Biotechnologia potrafi czynić cuda [Prof. Alicja WĘGRZYN]

Bakteriofagi to wirusy, będące jednym z najbardziej obiecujących narzędzi biotechnologicznych w diagnostyce, terapii i profilaktyce chorób nowotworowych. O ich niezwykłych możliwościach opowiada prof. dr hab. Alicja Węgrzyn, kierująca Centrum Terapii Fagowych Uniwersytetu Gdańskiego.

Mira Suchodolska: Pani profesor, bakteriofagi to przecież wirusy atakujące bakterie. Jak to się dzieje, że mają cokolwiek wspólnego z rakiem?

Prof. Alicja Węgrzyn: Na pierwszy rzut oka rzeczywiście wydaje się, że to zupełnie inne światy. Bakteriofagi infekują bakterie, a nowotwory są naszymi komórkami, które namnażają się w sposób niekontrolowany.

Biotechnologia potrafi czynić cuda. Nauczyliśmy się wykorzystywać te wirusy jako niezwykle precyzyjne narzędzia – po to, żeby bezpośrednio niszczyły komórki rakowe oraz dodatkowo pomagały nam w ich wykrywaniu, diagnozowaniu, a w przyszłości także w leczeniu. Fagi stają się platformami, na których możemy budować rozwiązania wcześniej zarezerwowane wyłącznie dla nanotechnologii.

Zacznijmy więc od diagnostyki. Jak bakteriofagi mogą „zobaczyć” nowotwór?

Prof. Alicja Węgrzyn: Klucz tkwi w ich powierzchni. Bakteriofag, np. popularny M13, ma otoczkę złożoną z białek. Dzięki manipulacjom genetycznym możemy sprawić, aby na tej otoczce pojawiły się określone cząsteczki – białka, przeciwciała, znaczniki fluorescencyjne. Tak zmodyfikowany fag potrafi „rozpoznać” białka charakterystyczne dla komórek rakowych i związać się z nimi.

To metoda znana jako phage display, za którą w 2018 roku przyznano Nagrodę Nobla. Dzięki niej możemy wykrywać mutacje i podtypy nowotworów z niezwykłą dokładnością. Czułość takich systemów bywa nawet tysiąckrotnie większa niż tradycyjnych metod. Problemem pozostaje na razie koszt i konieczność używania specjalistycznego sprzętu, ale to – jak zawsze w nauce – kwestia czasu i skali produkcji.

Czyli bakteriofagi można traktować jak miniaturowe sondy diagnostyczne. A czy mogą również leczyć?

Prof. Alicja Węgrzyn: Tak, choć pośrednio. Od kilku lat coraz więcej wiemy o wpływie mikrobiomu – czyli zestawu bakterii zamieszkujących nasz organizm – na powstawanie i rozwój nowotworów. W obrębie guza żyją całe społeczności bakterii; niektóre z nich pomagają nowotworowi się rozwijać, inne wręcz przeciwnie – mogą go hamować. I właśnie tutaj bakteriofagi wkraczają do akcji.

Potrafią selektywnie eliminować tylko te bakterie, które „wspierają” raka, nie niszcząc przy tym bakterii pożytecznych. To zupełnie inna filozofia niż w przypadku antybiotyków, które działają jak młot pneumatyczny – niszczą wszystko, co napotkają. Bakteriofagi działają z chirurgiczną precyzją.

Czyli można nimi w pewnym sensie „porządkować” środowisko guza?

Prof. Alicja Węgrzyn: Dokładnie. W guzach jelita czy jamy ustnej często występują bakterie kancerogenne, które podtrzymują proces nowotworzenia. Kiedy zastosujemy odpowiednie bakteriofagi, mikrobiom zmienia się: bakterie szkodliwe znikają, a ich miejsce zajmują te korzystne. To wpływa na ograniczenie wzrostu guza i zmniejsza ryzyko przerzutów.

W doświadczeniach na zwierzętach obserwowano, że po podaniu fagów ich stan się poprawiał, a same nowotwory ograniczały się i nie przerzutowały. To naprawdę daje nadzieję, że modulacja mikrobiomu z pomocą fagów stanie się jednym z elementów terapii wspomagających leczenie raka.

Wspominała pani też o szczepionkach opartych na bakteriofagach. To brzmi jak scenariusz z filmu science fiction.

Prof. Alicja Węgrzyn: A jednak to nie fantastyka, tylko bardzo realny kierunek badań! Bakteriofagi mogą być szczepionkami przeciwnowotworowymi. Na ich powierzchni można prezentować fragmenty białek występujących na komórkach nowotworowych. Dzięki temu układ odpornościowy uczy się je rozpoznawać i niszczyć.

Na przykład w przypadku raka piersi z nadekspresją receptora HER2 udało się zaprezentować fragmenty tego białka na powierzchni bakteriofaga. Tak powstała szczepionka, która w badaniach przedklinicznych skutecznie pobudzała odporność organizmu do walki z nowotworem. To wciąż etap badań, ale potencjał jest ogromny – nie tylko terapeutyczny, lecz także profilaktyczny.

Czyli takie szczepionki mogłyby w przyszłości chronić przed nowotworami?

Prof. Alicja Węgrzyn: Tak. Podobnie jak szczepionki przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV) chronią przed rakiem szyjki macicy, szczepionki oparte na bakteriofagach mogłyby chronić przed innymi typami nowotworów. Dodatkowo są one łatwe do modyfikacji – można je dostosować do indywidualnych cech guza pacjenta.

A co z wpływem bakteriofagów na sam układ immunologiczny?

Prof. Alicja Węgrzyn: To jeden z najciekawszych aspektów badań. Okazuje się, że bakteriofagi potrafią modulować odpowiedź immunologiczną. Działają przeciwzapalnie – po ich podaniu organizm zwiększa produkcję interleukiny-10, która „uspokaja” nadaktywny układ odpornościowy.

W naszym laboratorium w Gdańsku pokazaliśmy, że niektóre białka z kapsydu bakteriofaga potrafią niemal całkowicie wygasić silną reakcję zapalną wywołaną bakteryjnym DNA. To oznacza, że można by je wykorzystać do terapii chorób autoimmunologicznych, które dziś potrafią uprzykrzyć życie tysiącom pacjentów.

Czy bakteriofagi mogą też dostarczać leki bezpośrednio do guza?

Prof. Alicja Węgrzyn: Tak, to właśnie najbardziej widowiskowe zastosowanie. Dzięki metodzie phage display możemy do faga „przyczepić” cząsteczki leków lub przeciwciał, które rozpoznają konkretne komórki nowotworowe. Gdy taki fag trafi do guza, działa jak koń trojański – dostarcza lek dokładnie tam, gdzie jest potrzebny, nie uszkadzając tkanek zdrowych. To kierunek terapii celowanych, a w przyszłości spersonalizowanych.

Można iść jeszcze dalej – użyć bakteriofagów do naprawy genów w komórkach nowotworowych?

Prof. Alicja Węgrzyn: Można, i naukowcy już nad tym pracują. Klasyczne terapie genowe wykorzystują wirusy eukariotyczne, np. adenowirusy, które mają ograniczoną „pojemność” kapsydu, jeżeli chodzi o przenoszenie obcego DNA – można do nich „zapakować” tylko niewielki fragment DNA.

Tymczasem bakteriofagi są znacznie bardziej elastyczne. Możemy tworzyć również tzw. cząsteczki hybrydowe, które łączą elementy fagowe i wirusów eukariotycznych. Takie wektory mogą przenosić więcej materiału genetycznego i są znacznie bezpieczniejsze – nie wywołują silnej reakcji odpornościowej. To właśnie może być przyszłość terapii genowych – bezpieczniejsza i skuteczniejsza niż obecne metody.

Na jakim etapie są obecnie te badania? Czy coś z tego może wkrótce trafić do klinik?

Prof. Alicja Węgrzyn: Jesteśmy coraz bliżej. Część projektów znajduje się w pierwszej i drugiej fazie badań klinicznych. W Centrum Terapii Fagowych w Gdańsku prowadzimy bardzo zaawansowane prace nad wpływem fagów na układ odpornościowy i mikrobiom. Wyniki są naprawdę obiecujące.

Problemem, niestety, są finanse. Kiedyś byłam opiekunem wielu studentów – tak wielu, że byli zmuszani do pracy na zmiany – od godziny 8:00 rano na przykład do 15:00, a potem kolejni do godziny 21:00. Teraz Narodowe Centrum Nauki ma bardzo niewiele środków i mogę być kierownikiem tylko dwóch grantów, a w związku z tym mam zdecydowanie mniejszą liczbę doktorantów, więc możemy zrobić dużo mniej.

Rozmawiała: Mira Suchodolska/PAP

Medycyna 3.0. Dekalog komunikowania lekarz-pacjent.

.Nagrodzony w kwietniu br. tytułem najlepszego młodego kardiochirurga w Europie, dr Tomasz Płonek, nawiązując do sukcesu filmu „Bogowie”, mówił w jednym z wywiadów: „Nie jesteśmy bogami, tak jak chcieliby widzowie filmu o Zbigniewie Relidze. To ciężka, wymagająca praca”. Rzeczywistość pokazuje, iż nieugięci w ratowaniu ludzkiego życia „herosi” nierzadko okazują się bezradni. Dzieje się tak jednak nie wtedy, gdy przychodzi im podejmować decyzje medyczne. O wiele częściej dosięga ich bezsilność, gdy muszą porozmawiać z rodzicami śmiertelnie chorego dziecka czy poradzić sobie z wściekłością czekającego w wielogodzinnej kolejce, sfrustrowanego pacjenta. W konfrontacji z tragediami i problemami konkretnych ludzi, przekonują się, że praca lekarza jest o wiele bardziej wymagająca niż napisano w podręcznikach medycyny.

ytuacji lekarzy nie ułatwiają warunki pracy. W mało komfortowej sytuacji są szczególnie ci, którzy wybrali publiczne ośrodki zdrowia. Narzekają oni na nadmiar biurokracji i niedobory specjalistów permanentny stres i przeciążenie pracą, które nie sprzyjają budowaniu podmiotowych relacji z chorymi (Piasecka, Żytniewska, 2015; Sęk, 2012). Odprawa, wizyta, planowe zabiegi, a pomiędzy nimi konsultacje na innych oddziałach i SORze, przyjęcia nowych pacjentów, zabiegi nieplanowane (ostre), uzupełnianie kart pacjentów i wypisów ze szpitala… Bywa, że nie ma czasu na chwilę przerwy i załatwienie potrzeb fizjologicznych, a co dopiero na to, by przeprowadzić spokojną rozmowę z pacjentem i jego rodziną, odpowiedzieć na wszystkie pytania i wątpliwości osób chorych.

W takich okolicznościach nie dziwi fakt, że Polacy coraz częściej próbują leczyć się na własną rękę. Kiedyś chodzili po poradę do felczera lub „babki zielarki”, dziś chętniej sięgają po wsparcie „dr Google’a”. Portale poświęcone zdrowiu, fora internetowe, grupy tematyczne na Facebooku i w innych mediach społecznościowych coraz stają się dla nich głównym źródłem informacji o chorobach i leczeniu (Hulewska, 2016a). Nie trzeba dodawać, że zawarte w Internecie informacje nie zawsze pochodzą ze sprawdzonego źródła, a ich bezrefleksyjne wykorzystywanie i „samowolka” w leczeniu mogą prowadzić do groźnych dla zdrowia następstw.

Kiedy po II wojnie światowej Witold Ziembicki – jeden z profesorów lwowskich – tworzył podstawy medycyny wrocławskiej, na wykładach z propedeutyki lekarskiej zalecał studentom, aby przed podjęciem leczenia dobrze poznali psychikę chorego, a jeśli tylko jest to możliwe – także środowisko, w którym pacjent funkcjonuje na co dzień (za: Wojtkiewicz-Rok, 2012). Niewątpliwie, od tego momentu warunki kształcenia w zakresie specjalistycznych procedur medycznych zmieniły się znacząco na korzyść lekarzy i pacjentów.

Ostatnia z legislatyw –  Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego pochodzące z 8 sierpnia 2011 r. – rodzi wątpliwości co do merytorycznego przygotowania lekarzy i ich zdolności do sprostania zaleceniom prof. Ziembickiego w zakresie indywidualnego podejścia do chorego. Obowiązujące minima programowe zakładają, że na kierunku lekarskim w toku studiów jest realizowanych łącznie 120 godzin zajęć z przedmiotów humanistyczno-społecznych i są to z reguły bloki trzydziestogodzinne z: „Psychologii lekarskiej”, „Socjologii w medycynie”, „Etyki lekarskiej” i „Historii medycyny”. Dla porównania – grupa przedmiotów podstawowych i kierunkowych obejmuje łącznie 3990 godzin (Załącznik nr 54 MNiSW).

o gorsze, te minima programowe w sytuacji wszechobecnych oszczędności i cięć finansowych są najczęściej traktowane na uniwersytetach medycznych jako wartości maksymalne, zaś o zwiększeniu liczby kursów humanistyczno-społecznych władze uczelni nie chcą słyszeć.

Liczby te są zatrważające. Jak być specjalistą na miarę bohatera popularnego serialu biorąc pod uwagę ścieżkę edukacyjną, jaką przeszedł polski lekarz? Zaoferowanie mu 30 godzin wykładów z „Psychologii” czy „Pedagogiki” w toku studiów nie wykształci w młodym medyku umiejętności komunikowania, nie rozwinie jego kompetencji intra- i interpersonalnych. Mimo iż akademie medyczne przeszły metamorfozę, zamieniając się w uniwersytety; mimo że współczesny system kształcenia na całym świecie rezygnuje z wtłaczania wiedzy, „którą przy rozbudowanym systemie informatycznym można zdobyć w każdej chwili” (Brzeziński, 2007, p. 36; Suchorzewska, Olejniczak, 2011, s. 7-9), nauki humanistyczne i społeczne w polskim systemie kształcenia lekarzy wciąż pozostają w recesji.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/agnieszka-piasecka-robak-aleksandra-hulewska-medycyna-3-0-dekalog-komunikowania-lekarz-pacjent/

PAP/MB