Rozmowa z dr Karoliną Pierzynowską, laureatką międzynarodowej nagrody Future Science Future Star Award
za prace nad lekiem, który ma pomóc w terapii chorych na alzheimera i huntingtona.
„StRuNa”: W ciągu ostatnich 30 lat liczba chorych na choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera czy pląsawica Huntingtona, wzrosła o 70 proc. Co ma wpływ na te statystyki?
dr Karolina Pierzynowska: Na to pytanie nie ma prostej, jednoznacznej odpowiedzi. Na całym świecie społeczeństwo się starzeje, a choroby neurodegeneracyjne są powszechnie znane jako choroby wieku starszego. Spowodowane jest to faktem, że systemy ochronne naszych komórek nerwowych z wiekiem stają się coraz słabsze, mniej wydajne. Dziś na choroby Alzheimera i Huntingtona cierpi kilkadziesiąt milionów ludzi na świecie.
Pracuje Pani nad lekiem na obie te choroby. Mają one zupełnie inny przebieg. Czy coś je łączy i pozwala mieć nadzieję, że Pani lek będzie skuteczny w obu tych przypadkach?
Obie są spowodowane agregacją (czyli procesem przyjmowania niewłaściwej struktury) białek w komórkach nerwowych. Komórki nie potrafią same pozbyć się ich, mało tego – te toksyczne białka „oblepiają” wszystko, co jest dookoła. W ten sposób tworzy się tzw. agregat białkowy, co prowadzi do upośledzenia funkcjonowania komórek nerwowych. Terapia, którą opracowałam, ma celować w te agregaty, ma pomóc komórkom aktywować proces, który będzie prowadził do ich usunięcia. Ten proces nazywa się autofagią.
Różne choroby, w tym neurologiczne, można trzymać przez wiele lat pod kontrolą. Dlaczego w przypadku chorób neurodegeneracyjnych jest to trudniejsze?
Po pierwsze, nie do końca znamy przyczyny niektórych z nich, np. choroby Alzheimera. Po drugie, bardzo wiele czynników ma wpływ na ich przebieg. Po trzecie, one dotykają ośrodkowego układu nerwowego, o którym wiemy najmniej i do którego najtrudniej jest dotrzeć lekami ze względu na istnienie bariery krew – mózg. To bariera, która chroni mózg przed ogólnoustrojowymi zakażeniami, np. wirusowymi czy bakteryjnymi. Ale powoduje też, że leki – ich większe cząsteczki chemiczne − przedostają się do mózgu. Oczywiście próbuje się to obchodzić – np. podając leki bezpośrednio do płynu mózgowo-rdzeniowego, ale trzeba mieć na uwadze, że to są bardzo inwazyjne metody.
Nam wreszcie udało się znaleźć związek, który nie tylko może być efektywny w usuwaniu agregatów białkowych, ale też możliwy do stosowania długoterminowo i przekroczenia bariery krew − mózg.
Dlaczego wcześniej nie znaleziono leku na choroby neurodegeneracyjne? Źle szukano? Opierano się na błędnych hipotezach?
Nie! Stosowano bardzo wiele podejść terapeutycznych. Próbowano już wcześniej rozbijać agregaty białkowe, poprawiać przeżywalność komórek, przekaźnictwo sygnałów między nimi. W przypadku choroby Huntingtona starano się zwiotczać mięśnie, aby nie było tych charakterystycznych nagłych ruchów… Może po prostu naukowcy mieli pecha, bo nie znaleźli rozwiązania, które by całkowicie zatrzymało te choroby. A my byśmy chcieli nie tylko je zatrzymać, ale także cofnąć.
Czy to jest realne?
Teoretycznie wydaje się, że nie. Układ nerwowy słabo się regeneruje. Komórki nerwowe nie mnożą się na nowo jak np. komórki skóry. Ale badania, które prowadziłam na myszach, pokazały, że zwierzęta wróciły do stanu sprzed choroby po trzymiesięcznej terapii. Wątpię, by genisteina pomagała ich komórkom się mnożyć, ale może nie były one do końca obumarłe i gdy genisteina wyczyściła je z toksycznych białek, zaczęły funkcjonować na nowo. To oczywiście tylko hipoteza, jedna z wielu.
Czy to znaczy, że ten lek należałoby podać na właściwym etapie choroby?
Jesteśmy w trakcie opracowywania odpowiedzi na to pytanie – sprawdzamy, czy np. profilaktyka będzie skuteczniejsza niż leczenie i czy leczenie na etapie późniejszych, poważniejszych objawów będzie dawało dobre rezultaty.
Genisteina to związek z rodziny flawonoidów. To antyutleniacze występujące w roślinach, np. w winogronach…
Tak, i ten związek ma bardzo dużo właściwości – oprócz indukowania procesu autofagii, na czym ja się opieram, dodatkowo redukuje poziom reaktywnych form tlenu w komórkach. Także ten mechanizm jej działania mógłby pomóc pacjentom z chorobami neurodegeneracyjnymi, bo reaktywne formy tlenu negatywnie wpływają na funkcjonowanie komórek nerwowych. Genisteina działa także przeciwzapalnie.
Czy zatem odpowiednia dieta, bogata we flawonoidy, mogłaby zabezpieczyć pacjentów obciążonych − np. dziedzicznie − ryzykiem wystąpienia tych chorób?
Można zapobiec zachorowaniu na te choroby, podając profilaktycznie genisteinę. Ale sama dieta raczej nie wystarczy – nie jesteśmy w stanie uzyskać tą drogą stężeń, jakie otrzymywałam w moich badaniach. Liczyłam: musielibyśmy jeść np. 11 kg kiełków sojowych albo pić 120 litrów mleka sojowego dziennie… Natomiast prawdą jest, że w Azji, gdzie spożywa się dużo soi, zapadalność na te choroby jest znacznie niższa. Czyli może to być jakiś czynnik wspomagający.
Na jakim etapie są Pani badania?
Skończyłam testy na zwierzętach. Rozgłos, który ostatnio zyskałam dzięki wygranej w konkursie, spowodował, że zaczęły się do nas odzywać firmy, które chcą sponsorować dalsze badania. Dlatego prawdopodobnie niedługo zaczną się testy z udziałem ludzi. To jeszcze nie testy kliniczne, tylko tzw. eksperyment medyczny. Jeśli nawiążemy współpracę z instytucjami lub firmami, które sfinansują te badania, i z uniwersytetem medycznym lub kliniką, które zgodzą się je z nami przeprowadzić, to eksperyment z udziałem pacjentów będzie trwał około trzech lat. Później próba kliniczna – tu jest światełko w tunelu, bo genisteina przeszła już fazę pierwszą prób klinicznych (dla innej choroby) i można by ją pominąć, ale druga i trzecia faza oto około pięciu lat badań. Później analiza wyników – rok − i cała procedura związana z rozpoczęciem produkcji leku… W sumie około dziesięciu lat pracy przed nami.
Czy coś w dalszych badaniach może pójść nie tak?
Wszystko. Zaczynając od najprostszego: to, co działało na zwierzętach, na ludziach nie musi. Pozostaje pytanie, czy w takim razie w ogóle warto próbować. Moja odpowiedź brzmi, że warto. Bo zyskać też możemy… wszystko.
rozmawiała Dominika Rafalska
Dr Karolina Pierzynowska jest adiunktem w Katedrze Biologii Molekularnej Uniwersytetu Gdańskiego. We wrześniu 2021 r. została laureatką międzynarodowej nagrody Future Science Future Star Award za prace nad lekiem, który ma pomóc w terapii chorych na alzheimera i huntingtona. W 2019 r. odbyła staż w Laboratorium Neuropatologii Molekularnej Katedry Biochemii w Instytucie Blanchette Rockefeller Uniwersytetu Zachodniej Wirginii w Morgantown w USA. W 2018 r. została główną laureatką konkursu StRuNa.