Naukowiec UPWr pracuje nad szczepionką przeciwko osteoporozie

Na osteoporozę choruje co trzecia kobieta po okresie przekwitania – ryzyko złamania kości wynosi u nich około 40%, podczas gdy u mężczyzn jest to ok. 13-22%. To uogólniona choroba metaboliczna kości, która charakteryzuje się niską masą kostną, upośledzoną mikroarchitekturą tkanki kostnej, a w konsekwencji zwiększoną jej łamliwością i podatnością na złamania. W początkowej fazie choroba przebiega bezobjawowo – dlatego też osteoporoza nazywana jest cichym złodziejem kości.

– Osteoporoza jest chorobą społeczną, a więc taką, która jest istotna nie tylko z powodu skali, ale też kosztów ekonomicznych – tłumaczy prof. Krzysztof Marycz z UPWr, który wykorzystując technologię mRNA, stworzy biomateriał, dzięki któremu nie tylko możliwe będzie zahamowanie procesu rzeszotowienia kości, ale dojdzie też do odbudowy brakującego materiału kostnego.

Od koni do człowieka

- Nad tym rozwiązaniem zaczęliśmy pracować już kilka lat temu, przed pandemią. Punktem wyjścia były badania związane z końmi. Razem z Pawłem Golonką zaproponowaliśmy podobną technologię, choć jeszcze bez mRNA, do wypełniania cyst podchrzęstnych u koni. Wyniki badań klinicznych były spektakularne, więc zacząłem się zastanawiać nad tym, jak to doświadczenie wykorzystać w szukaniu rozwiązań terapeutycznych dla ludzi – tłumaczy prof. Marycz, który nie kryje, że konie to jego pasja – nie wyobraża sobie życia bez jazdy konnej i to właśnie dzięki koniom wpadł na pomysł odwrócenia procesu resorpcja kości poprzez zastosowanie cząsteczek mRNA i/lub małych niekodujących RNA (mikroRNA/miRNA). Cząsteczki miRNA regulują poziom mRNA, działając na poziomie postranskrypcyjnym, mając bezpośrednio wpływ na oczekiwany efekt terapeutyczny.

Osteoklasty, osteoblasty i mRNA

W zwycięskim projekcie naukowiec z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu zaproponował więc wykorzystanie technologii nieorganicznej do ochrony cząsteczek organicznych: mRNA ma hamować osteoklasty i promować osteoblasty w miejscu ubytku w kości.

– To radykalna zmiana myślenia. Do tej pory myślano o tym, by do kości dostarczać wapń. Ja zamierzam wykorzystać komórki, które ten wapń produkują, bo problemem osteoporozy są nadaktywne komórki kościogubne, tj. te „zjadające” kość. Z kolei te, które ją budują i umożliwiają deponowanie wapnia w kości, są wyraźnie słabsze. Wpadłem więc na pomysł, by na poziomie postranskrypcyjnym zablokować komórki osteoporotyczne, a więc osteoklasty, a aktywować komórki osteoblastyczne, tym samym doprowadzając do sytuacji, w której będą one deponować kluczowe białka w macierzy kostnej i sprzyjać odkładaniu się wapnia, a więc budować kość w miejscu ubytku – tłumaczy prof. Krzysztof Marycz i od razu dodaje, że rewolucyjność tej metody polega nie tylko na odwróceniu procesu, jaki zachodzi w kości, ale też na precyzji umiejscowienia tego procesu i jego regulacji. Biomateriał z mRNA będzie bowiem wprowadzany w miejsce konkretnego ubytku, a lekarz będzie sterował kolejnością aktywacji: najpierw będą się otwierać mikrokapsułki z mRNA, które zahamuje osteoklasty, a potem będą się otwierać kolejne – tym razem z mRNA, które pobudzi osteoblasty do działania. Nowością jest też materiał, w którym będzie umieszczone mRNA, które w obecnie stosowanych rozwiązaniach jest zawieszone w lipidach. Tutaj zostaną użyte hydroksyapatyty, a więc związki nieorganiczne połączone z nanocząsteczkami magnetycznymi.

W projekcie realizowanym przez konsorcjum: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego PAN oraz spółkę Vivadental zaplanowane są badania przedkliniczne i kliniczne ok. 15 pacjentek w wieku powyżej 60. roku życia leczonych z powodu ubytków kostnych twarzo-czaszki, chorób przyzębia lub o upośledzonym metabolizmie kostnym m.in. z osteoporozą.

Szansa dla ambitnych

– Powołany przeze mnie zespół badawczy jest interdyscyplinarny, bo tego wymagają tak zaawansowane badania z zakresu medycyny spersonalizowanej i precyzyjnej – mówi prof. Marycz. Dodaje również, że w badania zaangażowani są biolodzy molekularni, specjaliści z zakresu inżynierii tkankowej i biomateriałowej, jak również klinicyści. Profesor Marycz podkreśla też, że projekt ten jest przykładem skutecznego przełożenia badań naukowych na konkretną strategię terapeutyczną, tzw. medycynę translacyjną.

– Mój projekt daje szansę rozwoju całej grupie badawczej, otwiera możliwość rozwoju i udziału w przełomowych badaniach – mówi prof. Krzysztof Marycz.

– Mam nadzieję, że uda nam się dojść do trzeciego etapu, którym będzie szczepionka przeciwko osteoporozie. Jeśli w 15 miesięcy, wykorzystując mRNA, udało się dać ludzkości szczepionkę przeciwko SARS-COV-2, to marzenie to wcale nie jest nierealne – uśmiecha się profesor.