Odkrycie z Uniwersytetu Jagiellońskiego pomoże w leczeniu zwłóknień narządów

[KopalniaWiedzy.pl 320]

Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego daje nadzieję, że w przyszłości uda się leczyć postępujące zwłóknienia narządów wykorzystując w tym celu siły natury. Naukowcy z Krakowa zauważyli bowiem, że w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych znajdują się biomolekuły mikro RNA wykazujące silne właściwości przeciwzwłóknieniowe. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe to biologiczne nanostruktury wydzielane przez komórki. Zbudowane są z podwójnej błony lipidowej, wewnątrz której znajdują się liczne substancje aktywne, w różne sposób oddziałujące na inne komórki.

W eksperymentach in vitro oraz in vivo zaobserwowaliśmy, że po podaniu pęcherzyków zewnątrzkomórkowych następowała znacząca lub całkowita redukcja białek odpowiedzialnych za postępujące usztywnienie tkanek. W modelu zwłóknienia serca u zwierząt doświadczalnych wykryliśmy, że niektóre z badanych osobników już po dwóch tygodniach całkowicie cofnęły zwłóknienie w sercu, pomimo tego, że w tym samym okresie były one stymulowane czynnikiem powodującym zwłóknienie, mówi doktor Sylwia Bobis-Wozowicz, która kierowała pracami zespołu z UJ.

Naukowcy przeprowadzili szczegółowe analizy, w trakcie których wykazali, że biomolekuły mikro RNA oddziałują na mRNA, będące nośnikiem informacji genetycznej. W mRNA znajdują się precyzyjne informacje dotyczące produkcji konkretnych białek. Okazało się, że biomolekuły mikro RNA hamują produkcję białek prowadzących do zwłóknień. Zatem podając odpowiednią ilość konkretnego mikro RNA w rejony tkanek, narządów czy komórek nadprodukujących białka zwłóknieniowe, możemy powstrzymać rozwój schorzenia, wyjaśnia uczona. Okazało się też, że mikro RNA działa uniwersalnie, tak samo w przypadku zwłóknień różnych narządów, czy to będą płuca, wątroba czy serce.

Jednak aby myśleć o tego typu terapii, najpierw trzeba wyizolować pęcherzyki zewnątrzkomórkowe. Można to zrobić, hodując je z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC). IPSC pozyskuje się w wyniku przeprogramowania dojrzałych komórek, do stanu pluripotencji, z zastosowaniem określonych procedur laboratoryjnych. Najpierw od pacjenta pobierane są komórki, na przykład z tkanki tłuszczowej lub krwi. Następnie przeprogramowuje się je do postaci komórek macierzystych iPSC, to znaczy takich, które mogą różnicować w kierunku różnego rodzaju tkanek. Uzyskane komórki hoduje się w specjalnych warunkach fizjologicznych, a następnie izoluje się z takich hodowli pęcherzyki. Zebrane pęcherzyki można podać dożylnie lub umieścić w hydrożelu hialuronowym, który jest neutralny dla organizmu. W ten sposób powstaje preparat, który można wstrzyknąć w miejsce zmienione chorobowo. Forma hydrożelu powoduje, że pęcherzyki będą z niego uwalniane stopniowo w odpowiednio wydłużonym okresie czasu. Dzięki temu zapewnimy większą skuteczność terapii i dłuższe oddziaływanie EVs na tkanki wykazujące tendencję do zwłóknień, opisuje nową technologię Bobis-Wozowic.

Taki proces przygotowania indywidualnego preparatu leczniczego z wykorzystaniem własnych komórek pacjenta zajmuje około dwóch miesięcy. Naukowcy z UJ przypominają jednak, że pęcherzyki zewnątrzkomórkowe nie są immunogenne, zatem można założyć, że mogą one pochodzić z hodowli od innych dawców. Możliwe byłoby zatem produkowanie uniwersalnego leku, tym bardziej, że pęcherzyki dobrze znoszą przechowywanie przez dłuższy czas.

Uczeni postanowili też sprawdzić, czy nie lepiej byłoby syntetyzować biomolekuły mikro RNA zamiast hodować iPSC. Z przeprowadzonych kalkulacji wynika, że wariant terapii z syntetycznym mikro RNA, choć technicznie wydaje się prostszy, kosztowałby kilkukrotnie więcej w porównaniu do wariantu, w których hodujemy komórki macierzyste i pozyskujemy z nich naturalne pęcherzyki EVs. Poza tym, niezaprzeczalną korzyścią, jaka płynie z hodowli naturalnej, jest biokompatybilność, a w przypadku terapii personalizowanych – całkowite wyeliminowanie ryzyka wystąpienia niepożądanych reakcji immunologicznych na podawany preparat, stwierdzają badacze.

Naukowcy z UJ podkreślają, że jak dotąd nie zauważyli żadnych skutków ubocznych opracowanej przez siebie terapii, mimo że podczas eksperymentów wykorzystywali m.in. myszy z osłabionym układem odpornościowym.

W tej chwili uczeni prowadzą badania i poszukują ich dalszego finansowania. Ze względu na wysokie koszty takich badań poszukujemy podmiotów z sektora firm farmaceutycznych i biotechnologicznych, zainteresowanych doskonaleniem tej technologii i docelowo wprowadzeniem jej na rynek. Nie wykluczamy przy tym przeprowadzenia dalszych prac badawczo-rozwojowych, w wyniku których podniesiony zostanie poziom gotowości technologicznej odkrycia. Zależy to jednak od dalszego finansowania i zaangażowania ewentualnych partnerów – mówi dr inż. Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor Centrum Transferu Technologii CITTRU UJ.

« powrót do artykułu