Archiwum
Jak ocenić kandydatów na leki? – odpowiada prof. Bogusław Buszewski
Autor: Iwona Konarska
Data: 10.08.2023
| Tagi: | Bogusław Buszewski, Roman Kaliszan, Naukowa Fundacja Polpharmy, nagroda im. prof. Romana Kaliszana |
Laureat Nagrody im. prof. Romana Kaliszana mówi, jak naukowcy tworzą sztuczną komórkę i starają się generować warunki, które symuluje w niej infekcja. Wszystko po to, by ograniczyć badania na zwierzętach.
Naukowa Fundacja Polpharmy, Gdański Uniwersytet Medyczny i Gdańskie Towarzystwo Naukowe ustanowiły Nagrodę i Medal im. prof. Romana Kaliszana w roku 2020 r. Wyróżnienie nosi nazwisko światowej sławy naukowca, specjalisty z zakresu nauk farmaceutycznych, farmakologii oraz chemii analitycznej, rektora uczelni w Gdańsku w latach 2005-2008. Nagroda jest przyznawana corocznie uczonym posiadającym co najmniej stopień naukowy doktora za wybitne osiągnięcie naukowe z zakresu nauk biomedycznych lub biofarmaceutycznych.
Prof. Bogusław Buszewski, zeszłoroczny laureat, został wyłoniony przez kapitułę konkursu, która dokonała wyboru na podstawie rekomendacji komisji konkursowej i opinii recenzentów. Nagrodę przyznano za osiągnięcie pod tytułem „Chromatograficzne i spektralne badanie, z użyciem ilościowej zależności retencja – struktura a aktywność biologiczna, preparatów jako kandydatów na leki”. 11 października 2022 r. w czasie uroczystej inauguracji roku akademickiego w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym wręczyła ją dyrektorka Naukowej Fundacji Polpharmy Daniela Piotrowska, prezes Gdańskiego Towarzystwa Naukowego prof. Jerzy Błażejowski oraz rektor prof. Marcin Gruchała i prorektor ds. nauki prof. Michał Markuszewski.
Prof. Buszewski jest wybitnym polskim chemikiem, specjalistą z zakresu chemii analitycznej i chemii środowiska.
Publikujemy rozmowę z ekspertem.
Dlaczego w badaniach kandydatów na leki fundamentalne są chromatograficzne i spektralne badania?
– Techniki chromatograficzne są technikami najbardziej rozpowszechnionymi, jeżeli chodzi o chemię analityczną i oznaczenie różnego rodzaju substancji biologicznie aktywnych, ale nie tylko – także substancji występujących w środowisku, w układach biologicznych, w organizmach żywych. A połączenie z technikami spektralnymi, zwłaszcza spektrometrią mas, daje możliwość identyfikacji tych substancji po ich rozdzieleniu. A więc wszystko to, co odnosi się do jakościowego i ilościowego oznaczenia indywiduów, które występują w skomplikowanych układach – matrycach na poziomie komórkowym. Bo tylko ten układ nas interesuje z punktu widzenia analizy śladów.
A czym jest zależność retencja – struktura?
– Zależność retencja – struktura wymyślił i wprowadził do światowej literatury prof. Kaliszan. Przez wiele lat współpracowaliśmy, publikując wspólne prace. Dotyczyły one właśnie zakresu przewidywania pewnych zależności analitycznych, które w połączeniu z właściwościami fizykochemicznymi badanych indywiduów pozwalają przewidzieć ich zachowanie w układach biologicznych. Szczególnie odnosi się to do kandydatów na leki – jak się zachowają w żywym organizmie, jak przenikają przez barierę biologiczną mózg – krew, głównie na poziomie komórkowym. Biorąc pod uwagę ich budowę, właściwości, można tego typu zależności przewidzieć i wyznaczyć, eliminując badania prowadzone na pacjencie czy na zwierzętach, czyli traktując układ chromatograficzny jako modelowy układ dla potrzeb takiej skomplikowanej analizy.
Jeśli jest taka możliwość, dlaczego w ogóle testuje się, bada leki na zwierzętach?
– Z punktu widzenia dostępności i przydatności leków prowadzi się tego typu badania, ponieważ szuka się układów podobnych do układów ludzkich. Generalnie chodzi o eliminowanie ryzyka, czyli przeprowadzenie w pierwszej fazie badań modelowych, niejednokrotnie prowadzących do tworzenia niepożądanych metabolitów. Później następuje weryfikacja algorytmu badań i wprowadzenie modelu zwierzęcego, a dopiero potem, w trzeciej fazie, klinicznej, już na pacjencie. Nam chodzi o ograniczenie, liczby badań na zwierzętach.
Rozumiem, dzięki temu część preparatów, które w ogóle nie przejdą przez pierwsze sito, nie będzie badana niepotrzebnie na zwierzętach.
– Zadanie podstawowe to określić, jak dane indywiduum, czyli związek, który wchodzi w skład leku, działa w organizmie. Gdy zażywa pani tabletkę, to substancji aktywnej biologicznie jest w niej mało. Jeśli tabletka dotrze do organizmu chodzi o to, żeby przeszła przez barierę biologiczną np. mózg – krew, żeby przeszła przez ścianę komórkową i mogła odpowiednio oddziaływać. Ważne jest sprawdzenie, jak to będzie wyglądało w przypadku układu sztucznego, a jak u zwierzęcia, no i jak w przypadku pacjenta. Jest to swoisty układ porównawczy. Posługujemy się więc układem wyimaginowanym, który budujemy w stosunku do zwierzęcia i w stosunku do pacjenta.
I na końcu mamy kandydatów na leki.
– Można powiedzieć, że jest to działanie pseudosztucznej inteligencji. Otóż przewidujemy pewne zachowania, ale wszystkiego nie przewidzimy – np. mamy komórkę, a w niej obserwujemy stan infekcyjny. W tej sytuacji tworzymy sztuczną komórkę i staramy się generować takie warunki, które symuluje w niej infekcja. Wprowadzamy leki, kontrolujemy procesy, jakie zachodzą podczas tworzenia się metabolitów. Nam chodzi o to, aby było one podobne do tych, które by zachodziły w żywym organizmie. Staramy się dokonać transferu, przekazać te dane ze sztucznej komórki do tej realnej w organizmie pacjenta. Chodzi o takie stany chorobowe jak infekcje patogenami jak np. sepsa.
Brzmi sugestywnie.
– Odnosiłem się głównie do sepsy, ale ogólnie pracujemy z bakteriami, grzybami, z wirusami. Podsumowując – pamiętajmy, że organizmy różnią się od siebie. Możemy pewne rzeczy przewidzieć, ale nie możemy założyć, że tak będzie w 100 proc. Na jednego pacjenta lek zadziała, na innego nie. Dlaczego? Na to odpowie medycyna spersonalizowana. Pacjentowi powinno się najpierw zrobić taki medyczny finger print, a dopiero potem podjąć działania terapeutyczne. Do tego dążymy.
Prof. Bogusław Buszewski, zeszłoroczny laureat, został wyłoniony przez kapitułę konkursu, która dokonała wyboru na podstawie rekomendacji komisji konkursowej i opinii recenzentów. Nagrodę przyznano za osiągnięcie pod tytułem „Chromatograficzne i spektralne badanie, z użyciem ilościowej zależności retencja – struktura a aktywność biologiczna, preparatów jako kandydatów na leki”. 11 października 2022 r. w czasie uroczystej inauguracji roku akademickiego w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym wręczyła ją dyrektorka Naukowej Fundacji Polpharmy Daniela Piotrowska, prezes Gdańskiego Towarzystwa Naukowego prof. Jerzy Błażejowski oraz rektor prof. Marcin Gruchała i prorektor ds. nauki prof. Michał Markuszewski.
Prof. Buszewski jest wybitnym polskim chemikiem, specjalistą z zakresu chemii analitycznej i chemii środowiska.
Publikujemy rozmowę z ekspertem.
Dlaczego w badaniach kandydatów na leki fundamentalne są chromatograficzne i spektralne badania?
– Techniki chromatograficzne są technikami najbardziej rozpowszechnionymi, jeżeli chodzi o chemię analityczną i oznaczenie różnego rodzaju substancji biologicznie aktywnych, ale nie tylko – także substancji występujących w środowisku, w układach biologicznych, w organizmach żywych. A połączenie z technikami spektralnymi, zwłaszcza spektrometrią mas, daje możliwość identyfikacji tych substancji po ich rozdzieleniu. A więc wszystko to, co odnosi się do jakościowego i ilościowego oznaczenia indywiduów, które występują w skomplikowanych układach – matrycach na poziomie komórkowym. Bo tylko ten układ nas interesuje z punktu widzenia analizy śladów.
A czym jest zależność retencja – struktura?
– Zależność retencja – struktura wymyślił i wprowadził do światowej literatury prof. Kaliszan. Przez wiele lat współpracowaliśmy, publikując wspólne prace. Dotyczyły one właśnie zakresu przewidywania pewnych zależności analitycznych, które w połączeniu z właściwościami fizykochemicznymi badanych indywiduów pozwalają przewidzieć ich zachowanie w układach biologicznych. Szczególnie odnosi się to do kandydatów na leki – jak się zachowają w żywym organizmie, jak przenikają przez barierę biologiczną mózg – krew, głównie na poziomie komórkowym. Biorąc pod uwagę ich budowę, właściwości, można tego typu zależności przewidzieć i wyznaczyć, eliminując badania prowadzone na pacjencie czy na zwierzętach, czyli traktując układ chromatograficzny jako modelowy układ dla potrzeb takiej skomplikowanej analizy.
Jeśli jest taka możliwość, dlaczego w ogóle testuje się, bada leki na zwierzętach?
– Z punktu widzenia dostępności i przydatności leków prowadzi się tego typu badania, ponieważ szuka się układów podobnych do układów ludzkich. Generalnie chodzi o eliminowanie ryzyka, czyli przeprowadzenie w pierwszej fazie badań modelowych, niejednokrotnie prowadzących do tworzenia niepożądanych metabolitów. Później następuje weryfikacja algorytmu badań i wprowadzenie modelu zwierzęcego, a dopiero potem, w trzeciej fazie, klinicznej, już na pacjencie. Nam chodzi o ograniczenie, liczby badań na zwierzętach.
Rozumiem, dzięki temu część preparatów, które w ogóle nie przejdą przez pierwsze sito, nie będzie badana niepotrzebnie na zwierzętach.
– Zadanie podstawowe to określić, jak dane indywiduum, czyli związek, który wchodzi w skład leku, działa w organizmie. Gdy zażywa pani tabletkę, to substancji aktywnej biologicznie jest w niej mało. Jeśli tabletka dotrze do organizmu chodzi o to, żeby przeszła przez barierę biologiczną np. mózg – krew, żeby przeszła przez ścianę komórkową i mogła odpowiednio oddziaływać. Ważne jest sprawdzenie, jak to będzie wyglądało w przypadku układu sztucznego, a jak u zwierzęcia, no i jak w przypadku pacjenta. Jest to swoisty układ porównawczy. Posługujemy się więc układem wyimaginowanym, który budujemy w stosunku do zwierzęcia i w stosunku do pacjenta.
I na końcu mamy kandydatów na leki.
– Można powiedzieć, że jest to działanie pseudosztucznej inteligencji. Otóż przewidujemy pewne zachowania, ale wszystkiego nie przewidzimy – np. mamy komórkę, a w niej obserwujemy stan infekcyjny. W tej sytuacji tworzymy sztuczną komórkę i staramy się generować takie warunki, które symuluje w niej infekcja. Wprowadzamy leki, kontrolujemy procesy, jakie zachodzą podczas tworzenia się metabolitów. Nam chodzi o to, aby było one podobne do tych, które by zachodziły w żywym organizmie. Staramy się dokonać transferu, przekazać te dane ze sztucznej komórki do tej realnej w organizmie pacjenta. Chodzi o takie stany chorobowe jak infekcje patogenami jak np. sepsa.
Brzmi sugestywnie.
– Odnosiłem się głównie do sepsy, ale ogólnie pracujemy z bakteriami, grzybami, z wirusami. Podsumowując – pamiętajmy, że organizmy różnią się od siebie. Możemy pewne rzeczy przewidzieć, ale nie możemy założyć, że tak będzie w 100 proc. Na jednego pacjenta lek zadziała, na innego nie. Dlaczego? Na to odpowie medycyna spersonalizowana. Pacjentowi powinno się najpierw zrobić taki medyczny finger print, a dopiero potem podjąć działania terapeutyczne. Do tego dążymy.
