ERA Chairs (Katedry Europejskiej Przestrzeni Badawczej) to inicjatywa Komisji Europejskiej w ramach programu Horyzont Europa, mająca na celu podniesienie poziomu badań w regionach Unii Europejskiej z ograniczonymi zasobami badawczo-innowacyjnymi. Program umożliwia tworzenie przez wybitnych naukowców i menedżerów zespołów badawczych, które rozwijają kluczowe obszary badań istotne dla rozwoju lokalnych instytucji, kraju i całej Europy. W ramach projektu PERFECTION – „W poszukiwaniu doskonałości: nienaturalne aminokwasy w chemii biologicznej do zastosowań biologicznych i medycznych” Instytut utworzy nową jednostkę – Zakład Chemii Biologicznej do Zastosowań Biologicznych i Medycznych. Na jej czele stanie prof. Marcin Drąg, ceniony chemik biologiczny, laureat Nagrody FnP, twórca platformy technologicznej, w której wykorzystuje się naturalne i nienaturalne aminokwasy do monitorowania aktywności enzymów proteolitycznych (proteaz).

Projekt otwiera nowe możliwości badań nad proteazami – enzymami kluczowymi dla procesów biologicznych i diagnostyki medycznej. Proteazy to grupa enzymów odgrywająca kluczową rolę w wielu procesach biologicznych u człowieka, jak również w praktycznie wszystkich organizmach żywych. Mogą one służyć jako wskaźniki (markery) chorobowe (np. swoisty antygen sterczowy) czy być zaangażowane w progresję chorób neurodegeneracyjnych. Wzrost ich poziomu lub aktywację obserwuje się również w przypadku nowotworów, infekcji bakteryjnych czy wirusowych. To wszystko czyni je doskonałymi instrumentami do diagnostyki chorób i ich leczenia. Wykorzystanie do tego celu nienaturalnych aminokwasów, a więc aminokwasów niewystępujących naturalnie w organizmie, zwiększa skuteczność i trafność diagnozy lub terapii m.in. dlatego, że umożliwia stworzenie ultraselektywnych cząsteczek, a tym samym – ogranicza możliwość oddziaływania na inne procesy biologiczne w organizmie człowieka. Technologia ta otwiera nowe możliwości w opracowywaniu nowych leków i metod diagnostycznych w odniesieniu do wielu rodzajów nieuleczalnych chorób. Jej potencjał najlepiej pokazują prace nad lekiem przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 podczas ostatniej pandemii. Prof. Marcin Drąg i jego zespół, stosując tę technologię, opisał kluczowy enzym SARS-CoV-2, a wyniki tych badań, opublikowane w „Nature Chemical Biology” (Rut i in., 2021), zostały udostępnione publicznie i pobrane ponad 110 tys. razy z platformy bioRxiv, torując tym samym drogę do opracowania skutecznego leku przeciw tej chorobie. – Pandemia COVID-19 i stworzenie jak dotąd jedynego skutecznego leku na SARS-CoV-2, jakim jest Paxlovid, pokazało, jak olbrzymi potencjał tkwi w nienaturalnych aminokwasach jako kluczowych elementach strukturalnych przyszłych leków – mówi prof. Marcin Drąg.

Dzięki projektowi Instytut będzie mógł poszerzyć swoją działalność badawczą i rozwijać narzędzia diagnostyczne i terapeutyczne, wspierając rozwój nauki oraz poprawę zdrowia w Europie i na świecie. Dla Instytutu nowy obszar badań będzie pełnił funkcję „parasola”, łącząc prace kilkunastu zespołów badawczych z IChF PAN i umożliwiając współpracę nad bardziej złożonymi projektami z dziedziny chemii biologicznej celującymi w obszar szeroko pojętego zdrowia. – Instytut posiada unikalne doświadczenie w zakresie rozwoju medycznych platform diagnostycznych, np. w oparciu o techniki mikrofluidyczne i metody spektroskopowe (diagnostykę zakażeń bakteryjnych, diagnostykę onkologiczną, platformy typu organ-on-chip). Brakowało nam jednak do tej pory zespołu pracującego w obszarze biochemii i chemii biologicznej, który mógłby inspirować nowe cele diagnostyczne i rozwijać nowatorskie leki. Liczymy na uzyskanie efektu synergii pomiędzy nowym zespołem prof. Drąga a działającymi w Instytucie zespołami – komentuje dr hab. Adam Kubas, dyrektor IChF PAN.

Prof. Drąg także będzie inspirował zmiany organizacyjne, które pozwolą Instytutowi na trwałe ugruntowanie się w nowym obszarze badań i zwiększą szanse na praktyczne wykorzystanie wyników tych prac. Celem projektu jest też umocnienie pozycji IChF PAN jako wiarygodnego partnera na arenie międzynarodowej w nowej dziedzinie dzięki udziałowi ponad 20 partnerów akademickich i biznesowych w projekcie, pośród których są: Stanford University School of Medicine, University of Massachusetts Amherst, University of California, Scope Fluidics czy inne firmy z zakresu biotech, jak również inne renomowane ośrodki akademickie z Europy, USA, Kanady czy Australii. Projekt PERFECTION poprzez otwarte konkursy o charakterze międzynarodowym na liderów grup badawczych i członków ich zespołów pozwoli również na przyciągnięcie utalentowanych naukowców do Instytutu, zwiększając szanse na pozyskiwanie funduszy zewnętrznych. Będzie to możliwe dzięki utworzeniu nowych programów szkolenia młodych i doświadczonych naukowców w obszarze rozwoju nowych leków i narzędzi diagnostycznych. Realizacja projektu będzie także nadzorowana przez międzynarodową Radę Naukową.

Sukces opisywanej aplikacji grantowej był możliwy dzięki współpracy wybitnych naukowców: prof. Marcina Drąga, uznanego chemika biologicznego, prof. Roberta Hołysta, byłego dyrektora IChF PAN oraz ekspertów zespołu Działu Dużych Projektów Europejskich – Agnieszki Tadrzak i dr Patrycji Nitoń. To ich wspólne zaangażowanie i determinacja pozwoliły pozyskać ten grant, otwierając przed IChF nowe możliwości badań i wzmacniając pozycję Instytutu na arenie międzynarodowej. Jest to szczególnie istotne, zważając, iż dotychczasowe edycje ERA Chairs zakładały najpierw uzyskanie grantu przez aplikującą jednostkę, a dopiero następnie poszukiwanie odpowiednich kandydatów na liderów. W obecnej edycji lider zespołu musiał być wskazany już na etapie składania projektu. Co więcej, projekt PERFECTION uzyskał bardzo wysokie oceny, co dodatkowo podkreśla jego jakość.

W Polsce dotychczas jedynie dwie jednostki naukowe, a konkretnie dwa instytuty Polskiej Akademii Nauk, zdołały dwukrotnie zdobyć środki z tego programu – Instytut Chemii Fizycznej PAN i Instytut Genetyki Roślin PAN. W latach 2015-2021, przy wsparciu Komisji Europejskiej oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, IChF PAN realizował projekt CREATE. Zaowocował on utworzeniem Międzynarodowego Centrum Badań Oka (ICTER) pod kierownictwem prof. Macieja Wojtkowskiego. Projekt ten został wyróżniony przez Komisję Europejską jako „success story”, co potwierdza jego wyjątkowe znaczenie dla realizacji celów programu ERA Chairs. ICTER kontynuuje swoją działalność w ramach prestiżowego grantu europejskiego Teaming, umacniając pozycję Polski na mapie europejskich badań naukowych w obszarze nowych terapii i narzędzi diagnostycznych pomocnych w przypadku rozmaitych dysfunkcji wzroku.

IChF PAN, realizując projekt PERFECTION, ma ambitny cel – stworzyć w Polsce unikalny ośrodek badawczy zajmujący się chemią biologiczną, jedną z najszybciej rozwijających się i nagradzanych w ostatnich latach dziedzin nauki. Dotychczas w żadnym z instytutów Polskiej Akademii Nauk nie było zespołów zajmujących się badaniami w zakresie chemii biologicznej, a potencjał i wagę tego obszaru badawczego dodatkowo potwierdzają dwie Nagrody Nobla w dziedzinie chemii (w 2022 r. oraz 2024 r.) powiązane z tą tematyką. Dofinansowanie uzyskane od Komisji Europejskiej stanowi solidny fundament projektu, a Instytut liczy na dodatkowe wsparcie ze strony Ministerstwa Nauki, aby w pełni wykorzystać jego możliwości. Projekt PERFECTION jest także dowodem, iż możliwa jest celowa mobilność doświadczonych naukowców w obrębie naszego kraju z wykorzystaniem prestiżowych grantów z Funduszy Europejskich celem zwiększenia jakości i konkurencyjności, czego brak był podnoszony w ostatnich latach jako jedna z bolączek polskiej nauki. Grant ERA Chairs zwiększy także konkurencyjność polskiej nauki na arenie międzynarodowej i otworzy nowe perspektywy dla gospodarki, wprowadzając innowacyjne rozwiązania na pograniczu chemii i biologii, co również doskonale wpisuje się w obecną politykę Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego kierowanego przez ministra Dariusza Wieczorka, który w jednym z ostatnich wywiadów stwierdził, iż „zależy nam na tym, żeby Polacy brali udział w kluczowych zespołach badawczo-rozwojowych na arenie międzynarodowej i żeby do Polski trafiało coraz więcej funduszy na naukę i innowację”.

Tekst: Agnieszka Tadrzak we współpracy z prof. Marcinem Drągiem

Redaktor notki: dr Anna Przybyło-Józefowicz

Grafika: Władysław Żolik