Red. Tomasz Domagała: Wcześniej była Pani kierowniczką Pracowni Regulacji Transkrypcji. Dlaczego zdecydowano się na przekształcenie jej w Pracownię Neurobiologii Molekularnej i jakie zmiany w samej pracowni z tego wynikają?

Prof. dr hab. Bożena Kamińska: Nie było to zwyczajne przekształcenie jednej pracowni w drugą. Stanęłam do otwartego konkursu na kierownika nowej pracowni w nowopowstałym Centrum Neurobiologii, które jest częścią instytutu Nenckiego, ale ulokowane jest w nowowybudowanych wieżach. Dla mnie była to szansa stworzenia nowej pracowni w nowocześnie zaplanowanym (tzw. open space) i wyposażonym laboratorium. Ze swojej strony wniosłam to, czego najczęściej brakuje w nowopowstałych laboratoriach: podstawowy sprzęt badawczy do biologii molekularnej i przede wszystkim grupę doświadczonej kadry badawczej, która była w stanie uruchomić i wykorzystywać zakupioną nowoczesną aparaturę. Wniosłam także środki finansowe pochodzące z kilkunastu grantów badawczych, dzięki czemu możliwe było zagospodarowanie i pełne wykorzystanie nowoczesnej aparatury. Najnowocześniejszy zestaw aparatury umożliwi prowadzenie badań na nowym poziomie szczegółowości w pojedynczej komórce (system do laserowej mikrodysekcji), w całym żyjącym organizmie (system badania fluorescencji/luminescencji in vivo) oraz tzw. badań wielkoskalowych analizujących całe transkryptomy i genomy (automaty do izolacji i analizy kwasów nukleinowych, skaner mikromacierzy, sekwenator nowej generacji). Techniki badań wielkoskalowych nie były do tej pory wykorzystywane szeroko w Instytucie, więc ich dostępność pozwoli prowadzić badania na nowym poziomie.

Prof. dr hab. Bożena Kamińska

Jakie cele stawia sobie zespół Pracowni Neurobiologii Molekularnej?

Pracownia Neurobiologii Molekularnej stawia sobie cele badawcze związane z dogłębną analizą procesów patologicznych zachodzących w mózgu oraz będzie pracownią środowiskową, udostępniającą nowoczesne know-how w dziedzinie neurobiologii i badań wielkoskalowych genomów i transkryptomów.

Problematyka badawcza pracowni skoncentruje się na poznaniu na poziomie molekularnym funkcji komórek mikrogleju, stanowiących 20% wszystkich komórek w mózgu, które są kluczowe dla inicjacji procesów patologicznych towarzyszących chorobom neurodegeneracyjnym, uszkodzeniom i udarom mózgu. Ale także, jak wskazują ostatnie badania, komórki pełnią ważną rolę w rozwoju układu nerwowego, a nawet modulują procesy plastyczności neuronalnej. Nasz istotny wkład do badań w tej dziedzinie polegał na odkryciu, że mikroglej jest też kluczowy w rozwoju guzów mózgu - glejaków - i poznanie interakcji między komórkami glejaka i mikroglejem doprowadzi nas do stworzenia nowych terapii przeciwko tym nieuleczalnym guzom. Jesteśmy liczącą się w świecie grupą zajmująca się biologią molekularną mikrogleju i guzów mózgu.

Skąd będzie pochodził materiał biologiczny wykorzystywany do badań?

Ze względu na kompleksowość badań w pracowni wykorzystywane są zarówno modele komórkowe (hodowle komórek mikrogleju izolowanego ze szczurzych mózgów) jak i zwierzęce (mysie, szczurze modele guzów mózgu). W celu powiązania naszych badań z kliniką wykorzystujemy próbki guzów izolowane od pacjentów z glejakami pozyskane z Instytutu Psychiatrii i Neurologii, Centrum Onkologii oraz Centrum Zdrowia Dziecka.

Dlaczego zainteresowali się Państwo również zmianami epigenetycznymi w komórkach mózgu?

Epigenetyka jest jednym z kluczowych procesów determinujących kontrolę ekspresji genów i wszelkie zmiany długoterminowe w ekspresji genów są wynikiem procesów epigenetycznych. Zatem poznanie wzorów zmian epigenetycznych ujawni wzór specyficzny dla danego stanu funkcjonalnego komórki.

W tym momencie koncentrujemy się na glejakach i porównujemy profile zmian epigenetycznych (metylacji DNA i histonów) z całym transkryptomem, aby znaleźć „wzór” i interakcje między poszczególnymi zjawiskami. Wyniki badań nad regulacją ekspresji genów i zmianami epigenetycznymi w glejakach wskazują na ich znaczący udział w patogenezie i być może powstawaniu glejaków.  Wiadomo, że np. gen IDH1/2 (kodujący enzym zaangażowany w metabolizm mitochondrialny) jest zmutowany w 80% glejaków i że zmutowane białko hamuje działanie enzymów epigenetycznych powodując globalne zaburzenie procesów epigenetycznych (metylacji DNA i histonów). Stwarza w ten sposób tło, na którym gromadzą się inne mutacje powodujące nowotworzenie.

W przeciwieństwie do zmian genetycznych, które są nieodwracalne, zmiany epigenetyczne są odwracalne, więc mając odpowiednią wiedzę i narzędzia można będzie wpływać na funkcje komórek. Nasza grupa współpracuje z europejskim konsorcjum COST Epigenetics: from bench to bed (Epigenetyka: od stołu laboratoryjnego do łóżka pacjenta) i testuje 200 nowych cząsteczek, potencjalnych inhibitorów epigenetycznych.

W jaki sposób Państwa badania mają szansę przyczynić się do rozwoju terapii skierowanych przeciwko chorobom nowotworowym?

W naszych badaniach nad oddziaływaniem glejaka na mikroglej zidentyfikowaliśmy kilka czynników, które produkują glejaki, dzięki którym nowotwór nie tylko „wymyka” się spod kontroli układu odpornościowego, ale i podporządkowuje go sobie sprawiając, że zamiast zwalczać wspiera on rozwój guza. Wykazaliśmy w modelach zwierzęcych, że zahamowanie ekspresji tych kilku białek w glejaku, sprawia, że guz nie rośnie, a nawet jest aktywnie eliminowany. Potrzebujemy teraz środków na badania przedkliniczne i kliniczne tej nowej strategii, ale póki co nie możemy znaleźć w Polsce środków na te badania. Nasze odkrycie, jak i proponowana terapia, są zabezpieczone międzynarodowymi zgłoszeniami patentowymi. Pracujemy także nad wykorzystaniem naszego odkrycia do stworzenia narzędzia diagnostycznego, gdyż ekspresja badanych przez nas czynników dobrze określa szanse przeżycia pacjenta.

Dziękuję za rozmowę.