Blog

Trwa wyścig z czasem. W poszukiwanie skutecznej metody pokonania koronawirusa COVID-19 włączyli się również polscy naukowcy.

na zdjęciu: 

prof. Marcin Drąg z Politechniki Wrocławskiej

Jeśli enzym potraktujemy jako zamek, to my do niego dorobiliśmy klucz 

powiedział portalowi Nauka w Polsce prof. Marcin Drąg z Politechniki Wrocławskiej, który wraz z zespołem rozpracował enzym mogący mieć kluczowe znaczenie dla walki z koronawirusem. Uzyskane przez wrocławskiego naukowca wyniki mogą być bazą dla poszukiwań leku skutecznie zwalczającej wirusa.

Naukowcom z Wrocławia udało się zidentyfikować enzym (proteazę) niezbędny do namnażania się koronawirusa. Zablokowanie jego działania powoduje, że wirus ginie. Jest to enzym unikalny, praktycznie nie występujący u ludzi, można się więc spodziewać, że jeśli powstaną leki uderzające w niego, to będą one szkodzić wirusowi, ale już nie człowiekowi. A to oznacza, że będą mniej toksyczne.

Kluczowy dla koronawirusa enzym wrocławscy badacze uzyskali na początku lutego br. od prof. Rolfa Hilgenfelda z Lübeck University w Niemczech, z zespołem którego współpracują od lat. Już wcześniej naukowcy z Wrocławia i Lubeki opublikowali wspólną pracę  podczas epidemii wirusa Zika, a ostatnio –  o dendze i wirusie Zachodniego Nilu. Jak mówi Marcin Drąg  prof Hilgenfeld miał olbrzymi wpływ na wygaszenie poprzedniej epidemii SARS. Podczas pandemii SARS (w 2002/2003 r.) niemiecki naukowiec opublikował trójwymiarową strukturę proteazy wirusa SARS i jej pierwszego inhibitora.

Publikacja z wynikami z badań zespołu prof. Drąga jest jeszcze w trakcie recenzowania, ale jego zespół już teraz nieodpłatnie udostępnił swoje wyniki naukowcom z całego świata.

– Nie patentowaliśmy tego. Preprint publikacji jest dostępny online. To jest prezent z mojego laboratorium dla wszystkich zainteresowanych –

 wyjaśnia naukowiec portalowi Nauka w Polsce. Jak mówi – już kilka dni po publikacji z pytaniami i propozycjami współpracy zgłaszają się zespoły z różnych części świata.

Badacze z Wrocławia mogli wykonać swoje badania tak szybko dzięki opracowanej przez prof. Drąga nowej platformie technologicznej – Hybrydowej Kombinatorycznej Bibliotece Substratów (HyCoSuL) –  pozwalającej projektować i otrzymywać wysoce aktywne i selektywne narzędzia chemiczne. Platforma wykorzystuje szeroką gamę aminokwasów (które nie występują w naturze), do monitorowania aktywności enzymów proteolitycznych. Może ona służyć do opracowywania nowych terapii, leków czy metod diagnostycznych. Za opracowanie HyCoSuL prof. Marcin Drąg otrzymał w 2019 r. nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk chemicznych i o materiałach.

Skutecznych metod walki z koronawirusem poszukuje także prof. Krzysztof Pyrć, szef Pracowni Wirusologii Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Na badania, prowadzone wspólnie z zespołem prof. Marka Sanaka – kierownika Zakładu Biologii Molekularnej UJ Collegium Medicum, naukowcy otrzymali grant z puli Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w wysokości 25 mln zł. Dodatkowe środki mają nie tylko ma pomóc w stworzeniu szczepionki przeciw koronawirusowi, ale także stworzyć możliwości prowadzenia w Polsce w przyszłości długofalowych badań nad wirusami, dzięki którym możliwe będzie przeciwdziałanie kolejnym epidemiom.

– Będziemy usiłowali zidentyfikować cząsteczki wywołujące nieprawidłową odpowiedź organizmu w momencie zakażenia, które rozpoczyna się w nabłonku dróg oddechowych. Wśród śmiertelnych przypadków zakażenia koronawirusem obserwowano spadek poziomu limfocytów – komórki odpornościowe napływały  wielkich ilościach do płuc i wyłączały funkcje tego organu. W takiej sytuacji nie pomaga krążenie pozaustrojowe, nie pomagają ani dotychczas stosowane leki, ani terapie podtrzymujące – mówił prof. Marek  Sana, cytowany w komunikacie opublikowanym przez Uniwersytet Jagielloński.

– Prowadzimy prace mające na celu zrozumienie, w jaki sposób dochodzi do zakażenia, co determinuje patogenność koronawirusa już na wczesnych etapach zakażenia, w jaki sposób się on replikuje i dostaje do narządów. (…)  Mają one na celu opracowanie nowych substancji czynnych, które w przyszłości mogą zostać użyte do stworzenia leków. W tym momencie mamy opracowany już zestaw narzędzi, które pozwolą nam na lepsze testowanie leków wcześniej opracowanych w kierunku innych wirusów oraz pomogą nam przygotować się na zagrożenia ze strony wirusów, które pojawią się w przyszłości – wyjaśnił prof. Krzysztof Pyrć.

Prof. Pyrć nawiązał również współpracę  firmą SensDx stworzoną przez dra inż. Dawida Nidzworskiego, Ma ona już na koncie wiele skutecznych, szybkich i prostych w obsłudze testów do wykrywania patogenów, wywołujących określone choroby, m.in. test do wykrywania wirusa grypy. Swoją wiedzę i doświadczenie chce teraz wykorzystać do stworzenia specyficznego, ultraszybkiego i czułego testu na koronawirusa do użytku poza laboratoriami  – w miejscach, w których nie jest możliwe przeprowadzenie pełnej diagnostyki, np. na lotniskach czy stacjach kolejowych. – Cały zespół dołoży starań, aby wprowadzić test koronawirusa na rynek w nadchodzących miesiącach – zapewnia dr inż. Dawid Nidzworski na stronie internetowej firmy DensDx.

Jak informuje Fundacja na rzecz Nauki Polskiej prof. Krzysztof Pyrć współpracuje też z grupą badaczy, wśród których są prof. Jacek Jemielity z Uniwersytetu Warszawskiego,  prof. Piotr Zielenkiewicz z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN i prof. Bogusław Szewczyk z Zakładu Szczepionek Rekombinowanych Instytutu Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego. Razem rozpoczęli już prace nad nowego typu szczepionką RNA skierowaną przeciw wirusowi COVID-19.

W poszukiwaniu skutecznego leku uczestniczyć też będzie dr hab. Marcin Nowotny – kierownik laboratorium struktury białek Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie. Wraz z 18 partnerami z najlepszych instytucji europejskich bierze on udział w poszukiwaniu skutecznej terapii przeciwko wirusowi SARS-CoV-2. Projekt, którego realizacja ma rozpocząć się najpóźniej 1 kwietnia br, ma na celu wykorzystanie najpotężniejszych zasobów obliczeniowych, znajdujących się aktualnie w Europie dla wzmocnienia projektowania leków przy wykorzystaniu systemów komputerowych. Trzon projektu stanowi Exscalate (EXaSCalesmArtpLatform Against paThogEns) – obecnie najmocniejsza inteligentna platforma superkomputerowa na świecie. Exscalate (exscalate.eu) wykorzystuje „bibliotekę chemiczną” złożoną z 500 miliardów cząsteczek, a jej zdolność przetwarzania wynosi ponad 3 miliony cząsteczek na sekundę.

Prace mają doprowadzić do przyspieszenia eksperymentalnej części projektu i określenie struktury białek koronawirusa w celu oceny podobieństw strukturalnych do innych białek wirusowwych. Badania strukturalne stanowią kluczowy etap w procesie opracowywania leków.  Projekt o nazwie EXSCALATE4CoV jest realizowany dzięki działaniom Komisji Europejskiej, która pozyskała dodatkowe fundusze na badania nad opracowaniem, leczeniem i diagnostyką szczepionek COVID-19.

Wszyscy wymienieni wyżej naukowcy są laureatami programów naukowych, finansowanych przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej.

Opracował: (raj)