W tym roku Nagrodę Nobla z chemii otrzymała Frances H. Arnold z USA za tzw. ukierunkowaną ewolucję białek, dzięki której uzyskano enzymy katalizujące, czyli przyśpieszające procesy chemiczne, umożliwiające opracowanie nowych leków i materiałów, w tym biopaliw i przyjaznych środowisku tworzyw sztucznych.

Dwaj inni laureaci: Amerykanin George P. Smith i Brytyjczyk sir Gregory P. Winter opracowali metodę phage display, czyli ekspozycji peptydów, która zrewolucjonizowała badania nad nowymi lekami biologicznymi. Obaj badacze wykorzystali w niej zrekombinowane bakteriofagi, czyli wirusy atakujące jedynie komórki prokariotyczne: bakterie i archeony, rozpowszechnione w środowisku oraz w organizmach żywych.

„Kiedy dokonano tego odkrycia nie wiadomo było jeszcze, jaki będzie miało wpływ na rozwój nauki, wtedy wydawało się niepozorne, ale z czasem możliwości tej technologii okazały się ogromne” - powiedziała w rozmowie z PAP prof. Krystyna Dąbrowska z Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu.

„Nie jestem zatem zdziwiona przyznaniem tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Jestem pełna podziwu i wdzięczności dla twórców tej metody, bo dziś powszechnie z niej korzystamy” – dodała specjalistka.

Metoda phage display polega na ekspozycji peptydów i białek na powierzchni zrekombinowanego bakteriofaga. Zrekombinowany bakteriofag poza białkiem w zmodyfikowanym DNA zawiera także sekwencję kodującą dane białko, co ułatwia poszukiwanie oddziałujących cząsteczek i jednoczesne wykorzystanie genu kodującego jedną z nich.

Prof. Dąbrowska podkreśliła, że „metoda ta umożliwiła przekrojowe badania całego zestawu substancji, które mogą mieć aktywność prozdrowotną, białek oraz peptydów, a także wybieranie takich, żeby robiły to czego od nich oczekujemy”. „Wcześniej nie było efektywnego sposobu na takie selekcje, trzeba było badać mniejsze zestawy białek i peptydów albo zaplanować zestaw stwarzający takie szanse” - dodała.

Dzięki tej metodzie opracowano przeciwciało anty-TNF-alfa (o nazwie adalimumab), od 2002 r. stosowane w terapii takich chorób autoimmunologicznych jak reumatoidalne zapalenie stawów, łuszczyca czy nieswoiste zapalenia jelit (np. choroba Leśniowskiego-Crohna).

Zdaniem specjalistki, zaletą metody phage display jest możliwość uzyskania biblioteki setek tysięcy wariantów białek (zbiorów dużej ilości klonów niosących różnorodną pulę peptydów – PAP). „Wtedy duża jest szansa, że wybierzemy z tego zestawu to, co wykazuje oczekiwane przez nas działanie. Dlatego tak duża jest przydatność tej techniki w produkcji leków” – dodała.

Metoda ta pozwoliła uzyskać peptydy o działaniu przeciwnowotworowym hamujące angiogenezę (tworzenie nowych naczyń krwionośnych guza), zmniejszające zdolność nowotworu do tworzenia przerzutów czy blokujące enzymy, których aktywność jest niezbędna w progresji guza.

„Poza lekami technika ta przyczyniła się do opracowania nośników substancji aktywnych, które mają trafić w odpowiednie miejsce, do wybranych narządów i tkanek” – podkreśliła prof. Dąbrowska. W ten sposób można dostarczyć do nowotworu cytokiny, chemioterapeutyki i oligonukleotydy.

Selektywnie dostarczanie leków do komórek nowotworowych lub śródbłonka naczyń guza jest jednym z największych wyzwań współczesnej onkologii. Metodą najczęściej stosowaną w ich opracowywaniu jest właśnie phage display.

„To uniwersalna metoda stwarzająca wiele, nieomal nieskończonych możliwości, zależy tylko jak zaprojektujemy i zaplanujemy doświadczenie” – zwraca uwagę prof. Dąbrowska. 

PAP - Nauka w Polsce, Zbigniew Wojtasiński

zbw/ ekr/