Około 730 tys. Polaków i 180 mln ludzi na świecie zarażonych jest wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV). Większość z nich o tym nie wie. Wirus może powodować marskość lub nowotwór tego narządu. Tymczasem, jak mówi dr Anna Boguszewska-Chachulska, biolog molekularny z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, terapia stosowana obecnie w tej chorobie jest droga i niewystarczająco skuteczna.
ZNALEŹĆ NOWY LEK
Dr Anna Boguszewska-Chachulska kieruje zespołem naukowców poszukujących nowego leku, który mógłby powstrzymać namnażanie wirusa typu C w organizmie ludzkim poprzez zahamowanie działania kluczowego dla tego wirusa enzymu - helikazy RNA, niezbędnego do powielania jego materiału genetycznego. Spośród kilkuset przebadanych potencjalnych inhibitorów naukowcy wytypowali już kilka najbardziej aktywnych. Badania te są jednak wciąż dalekie od ukończenia.
Na świecie prace nad znalezieniem skutecznego leku i szczepionki przeciwko HCV są prowadzone od niedawna - wirus został zidentyfikowany w 1989 roku.
Wciąż nie ma skutecznej szczepionki chroniącej przed wirusem, a zarażone nim osoby są najczęściej leczone za pomocą tzw. kombinowanej terapii pegylowanym interferonem alfa i rybawiryną – czyli substancjami, które stymulują reakcję odpornościową organizmu człowieka oraz wpływają hamująco na namnażanie wirusa w zarażonych komórkach.
Dzięki stosowanej obecnie terapii szanse na wyleczenie ma od 40 do 60 proc. osób zakażonych HCV. Uzależnione jest to m.in. od genotypu wirusa, jego poziomu we krwi, wieku pacjenta, czasu, jaki upłynął od momentu zakażenia i stanu zwłóknienia wątroby.
"Wadą stosowanych obecnie terapii, oprócz bardzo wysokich kosztów (miesięcznie ponad 2 tys. zł), jest także występowanie wielu działań niepożądanych takich jak: zespół grypo podobny, zaburzenia funkcji tarczycy, depresja, stany lękowe, zaburzenia układu trawiennego, problemy skórne, retinopatia czy leukopenia" - mówi dr Boguszewska-Chachulska.
"Jeśli uda się nam znaleźć nowy związek, będzie on jednym z elementów kompleksowej terapii antywirusowej, obok istniejących współcześnie leków oraz substancji będących obecnie na różnych etapach badań klinicznych, takich jak np. inhibitor proteazy, czyli związek wstrzymujący cięcie poliproteiny (prekursora białek) namnażającego się wirusa, czy też inhibitor polimerazy RNA, powielającej genom HCV" - tłumaczy badaczka.
FLUOROFORY ZAMIAST IZOTOPU FOSFORU
Badania nad wirusem HCV w IBB rozpoczął w 1998 prof. Tadeusz Kulikowski, nawiązując współpracę z dr Peterem Borowskim z Bernhard-Nocht-Institut fur Tropenmedizin z Hamburga. Na początku dotyczyły one tylko jednego z białek tego wirusa - białka NS3, które jest proteazą i helikazą RNA, tzn. odpowiada za rozplatanie dwuniciowych struktur RNA. Celem tych prac było znalezienie związku, który zahamuje działanie helikazy RNA, a w konsekwencji – namnażanie wirusa.
Dr Boguszewska-Chachulska włączyła się w te badania w roku 2000 po powrocie ze stażu w USA, rozpoczynając prace nad ekspresją i oczyszczeniem białka helikazy na dużą skalę do badań strukturalnych i testowania potencjalnych inhibitorów.
"Chcieliśmy przebadać wiele związków, nie mieliśmy jednak odpowiedniego, przystosowanego do tego testu. Jedyny dostępny test oparty był na wykorzystaniu substratu helikazy wyznakowanego promieniotwórczym izotopem fosforu. Był on niebezpieczny dla zdrowia człowieka i pozwalał na zbadanie niewielkiej liczby związków w czasie każdego eksperymentu, który trwał wiele godzin lub nawet dni" - tłumaczy badaczka.
W 2002 roku, wraz ze swoją grupą stworzyła nieizotopowy, szybki (wyniki po 2 godzinach) i masowy, fluorescencyjny test aktywności helikazy. W teście tym zamiast izotopu wykorzystuje się fluorofory - cząsteczki emitujące fluorescencję, które wzbudzane światłem "oddają" światło o innej długości fali.
Substratem używanym w tym teście jest dwuniciowa cząsteczka DNA - prostsza i tańsza w pracy niż RNA. Jedna z nici DNA zaopatrzona jest we fluorofor, druga w tzw. „wygaszacz”, który całkowicie wygasza świecenie fluoroforu. Po rozdzieleniu nici przez helikazę, fluorofor zostaje oddzielony od „wygaszacza” i zaczyna świecić. Oznacza to, że im więcej dwuniciowego DNA zostanie rozplecione, tym większy efekt fluorescencji się obserwuje.
Jeśli do tego układu dodać cząsteczkę blokujacą aktywność helikazy i hamującą rozdzielanie nici, wtedy świecenie nie wzrasta tak szybko lub zostaje w ogóle wstrzymane.
Metoda ta została wykorzystywana w badaniach kilkudziesięciu potencjalnych inhibitorów helikazy podczas realizacji projektu europejskiego koordynowanego przez prof. Kulikowskiego w latach 2002-2005.
Obecnie, dzięki funduszom z grantu MNiSW, zespół naukowców z IBB pod kierunkiem dr Boguszewskiej-Chachulskiej prowadzi prace dotyczące m.in. poszukiwania skutecznego inhibitora helikazy RNA spośród związków zsyntetyzowanych w IBB oraz innych ośrodkach naukowych, w tym Instytucie Biotechnologii i Antybiotyków w Warszawie oraz Instytucie Biologii Molekularnej i Genetyki w Kijowie. Przebadano już kilkaset syntetycznych związków. "Okazało się, że mamy tu sporo kandydatów, którzy mogą być potencjalnymi lekami. To jednak dopiero pierwszy etap badań" - zaznacza biolog molekularny z IBB.
Najlepiej rokującymi związkami w tej grupie są pochodne antybiotyków atracyklinowych, używanych w leczeniu nowotworów oraz pochodne cyklicznych karboksyamidów.
"Cząsteczki te prawdopodobnie nie działają poprzez bezpośredni kontakt z helikazą, ale raczej poprzez wnikanie w dwuniciową helisę DNA, utrudniając w ten sposób helikazie rozplatanie tego substratu" - tłumaczy.
Naukowcy jednak nie tylko badają, czy związki skutecznie hamują helikazę RNA, ale także czy nie są to związki toksyczne dla organizmu. "Niestety duża część związków, z którymi pracujemy jest cytotoksyczna czyli bardzo szkodliwa dla komórek. Należy pamiętać, że ludzki organizm jest wyposażony we własne helikazy RNA. Musimy więc znaleźć związek, który zahamuje tylko helikazę RNA wirusa HCV, a nie będzie hamował enzymów gospodarza" - mówi naukowiec z IBB.
Naukowcy pracują na razie na uproszczonym systemie replikacji wirusa HCV (na tzw. subgenomowym replikonie HCV) w ludzkich liniach nowotworu wątroby. Konieczne są jednak dalsze badania na układach komórkowych, w których namnaża się pełny wirus. Wykorzystać do tego można np. hodowle ludzkich limfocytów zarażonych wirusem HCV.
W ostatnich miesiącach dr Anna Boguszewska-Chachulska wraz ze współpracownikami złożyła wniosek patentowy dotyczący cyklicznych karboksyamidów, obecnie składany jest kolejny, dotyczący pochodnych antracyklinowych. W poprzednich latach grupa prof. Kulikowskiego zgłosiła kilka wniosków patentowych, chroniących inne grupy związków; współautorem jednego z nich jest także dr Boguszewska-Chachulska.
"Nie chciałabym, żeby nasze prace zakończyły się tylko odnalezieniem dobrego związku chemicznego, opatentowaniem i opublikowaniem efektów badań. Mam nadzieję, że chociaż jeden z badanych związków znajdzie zastosowanie w leczeniu" - podkreśla Boguszewska-Chachulska.
Naukowcy z IBB prowadzą także badania strukturalne dotyczące oddziaływania helikazy z inhibitorami. Celem jest poznanie dokładnego miejsca interakcji helikazy i hamujących ją cząsteczek.
Jako jedyny zespół w kraju poszukują także zastosowań antywirusowych inhibitorów kinaz białkowych. "To sposób na walkę z wirusem HCV z perspektywy organizmu. Chodzi o zahamowanie wybranych ludzkich kinaz - białek, które biorą udział w fosforylacji (dołączeniu grupy fosforanowej) innych białek" - mówi dr Boguszewska-Chachulska.
Kinaza kazeinowa CK2 i kinazy jej pokrewne fosforylują dwa białka HCV. Białka te z kolei odgrywają ważną rolę w namnażaniu wirusa. Naukowcy mają nadzieję na odnalezienie związków, które zahamują działanie fosforylacyjne kinaz i uniemożliwią powielanie cząsteczek wirusowych.
Dr Boguszewska-Chachulska jest absolwentką Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Pracę magisterską obroniła w Zakładzie Genetyki UW. W 1990 roku rozpoczęła pracę pod kierunkiem prof. Włodzimierza Zagórskiego-Ostoi w Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN.
Pierwsze prowadzone prze nią prace dotyczyły charakterystyki molekularnej wirusa Y ziemniaka (PVY), który jest jednym z najważniejszych patogenów tej rośliny.
W latach 1992-1997 odbyła staże naukowe we francuskim Laboratoire de Biologie Cellulaire w Wersalu. Pracowała tam pod kierunkiem dr Christophe'a Robaglia.
W 1998 roku obroniła prace doktorską "Potato virus Y phylogeny and engineered virus resistance", której promotorem był prof. Włodzimierz Zagórski-Ostoja.
Po obronie pracy odbyła prawie dwuletni staż w laboratorium dr Lindy Hyman na Tulane University w Nowym Orleanie w USA.
W 2000 roku powróciła do IBB. Od tego czasu jest zaangażowana jest w prace dotyczące znalezienia skutecznego leku przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu C.
Obecnie kończy pracę habilitacyjną "Helikazy RNA jako potencjalny cel terapii antywirusowej". Wyniki tych badań zostały docenione przez jury konkursu L'Oréal Polska dla Kobiet i Nauki. W grudniu 2006 roku otrzymała roczne stypendium habilitacyjne.
Czas wolny poświęca wyjazdom - odwiedza Amerykę Południową, Kostarykę, nurkuje w Morzu Czerwonym i w Oceanie Indyjskim, bierze udział w podwodnych pracach archeologicznych. Pasjonuje ją fotografia - na zdjęciach zamiast ludzi woli uwieczniać zwierzęta i rośliny. Poza tym czyta, jeździ na rolkach i rowerze, uczy się hiszpańskiego i tańczy.
PAP - Nauka w Polsce
Zródło artykułu : http://www.pmz.pl/index/index.php , PAP - Nauka w Polsce
{module Zdrowie i medycyna}
