„Wynalazki te otwierają nowe możliwości opracowania leku na raka, w tym raka trzustki, którego leczenie jest wyjątkowo trudne”. Zespół naukowców z Wydziału Biologii Uniwersytetu Gdańskiego kierowany przez prof. Annę Herman-Antosiewicz uzyskał dwa patenty na innowacyjne wynalazki - dwa związki organiczne, pochodne kwasu usninowego, przeznaczone do zastosowania w leczeniu nowotworów.
Nad innowacjami pracował zespół kierowany przez prof. Annę Herman-Antosiewicz, w którego skład wchodzili: mgr Mariola Gimła, mgr Klaudia Żuczek, mgr Maciej Brodecki, dr Anna Pawlik oraz dr Tristan Reekie ze School of Science, University of New South Wales Canberra w Australii.
Kwas usninowy jest znanym, aktywnym biologicznie związkiem izolowanym z porostów. Wykazuje szerokie spektrum aktywności, m.in. przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze, przeciwbakteryjne, immunomodulacyjne czy przeciwzapalne. Znana jest także jego aktywność cytotoksyczna w stosunku do komórek nowotworowych, jednak musi być użyty w wysokich stężeniach, które niestety są również toksyczne dla komórek prawidłowych. - Nowe pochodne kwasu usninowego mają znacznie silniejsze niż kwas usninowy właściwości cytotoksyczne w stosunku do komórek nowotworu m.in. trzustki, szyjki macicy i piersi, a komórki prawidłowe są mniej na nie wrażliwe – opowiada twórczyni, prof. Anna Herman-Antosiewicz. - Już stosunkowo niskie stężenia pochodnych hamują zdolność migracji komórek nowotworowych, wywołują charakterystyczne zmiany w komórkach nowotworowych przypominające dziury (tzw. wakuolizacja) i ostatecznie powodują śmierć tych komórek.
Modyfikacje wprowadzone do znanej struktury kwasu usninowego spowodowały większą selektywność i cytotoksyczność w oddziaływaniu na komórki nowotworowe. Z tego względu nowe związki mogą mieć zastosowanie jako substancje lecznicze w terapii nowotworów. Ponieważ wywołują specyficzny rodzaj śmierci komórek nowotworowych, związany z ich wakuolizacją, mogą być również wykorzystane jako induktory tego typu procesu w badaniach podstawowych. – Wynalazki te otwierają nowe możliwości opracowania leku na raka, w tym raka trzustki, którego leczenie jest wyjątkowo trudne z racji zazwyczaj znacznego zaawansowania choroby w momencie diagnozy, a także cech samych guzów, m.in. oporności komórek nowotworowych na terapie czy ograniczonej penetracji leków do tkanki guza. To ważne osiągnięcie podkreśla zaangażowanie UG w badania i rozwój technologii przyszłości – zaznacza prof. A. Herman-Antosiewicz.
- Kwas usninowy, metabolit wytwarzany przez porosty, ma szereg ciekawych aktywności, w tym hamowanie rozwoju guzów nowotworowych. Niestety, w tym celu musi być zastosowany w wysokim stężeniu, które jest również toksyczne dla prawidłowych komórek organizmu, szczególnie komórek wątroby. Celem prac naszego zespołu była modyfikacja struktury tego związku, aby uzyskać pochodne, które będą bardziej selektywne i toksyczniejsze wobec komórek nowotworowych niż zdrowych – opowiada prof. A. Herman-Antosiewicz. – Uzyskaliśmy takie pochodne, które nie tylko w niższym stężeniu niż związek wyjściowy powodują śmierć komórek nowotworu trzustki, szyjki macicy czy piersi, ale również hamują ich zdolność do przemieszczania się, czyli cechę umożliwiającą komórkom nowotworowym tworzenie przerzutów. Dodatkowo, śmierci komórek nowotworowych towarzyszy specyficzny rodzaj stresu (tzw. stres retikulum endoplazmatycznego) objawiający się pojawieniem się w tych komórkach dużych wakuol wyglądających jak dziury. Wiadomo też, że w komórkach nowotworowych taki stres z reguły jest wyższy niż w zdrowych, szczególnie w komórkach trzustki, zatem jego nieznaczne podwyższenie przez nasze pochodne ma śmiertelny skutek, ale dla komórek rakowych.
Wynalazek umożliwia prowadzenie dalszych badań, m.in. doskonalenia sposobu podania tego leku czy określenie cech komórek nowotworowych, które szczególnie uwrażliwiają je na ten lek, a więc próba personalizacji jego zastosowania .
- Prace nad pochodnymi kwasu usninowego o działaniu antynowotworowym rozpoczęły się w roku w 2016, gdy zespół chemików z Australii przysłał koleżance badającej porosty (dr Beacie Guzow-Krzemińskiej) pierwsze związki do przetestowania ich… antybakteryjnego działania - opowiada prof. A. Herman-Antosiewicz. - Okazało się, że w wyniku modyfikacji struktury kwasu usninowego traci on aktywność antybakteryjną, ale za to zyskuje na aktywności cytotoksycznej względem komórek nowotworowych. Kolejne, bardziej ukierunkowane zmiany oraz ich biologiczny efekt były badane podczas realizacji grantu Harmonia z Narodowego Centrum Nauki we współpracy z zespołem chemików z Australii. Zaowocowało to kilkoma publikacjami oraz patentami, ale przede wszystkim wiedzą, które elementy struktury kwasu usninowego są istotne dla przeciwnowotworowej aktywności jego pochodnych, jak można je ulepszyć, jakie są mechanizmy ich działania. Co więcej, dwie z pochodnych zostały przetestowane in vivo, na mysim modelu z przeszczepionymi komórkami ludzkiego nowotworu piersi lub trzustki, a uzyskane wyniki są bardzo obiecujące.
Wynalazek ma bardzo duży potencjał do zastosowania w leczeniu nowotworów różnego pochodzenia, szczególnie zaś raka trzustki, który ma najniższy wskaźnik wyleczalności (5-letnie przeżycie od momentu diagnozy dotyczy ok. 9% chorych). Wynika to z faktu, że z reguły jest diagnozowany w zaawansowanym stadium, możliwość operacyjnego usunięcia guza jest możliwa dla nielicznej grupy pacjentów, a guzy cechuje wysoka oporność na stosowane chemioterapeutyki.
Twórczyni zamierza wraz z zespołem kontynuować badania, aby otrzymać takie formulacje pochodnych kwasu usninowego, które będą jeszcze skuteczniej docierać do tkanki guza i celu swojego działania w komórkach nowotworowych (projekt Opus złożony do NCN we współpracy z GUMed i przy udziale specjalistów z Wydziału Chemii UG oraz z Australii).
Koordynacją procesu ochrony własności intelektualnej wyników badań naukowców oraz komercjalizacją zajmuje się Centrum Transferu Technologii UG.
