Szczepionka na raka. Polscy naukowcy walczą z nowotworami

Dlaczego rak jest tak trudnym przeciwnikiem?

PROF. DR HAB. NATALIA ­MAREK-TRZONKOWSKA: Jest bardziej zmienny niż kameleon. Konkretny typ nowotworu może wyglądać całkiem inaczej u różnych pacjentów, mogą pojawiać się inne jego mutacje. Do tego każdy nowotwór zmienia się z upływem czasu – nawet jeśli opracujemy terapię dla wcześnie rozpoznanego nowotworu, to nie znaczy, że będzie ona równie skuteczna w dalszych fazach rozwoju choroby.

Czy jest w takim razie nadzieja, że uda nam się z rakiem wygrać?

To możliwe. Istnieją już pierwsze szczepionki przeciwnowotworowe. Na przykład szczepionka przeciw wirusowi HPV, która w Wielkiej Brytanii praktycznie wyeliminowała raka szyjki macicy w szczepionej populacji. W przypadku nowotworów, których nie wywołują wirusy, będzie to trudniejsze. Tu należy się skupić na wczesnych stadiach rozwoju choroby, kiedy układ immunologiczny jeszcze dobrze funkcjonuje.

W Waszej pracy chodzi o to, by sam układ odpornościowy likwidował zagrożenie. Dlaczego system immunologiczny ma z nowotworami aż tak poważny problem?

Po pierwsze, sami często sprawiamy, że nasz układ odpornościowy działa słabiej. Nie wysypiamy się, palimy papierosy, prowadzimy siedzący tryb życia, stresujemy się. Każdego dnia w naszych komórkach mogą pojawiać się mutacje i chociaż mamy różne mechanizmy korekcji błędów lub uśmiercania nieprawidłowych komórek, to organizm po jakimś czasie po prostu nie daje rady naprawiać wszystkiego.

Po drugie, nowotwory są w stanie oszukiwać układ odpornościowy czy wręcz wykorzystywać go do własnych celów. Produkują też tzw. pęcherzyki ­zewnątrzkomórkowe. Za ich pośrednictwem wysyłają do odległych miejsc ­naszego organizmu substancje, które jeszcze bardziej upośledzają ­odpowiedź układu immunologicznego i przygotowują tkanki do przyjęcia ­przerzutów. Te pęcherzyki oraz opracowanie obrony przed nimi są także przedmiotem badań naszego zespołu.

W jaki sposób można wesprzeć układ odpornościowy?

Nasz zespół na początku sprawdza, jakie unikatowe cechy ma dany nowotwór oraz które komórki układu immunologicznego go rozpoznają. Kiedy już je zidentyfikujemy, staramy się ustalić, w jaki sposób nowotwór je unieszkodliwia. Kolejnym etapem będzie genetyczna modyfikacja tych komórek w taki sposób, aby były niewrażliwe na działania raka. W bardziej zaawansowanych stadiach choroby może pojawić się jednak problem. Czasem komórki układu immunologicznego pacjenta, które potrafią rozpoznać nowotwór, są już unieszkodliwione do takiego stopnia, że nie nadają się do terapii. Jednym z rozwiązań, jakie bierzemy pod uwagę, jest pobieranie komórek od osób zdrowych i modyfikowanie ich w celu wykorzystania w procesie leczenia. To inżynieria na poziome molekularnym, bardziej precyzyjna przebudowa. Najważniejsze, żeby dokładnie ustalić, gdzie znajdują się słabe punkty naszego układu immunologicznego oraz nowotworu.

Wspominała Pani, że każdy nowotwór jest nieco inny. To zapewne utrudnia tworzenie takich terapii.

To prawda, ale w przypadku naszej metody sposób postępowania za każdym razem jest taki sam. Wybieramy inny zestaw komórek dla danego pacjenta, ale procedura wyboru, sposób hodowli komórek czy ich podania są stałe. 
To oznacza, że szczepionki na konkretny rodzaj nowotworów nie będzie można po prostu kupić w aptece. Każdorazowo będzie musiała być przygotowywana dla konkretnego pacjenta. 

Na razie jeszcze tak. Jestem jednak przekonana, że jeśli zbierzemy wystarczająco dużo informacji, pewnego dnia okaże się, że możliwe będzie też stworzenie bardziej uniwersalnej szczepionki. Choć może nie za mojego życia.

Na czym konkretnie skupia się więc teraz praca ICCVS?

 W ciągu ostatnich trzech lat złożyliśmy dziewięć wniosków patentowych dotyczących ochrony opracowanych przez nas sposobów identyfikacji unikatowych cech nowotworu, monitorowania stanu zdrowia pacjentów i prowadzenia hodowli komórkowych. W najbliższej przyszłości będziemy niewątpliwie optymalizować te metody i sprawdzać ich bezpieczeństwo, aby rozpocząć badanie kliniczne. Ważny kierunek naszych badań rozwinął się na bazie wiedzy, że wszystkie komórki jądrzaste, w tym komórki nowotworowe, prezentują antygeny. Tzn. mają na swojej powierzchni receptory, które pokazują układowi immunologicznemu fragmenty białek (peptydy). Komórki układu odpornościowego rozpoznają je i wiedzą, czy taki zestaw peptydów charakteryzuje komórkę swoją czy obcą lub nieprawidłową.

To taki dowód osobisty komórki?

Tak, identyfikator. Na jego podstawie komórki układu immunologicznego tolerują bądź niszczą napotkane tkanki. Nowotwory są w stanie oszukać układ odpornościowy, ale my w laboratorium umiemy to oszustwo wykryć. Upraszczając, odczepiamy wszystkie te identyfikatory z usuniętego podczas operacji guza oraz zdrowej tkanki i porównujemy je ze sobą. Na tej podstawie wiemy, jakie mutacje zaszły w danym nowotworze i który identyfikator (peptyd) jest nieprawidłowy. 

Następnie przy pomocy tych zmutowanych identyfikatorów możemy wyszukać i wysortować z krwi pacjenta komórki, które je rozpoznają, i dzięki temu mogą zostać użyte do walki z rakiem. Fakt, że jesteśmy w stanie odczepić te znaczniki i rozpoznać potencjalne cele dla układu odpornościowego, to już bardzo ważny krok. Warto tu wspomnieć, że nasza metoda nie jest równoznaczna z analizą genomu. W genomie może zajść wiele mutacji, ale nie wszystkie będą widoczne dla układu immunologicznego. My koncentrujemy się na tych, które mają wpływ na strukturę identyfikatorów, które komórki prezentują układowi immunologicznemu.

W kolejnym etapie planujemy pomóc tym komórkom, które potrafią rozpoznać nowotwór, by były w stanie go zniszczyć i stały się niewrażliwe na jego hamujące działanie. Myślimy też o tym, żeby zmodyfikować środowisko guza. Warto pamiętać, że nowotwór modyfikuje to, co go otacza. W takim środowisku komórki układu immunologicznego czują się źle. Nie mają odpowiedniej ilości substancji odżywczych, zmienia się ich metabolizm, sposób zachowania. Giną albo po prostu nie robią niczego, co mogłoby zaszkodzić guzowi. Próbujemy więc to środowisko zmieniać w taki sposób, by sprzyjało komórkom, które mają zabić nowotwór.

Jak ważne jest to, że Wasz ośrodek działa w ramach programu Międzynarodowe Agendy Badawcze?

To kluczowe. Ogromną przewagą centrów takich jak nasze jest multidyscyplinarność i międzynarodowość. Spotykają się tu naukowcy z różnych dziedzin, różnych kultur i z różnym kapitałem doświadczeń. Dzięki temu wiele możemy zrobić u siebie, co bardzo skraca czas i ułatwia pracę. Oczywiście prowadzimy także współpracę międzynarodową. Kontakty ze specjalistami spoza własnego ośrodka są niezwykle ważne i rozwijają zarówno badania, jak i potencjał zespołu. Chcemy się uczyć od ­najlepszych w danej dziedzinie, ale wielokrotnie i my uczymy innych. Współpraca naukowa opiera się na wzajemności. 

Potrzebujemy jeszcze trochę czasu, by nasze idee przekuć w badanie kliniczne, ale jesteśmy na najlepszej drodze ku temu. Warto też zaznaczyć, że 60 proc. naszych pracowników to osoby z zagranicy. To istotne nie tylko w kontekście naszego Centrum, ale ma też duże znaczenie dla Uniwersytetu. Na polskich uczelniach wciąż jeszcze bardzo mało jest zagranicznych wykładowców. Dzięki międzynarodowym agendom badawczym uczelnie mają ich w swoich strukturach, a oni wnoszą nową jakość do całego systemu. 

Uniwersytet Gdański bardzo dobrze rozumie potrzebę umiędzynarodowienia i aktywnie prowadzi ten proces, m.in. poprzez liczne programy wymiany kadry naukowej i administracyjnej. Bardzo kibicuję tym zmianom. Jestem przekonana, że są nieuniknione, ale jednocześnie uważam, że to właśnie międzynarodowe agendy badawcze były katalizatorem tego trendu. UG ma w swojej strukturze aż dwa takie centra: Międzynarodowe Centrum Badań nad Szczepionkami Przeciwnowotworowymi oraz Międzynarodowe Centrum Teorii Technologii Kwantowych. To sprawiło, że uczelnia miała możliwość dobrze poznać złożoną sytuację zagranicznych naukowców i zaczęła wdrażać rozwiązania, które pomagają im zaadaptować się w pracy, zintegrować czy poznać polską kulturę. To początek zmian na polskich uczelniach, które realnie otwierają je na świat. ©

Program Międzynarodowe Agendy Badawcze jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków funduszy strukturalnych w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (PO IR) 2014–2020, Działanie 4.3. Międzynarodowe Agendy Badawcze.

Więcej o wynikach badań z polskich laboratoriów w raporcie pt. „Nauka w czasach przemian. Jak badania finansowane z Funduszy Europejskich pomagają chronić nas przed globalnymi zagrożeniami i wykorzystywać historyczne szanse”: www.fnp.org.pl

PROF. DR HAB. NATALIA MAREK- TRZONKOWSKA – immunolożka, dyrektorka Międzynarodowego Centrum Badań nad Szczepionkami Przeciwnowotworowymi przy Uniwersytecie Gdańskim. Prowadzi badania dotyczące terapeutycznego zastosowania komórek układu immunologicznego. Jej prace koncentrują się na zagadnieniu immunomodulacji, tolerancji immunologicznej oraz interakcjach międzykomórkowych.