قد يسمح اختراق الرنا المرسال بتطوير علاجات مخصصة للسرطان والعيوب الجينية: تم ترشيح فريق بولندي من العلماء لجائزة المخترع الأوروبية لعام 2018.
- شرط تطوير الطب الشخصي بالكامل بأقصى قدر من الفعالية هو تقديم علاجات مصممة خصيصًا للمرضى وأمراضهم الخاصة ، وكذلك على المستوى الخلوي.
هذا هو هدف العلماء البولنديين: Jacek Jemielity و Joanna Kowalska و Edward Darżynkiewicz وفريقهم.
لقد طوروا نهاية متينة وأكثر فاعلية وسهلة الإنتاج من جزيء mRNA - ما يسمى الغطاء ، الذي يخبر الخلية بإنتاج بروتينات معينة.
تتيح لنا التقنية التي اقترحها العلماء التفكير في الحلول الطبية التي تصحح نظام المعلومات الجينية للجسم دون إجراء تغييرات مباشرة على الحمض النووي للمريض.
تقديراً لإنجازاتهم ، تم ترشيح Jemielity و Kowalska و Darynkiewicz وفريق من العلماء من جامعة وارسو لنهائيات جائزة المخترع الأوروبي لعام 2018 في فئة "البحث". سيتم الإعلان عن الفائزين بجائزة المكتب الأوروبي للبراءات لهذا العام في احتفال سيُقام في 7 يونيو في باريس.
قال بينوا باتيستيلي ، رئيس المكتب الأوروبي للبراءات: "المفهوم الذي اقترحه العلماء البولنديون يمكن أن يوسع استخدام الطب الشخصي القائم على البيولوجيا الجزيئية". "يعكس هذا الاختراع كيف تساعد الأبحاث الطبية الأوروبية في خلق مفاهيم جديدة لعلاج السرطان وغيره من الأمراض الفتاكة التي يمكن أن تفيد ملايين الأشخاص."
تجربة شخصية ساهمت في تطوير الطب الشخصي
بالنسبة إلى Jacek Jemielity ، الذي يعمل في الكيمياء الحيوية العضوية في جامعة وارسو ، كانت مسألة تطوير طرق جديدة لعلاج الأمراض مثل السرطان ذات أهمية خاصة.
بينما كان فريقه يبحث في تطوير مرنا أكثر استقرارًا ومعدلًا كيميائيًا كحامل للأدوية ، أصيبت ابنته بسرطان الدم.
"لقد أمضيت الكثير من الوقت في المستشفى ، حيث رأيت العديد من الأطفال يقاتلون من أجل حياتهم" ، تقول جميليتي. "كان مرضها دافعًا مهمًا للغاية لعملي".
وعلى الرغم من تعافي ابنة العالم تمامًا ، يتم تشخيص أكثر من 10 ملايين حالة جديدة من أنواع مختلفة من السرطان كل عام.
السرطان بجميع أشكاله هو السبب الرئيسي الثاني للوفاة في العالم. تحرز العلاجات القياسية مثل الجراحة والعلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي تقدمًا كبيرًا.
ومع ذلك ، فإن حقيقة أنه وفقًا للتقديرات ، يمكن أن يصاب شخصان من كل خمسة أشخاص بالسرطان طوال حياتهم ، والتكاليف المالية الهائلة الناتجة عن ذلك وتأثيره على حياة المرضى ، جعلت البحث في علاجات السرطان الجديدة أولوية في الطب.
الاتجاه الواعد للعلاج هو مجال الطب الشخصي الذي يقدم علاجات تعتمد على الحمض النووي للمريض.
الهدف هو فهم السبب الجيني للمرض ، إما عن طريق تحديد مناطق الحمض النووي التي أدت إلى تطوره ، أو من خلال إيجاد الطفرة الجينية المسؤولة عن نمو الخلايا غير الطبيعي للسرطان.
مفهوم جديد لتعديل mRNA
يحتوي الحمض النووي البشري على حوالي 20 ألف جين تحتوي على تعليمات لصنع البروتينات والإنزيمات والجزيئات الأخرى التي يتكون منها الجسم.
ومع ذلك ، فإن إجراء تغييرات على الحمض النووي أمر مكلف وصعب ومحفوف بالمخاطر لدرجة أنه تمت الموافقة على القليل من العلاجات الجينية حتى الآن.
وهي تعتمد في الغالب على الفيروسات القهقرية المعدلة التي يمكنها التسلل من خلال آليات الدفاع الخلوي وإدخال معلومات جديدة مباشرة إلى نواة الخلية.
نهج أقل توغلاً هو التركيز على الطريقة التي يتم بها نقل المعلومات المكتوبة في الحمض النووي إلى ريبوسومات الخلية ، حيث يتم تنفيذ أوامر إنتاج البروتين المشفرة في الحمض النووي.
الجزيئات المشار إليها باسم messenger RNA (mRNA) هي المسؤولة عن نقل هذه المعلومات. إنه قصير العمر بطبيعته ، لذا فإن الإنزيمات والبروتينات البشرية قد حطمت بشكل عام أي مرنا معدّل مدرج خارجيًا قبل أن ينقل التأثير العلاجي المقصود إلى الريبوسوم.
بناءً على الأبحاث التي بدأت قبل أربعة عقود ، اقترح Jemielity وفريقه نهجًا مختلفًا ، مع التركيز على الهياكل الدقيقة في نهاية كل جزيء mRNA ، والمعروف باسم الغطاء 5. "هيكل الغطاء مهم جدًا لعملية التمثيل الغذائي للـ mRNA ، لأنه بدونه ، يتحلل mRNA بسرعة كبيرة ولا يمكنه أداء وظائفه. وبالتالي فإن الغطاء يحمي mRNA من التدهور.
قام فريق البحث بتغيير واحدة من حوالي 80.000 ذرة من جزيء mRNA النموذجي عن طريق استبدال ذرة الأكسجين بذرة كبريت. وهكذا تم إنشاء غطاء مرنا اصطناعي.
أدى الاختراع الحاصل على براءة اختراع - المسمى Beta-S-ARCA - إلى إنشاء mRNA مستقر ، وهو أكثر فاعلية بخمس مرات وثلاثة أضعاف في الخلية من الجزيء الطبيعي ، مما فتح الطريق لتطوير العلاجات القائمة على mRNA.
من المختبر إلى السوق
بعد بدء عملية براءات الاختراع الأوروبية في عام 2008 ، شكل الفريق شراكة مع BioNTech من جامعة ماينز (ألمانيا) ، المتخصصة في العلاجات الجينية.
بدأت التجارب السريرية الأولية باستخدام قبعات mRNA التي طورها فريق UW بعد عامين. في عام 2013 ، قامت شركة BioNTech بترخيص تقنية mRNA المستقرة لأهم شركات الأدوية ، بما في ذلك شركة Sanofi SA الفرنسية. وشركة Genetech Inc.
في يوليو 2017 ، نشرت BioNTech نتائج واعدة للتجارب البشرية الأولى للقاح شخصي مضاد للسرطان قائم على mRNA باستخدام أغطية طورها Jemielity وفريقه.
ثمانية من المشاركين في الدراسة البالغ عددهم 13 الذين عانوا من تكرار الورم الميلاني الارتدادي لم يكن لديهم خلايا سرطانية خلال 23 شهرًا من الدراسة.
في المقابل ، أظهر أحد الأشخاص الخمسة الآخرين الذين أصيبوا بأورام جديدة انكماشًا في الورم.
لقاح الدراسة ، الذي قد يكون أيضًا مُصممًا لعلاج أنواع أخرى من السرطان ، يعتمد على تسلسل الحمض النووي لورم المريض ومقارنته مع تلك الموجودة في الأنسجة الطبيعية.
بعد تحديد الطفرة ، يتم حقن mRNA المتغير صناعياً في جسم المريض ، مما يسمح لجهاز المناعة باكتشاف الخلايا السرطانية وتدميرها.
تخطط BionTech لاختبار هذه التقنية مع دواء مضاد للسرطان يسمى Tecentriq.
فريق البحث
في الثمانينيات من القرن الماضي ، كان موظفو جامعة وارسو متقدمين بفارق كبير على زملائهم الذين يتعاملون مع استقرار الرنا المرسال ، قبل وقت طويل من اعتباره عنصرًا هيكليًا يمكن استخدامه في العلاجات المنقذة للحياة.
إدوارد دارزينكيفيتش ، عضو الفريق المتمرس ، حصل على درجة الماجستير عام 1970 ودافع عن أطروحة الدكتوراه في الكيمياء العضوية في جامعة وارسو عام 1976 ، ومن عام 2009 عمل في جامعة وارسو كأستاذ في الفيزياء.
وهو رئيس مختبر التعبير الجيني في قسم الفيزياء بجامعة وارسو والمختبر متعدد التخصصات للبيولوجيا الجزيئية والفيزياء الحيوية في مركز التقنيات الجديدة بجامعة وارسو.
في عام 2015 ، حصل على وسام ليون مارشليوسكي لإنجازات غير عادية في الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية. شارك في تأليف 208 منشورات علمية وثلاث براءات اختراع أوروبية وبراءة اختراع أمريكية.
يعمل Jacek Jemielity أيضًا في مركز التقنيات الجديدة بجامعة وارسو كأستاذ للكيمياء العضوية منذ عام 2013 ويشغل حاليًا منصب رئيس مختبر الكيمياء العضوية هناك.
وهو مؤلف لثلاث براءات اختراع أوروبية ونحو 100 منشور علمي. تقديراً لإنجازاته العلمية حصل على جائزة رئيس جامعة وارسو وجائزة كلية الفيزياء بجامعة وارسو.
جوانا كوالسكا هي أستاذة مساعدة في كلية الفيزياء ، قسم الفيزياء الحيوية ، جامعة وارسو منذ عام 2011. حاليًا ، هو أيضًا مدير مشروع.
السيدة جوانا هي مؤلفة أكثر من 50 عملاً علميًا وثلاث براءات اختراع أوروبية. حصلت على جائزة الدرجة الثانية من جامعة وارسو رئيس الجامعة ، وجائزة كلية الفيزياء بجامعة وارسو وجائزة البروفيسور. Pieńkowski.
في عام 2018 ، تم أيضًا تكريم Jemielity و Kowalska و Darżynkiewicz وفريقهم لاختراعاتهم بالجائزة الاقتصادية لرئيس بولندا في فئة "البحث والتطوير".
