieka im. Howell i Elisabeth Heflin. Uczestniczył w wielu międzynarodowych projektach badawczych dotyczących genetyki nowotworów, molekularnych podstaw metastazy czy mechanizmów stojących za predyspozycjami do zachorowań na nowotwory.
Dr hab. Arkadiusz Piotrowski, prof. nadzw. GUMed pracuje w Katedrze i Zakładzie Biologii i Botanik Farmaceutycznej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Jest absolwentem Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii UG i GUMed (1994-1998) w Gdańsku. Stopień doktora nauk farmaceutycznych uzyskał w 2002 roku na Wydziale Farmaceutycznym z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej (OML) Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego (GUMed). Dr Piotrowski pracował w Department of Genetics and Pathology, Uppsala University, Sweden (2003-2006) oraz w Department of Genetics, University of Alabama at Birmingham (2006-2008). Z tym ostatnim ośrodkiem pozostaje związany do dzisiaj jako adjunct professor, oraz realizując wspólne międzynarodowe projekty naukowe (m.in. grant Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych). Od 2017 roku dr Piotrowski pełni funkcję prodziekana ds. nauki na Wydziale Farmaceutycznym z OML GUMed. Główny obszar badawczy dr. hab. Piotrowskiego stanowią mozaikowatość somatyczna, rearanżacje strukturalne genomu w kontekście nowotworów i rzadkich chorób genetycznych.
W gronie laureatów konkursu znalazły się jeszcze dwie uczelnie – Uniwersytet Gdański i Uniwersytet Warszawski. Wyniki konkursu dostępne są na stronie https://www.fnp.org.pl/trzeci-otwarty-konkurs-w-programie-mab-rozstrzygniety/
Joanna Śliwińska