Fot. Dr Maria Górna, źródło: Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego (CNBCh UW)

W ostatnich latach obserwuje się znaczny wzrost w stosowaniu antybiotykoterapii – na tyle duży, że WHO obawia się globalnego zagrożenia, jakim jest wzrost liczby opornych szczepów bakterii. Bagatelizowanie skali problemu i nadużywanie antybiotyków powodują, że ich skuteczność staje się coraz mniejsza. Bakterie zbyt szybko się uodparniają, co będzie skutkowało problemami z doborem leczenia w zakażeniach bakteryjnych. Jeżeli stosowanie antybiotyków nadal będzie tak częste, to szacuje się, że do roku 2050 na choroby bakteryjne globalnie będzie umierało ponad 10 mln ludzi rocznie. Liczba zgonów zacznie być porównywalna do tych spowodowanych chorobami nowotworowymi. – Obecnie najbardziej narażeni są pacjenci w szpitalach, którzy często mają obniżoną odporność w związku z operacjami czy chemioterapią i najbardziej potrzebują antybiotyków, ale w skrajnym przypadku najbardziej boimy się powrotu do sytuacji sprzed ery antybiotyków, gdy każde skaleczenie czy przebycie choroby wirusowej mogłoby grozić nam poważnym zapaleniem płuc czy zakażeniem krwi (sepsą) – opisuje dr Maria Górna z Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych i Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego.

Odpowiedzią na to mogą być nowe terapie, dzięki którym uda się zapobiegać rozwojowi groźnych patogenów. Jedną z nich jest technologia celowanej degradacji białek (ang. Targeted Protein Degradation, TPD). Może być ona przełomem w leczeniu wielu trudnych chorób. Wykorzystywane są w niej degradery, czyli leki nowej generacji, o których zrobiło się głośno w świecie nauki zaledwie kilka lat temu. Środowisko naukowe pokłada w nich duże nadzieje, licząc, że skutecznie pomogą rozwiązać problemy chorób o bardzo różnym podłożu, a także przyczynią się do rozwiązania problemów wynikających ze zwiększonej oporności bakterii na antybiotyki. – Degradery to związki syntetyczne, które nie występują naturalnie w naszym organizmie. Pomagają niszczyć białka odpowiedzialne za rozwój choroby lub potrzebne szkodliwej komórce do przeżycia. Stosując degradery, za cel możemy obrać wybrane białko, np. białka bakteryjne i dzięki degraderom próbować je usuwać i tym samym zabijać bakterie. Szybkość i skuteczność degraderów wynikają z tego, że działają one zupełnie inaczej, niż klasyczne leki. Nie hamują aktywności chorobotwórczego białka, jak tradycyjne leki, tylko je usuwają. Kolokwialnie mówiąc – wystarczy, że cząsteczka białka napotka na swej drodze degradery, które spowodują jej usunięcie z komórki – wyjaśnia dr Maria Górna. 

W ciągu dekady koncepcja tych leków została podchwycona przez wiele firm farmaceutycznych, bo okazało się, że to bardzo dobrze działające substancje. Obecnie trwa wiele badań klinicznych, również na ludziach, tego rodzaju związków. – Mają świetny potencjał, jeśli chodzi o leczenie chorób nowotworowych, ale są też badania, które pokazują, że potrafią usuwać złogi białka tau (odpowiedzialne za powstawania np. choroby Alzheimera), czyli mogą być skuteczne w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych – zauważa w rozmowie z PAP badaczka. Zespół naukowy dr Marii Górnej pracuje nad takimi degraderami i sprawdza ich działanie przeciwko różnym bakteriom. Dlaczego akurat przeciwko nim? Bo dotychczas znane degradery przeciwko bakteriom ... nie działają. Naukowcy z UW, jako jedni z nielicznych na świecie, prowadzą więc badania, mające na celu wyłonienie degraderów, które z takimi bakteryjnymi białkami sobie poradzą. – Nasza technologia jest najszersza, obejmuje większość najgroźniejszych rodzajów bakterii, w tym gram-ujemnych, opornych na działanie wielu leków – zaznacza dr Górna.

Degradery opierają się im przez mechanizm biologiczny. Zwykle jest tak, że degrader łączy źle działające białko z innym białkiem (zwanym ligazą ubikwityny) i powoduje tym samym jego degradację w komórce, odprowadzając na komórkowy "molekularny śmietnik". U bakterii ten mechanizm nie działa w taki sposób. W ich przypadku poszukiwane są więc nowe metody bezpośredniego degradowania szkodliwego białka – już bez pośrednika w postaci ligazy ubikwityny. Naukowcy z UW znaleźli kilka takich sposobów, które przez działanie konkretnych degraderów powodują zniszczenie bakteryjnego białka. Są teraz w trakcie składania wniosku patentowego, więc szczegółów np. tego, na które bakterie, a raczej, na które bakteryjne białka chcą działać, na razie nie podają. Opierają się jednak, jak mówi dr Górna, na działaniu tych substancji, które już znane są z literatury naukowej. – Poszukiwanie zupełnie nowych strategii działania antybiotyków – takich jak degradery przeciwbakteryjne – jest bardzo potrzebne, aby uniknąć nadchodzącego kryzysu antybiotykooporności. Moje badania mają na celu zapobiec temu procesowi. Degradery, przez to, że są nieodwracalne w działaniu, są też skuteczne w małych ilościach, co jest kolejnym argumentem przemawiającym za ich aktywnym poszukiwaniem – kończy badaczka. 

Autorka: Ewelina Krajczyńska, PAP - Nauka w Polsce