Biotechnologia.pl: Niedawno Pański zakład, Zakład Liposomów i Lipidów, zdobył specjalną nagrodę rektora Uniwersytetu Wrocławskiego za osiągnięcia naukowe. Mógłby powiedzieć Pan coś więcej o tym konkursie?

  Dr Jerzy Gubernator: To nagroda, o którą może ubiegać się każdy naukowiec na Uniwersytecie.      Każdy kierownik zakładu może zgłosić do niej swoich pracowników, gdy uzna, że są ku temu słuszne powody. W zeszłym roku, jako Zakład Lipidów i Liposomów opublikowaliśmy kilka publikacji w naprawdę liczących się czasopismach naukowych. Ich sumaryczny „Impact Factor” (miara znaczenia czasopism w jakich zostały opublikowane) wyniósł 20. To świadczy o ich wysokiej jakości. Wiedzieliśmy, że należy nam się ta nagroda, że nasze dokonania są wystarczające.

Mógłby przybliżyć Pan tematykę badań przedstawianych w tych publikacjach?

W naszym zakładzie dominują dwa nurty badań: pierwszy jest związany z lipidami fenolowymi, którymi zajmuje się część zespołu profesora Kozubka. Związki te są izolowane głównie z materiałów roślinnych, z nasion żyta czy innych zbóż. Mają one różne biologiczne funkcje, ale przede wszystkim są wartościowymi przeciwutleniaczami.

Drugi nurt związany jest z liposomami. Interesujemy się się nimi głównie jako nośnikami leków. Liposomy są to bardzo małe, kuliste struktury, zbudowane z dwuwarstwy lipidowej. Możemy ich używać jako mikroskopijne kapsułki czy ‘nanozbiorniczki’ na lekarstwa. Pracujemy nad metodami aktywnego zamykania leku w liposomach, tak żeby można było zmieścić jak największą ilość specyfiku w jak najmniejszej objętości liposomów. Jest on aktywnie zamykany w taki sposób, że łatwo jest mu wejść do środka liposomu, ale mu z niego trudno wyjść. Udaje się nam dokonać tego praktycznie bez straty leku.

W zależności od tego, jak się je przygotuje, możemy stworzyć albo tzw. klasyczne liposomy, które krótko krążą po organizmie – ich okres półtrwania wynosi kilka godzin – albo tzw. liposomy długokrążące, które są w stanie utrzymać się w krwiobiegu przez parę dni. 

Doskonalenie metod zamykania leków jest konieczne, ponieważ każdy lek potrzebuje osobnego podejścia. Jest wiele substancji, które z użyciem podstawowych metod dają się łatwo zamykać w liposomach, natomiast w organizmie bardzo szybko uciekają z nośników ze względu na ich właściwości fizykochemiczne. Ostatnio pracowaliśmy nad idarubicyną, którą łatwo można zamykać w liposomach, natomiast po podaniu dożylnym szybko z nich wycieka. Efekt jest taki, że krążą po organizmie puste nośniki. Opracowaliśmy metodę która pozwala ten lek przez dłuższy zatrzymać w ich wnętrzu i uwalniać stopniowo.

Co sprawia, że liposomy są tak dobrym nośnikiem dla leków?

Po pierwsze, są biokompatybilne, czyli zbudowane z takich samych składników jak błony komórek naszego organizmu, więc nie są szczególnie toksyczne. Po drugie, stosowane przez nas liposomy to niewielkie cząstki, średnicy ok. 100 nm. Są na tyle małe, że są w stanie przechodzić przez ściany naczyń krwionośnych, szczególnie w miejscach występowania stanu zapalnego, gdzie ściany naczyń mają spore przestrzenie między komórkami. Wykorzystując je, liposomy mogą opuścić naczynie krwionośne i skoncentrować się w miejscu, w którym występuje taki stan. Ponieważ normalne ściany naczyń są słabo przepuszczalne (przestrzenie między komórkami wynoszą około 20-40 nm), liposomy nie wychodzą z krwiobiegu tak długo, aż nie trafią tam, gdzie są potrzebne: w okolicy stanu zapalnego, spowodowanego przez infekcję bakteryjną, wirusową lub proces nowotworowy. Dzięki temu liposomy przenoszące leki kumulują się np. w obrębie guza nowotworowego, co powoduje, że spora dawka leku trafia w jego ścisłe otoczenie. To świetny mechanizm. Nazywa się go „pasywnym targetingiem”, czy bierną akumulacją liposomów.

To nie wymaga żadnych dodatkowych przeciwciał, ligandów dla specyficznych receptorów wbudowanych w błonę?

To jest właśnie największa zaleta: nie trzeba właściwie nic wiedzieć o nowotworze, ani czegokolwiek przyczepiać.  Wystarczy, że takie liposomy się poda i przedostają się one tam, gdzie są przeciekające naczynia. W przypadku naszych badań, są to głównie okolice nowotworu. Cały proces dostarczania leku jest warunkowany w bierny sposób.

Inną ważną zaletą jest stały poziom leku we krwi. Długokrążące liposomy stopniowo rozpadają się w organizmie, zapewniając stabilny poziom aktywności leku.

Oczywiście, obecna technologia nie jest do końca satysfakcjonująca. Te liposomy przedostają się wprawdzie w obręb nowotworu, ale nie dostają się do nowotworu. To jest zasadnicza różnica. Procent wchłaniania liposomów przez komórki nowotworowe jest nieznany i zapewne niezbyt duży, dlatego na chwilę obecną pracuje się nad liposomami, które będą nie tylko biernie się akumulować w obrębie nowotworu, ale również przyłączać się aktywnie do komórek nowotworowych, a następnie poprzez internalizację trafiać wraz z lekiem do wnętrza komórki nowotworowej.

Prócz tego, w jakim jeszcze kierunku będą szły badania nad liposomami?

Pracuje się również nad metodami aktywnego uwalniania leku z nośników, w momencie gdy są już w obrębie nowotworu lub wewnątrz komórek nowotworowych. Istnieją dwa podejścia: możemy kumulować liposomy w obrębie masy nowotworu i nagle spowodować, aby cała porcja leku została uwolniona. Drugie podejście polega na tym, że akumuluje się liposomy w obrębie nowotworu, potem indukuje przyłączanie się do komórki nowotworu, (co powoduje to wchłanianie liposomów do wnętrza komórek nowotworowych) i dopiero wtedy uruchamia mechanizm aktywnego uwalniania leku. W obu przypadkach duża porcja leku trafiłaby naraz do komórki nowotworowej.

Czy liposomy mają jeszcze jakieś inne zastosowanie prócz terapii antynowotworowych?

Jest to zastosowanie przeciwbakteryjne, ewentualnie przeciwwirusowe, aczkolwiek rzadko stosowane. To znaczy, że leki antywirusowe albo antybakteryjne są zamykane w liposomach i uwalniane po to, by przez długotrwałe, zrównoważone uwalnianie, zmniejszyć toksyczność leku (no i wydłużyć jego czas działania). Jest jeszcze zastosowanie kosmetyczne tudzież farmaceutyczno-kosmetyczne. W tym przypadku traktuje się liposomy jako czynniki, które zwiększają wchłanialność substancji przez skórę czy naskórek.

Jeszcze jedno pytanie: o komercjalizację. Próbował Pan może sprzedać, opatentować te badania?

Od kilku lat próbujemy skomercjalizować nasze pomysły, ale niestety, w naszym kraju jest to niezwykle trudne. Mamy wiele pomysłów, ale zwykle tego rodzaju preparaty wymagają dużych lub bardzo dużych nakładów finansowych, na które nikt w Polsce specjalnie nie ma pieniędzy i boi się podjąć ryzyka związanego z komercjalizacją. Więc raczej w tej chwili celujemy w zagranicę, ale to też nie jest proste, ponieważ to, czy uda się znaleźć chętnych na produkcje leku jest nie tylko kwestią właściwości preparatu, ale również pewnych powiązań czy znajomości.

O kwotach jakiego rzędu mówimy?

W przypadku Polski? Myśleliśmy o wykonaniu pewnych badań z udziałem ludzi. Obliczyliśmy, że wyniosłoby nas to około dziesięciu milionów. Mam tu na mysli testy prekliniczne i pierwszy etap badań klinicznych. Są to dość duże pieniądze.

Problem jest jeszcze z patentami. Właściciel patentu, w którym podmiot nie posiada własności intelektualnej do projektu, nie zawsze jest skłonny korzystać z zewnętrznych pieniędzy, ponieważ wiąże się to częściowo z oddaniem części własności intelektualnej do projektu osobom, które finansują ten projekt. To nie zawsze jest zgodne z polityką firmy, która chciałaby to ewentualnie komercjalizować. Tak więc, to jest dosyć trudne. Pozostaje nadzieja iż w końcu coś ulegnie zmianie.

Trzymamy zatem kciuki.

Portal Biotechnologia.pl serdecznie dziękuje za możliwość przeprowadzenia wywiadu.

Wywiad przeprowadził: Michał Kulus