Wykorzystała „głęboką mądrość natury” dodała wiedzę biologiczną i odkryła, że białka pasożytów mogą nas leczyć. Rozmowa z Katarzyną Donskow-Łysoniewską

Zazwyczaj, kiedy ktoś mówi, że wszystkie stworzenia na Ziemi są po coś, na myśl przychodzą nam komary, które w powszechnym mniemaniu istnieją tylko po to, żeby nam utrudniać życie. Wydawałoby się, że „gorsze” od komarów są już tylko pasożyty. Jednak pewna polska naukowczyni odkryła, jak je wykorzystać do… leczenia ludzi. Konkretnie chodzi o nicienie, a jeszcze dokładniej o ich białka nazywane mimikami.  – Jeden z naszych mimików skutecznie hamuje stan zapalny i objawy choroby Leśniowskiego-Crohna. Zahamowanie reakcji zapalnej odbywa się na kilku poziomach i prowadzi do złagodzenia symptomów choroby już w trzecim dniu od podania – mówi dr hab. n. med. i n. o zdr. Katarzyna Donskow-Łysoniewska, autorka odkrycia.

Klaudia Kierzkowska: Razem z zespołem prowadzi pani badania dotyczące białek wytwarzanych przez pasożyty – nicienie jelitowe. Co sprawiło, że właśnie taka tematyka panią szczególnie zainteresowała?

Katarzyna Donskow-Łysoniewska: Moje zainteresowanie tematyką pasożytnictwa zrodziło się jeszcze w szkole średniej i dotyczyło głównie zdolności form rozwojowych pasożytów do manipulowania zachowaniem (behawiorem) swoich żywicieli pośrednich w celu zwiększenia szansy na transmisję do tzw. żywiciela ostatecznego, w którym rozwijają się formy dorosłe pasożyta. Przykłady manipulacji układem nerwowym żywiciela przez pasożyty bywają niezwykle spektakularne. Ale pasożyty, które dostają się do organizmu swojego żywiciela ostatecznego, także w sposób niezwykle finezyjny potrafią wpływać na układ odpornościowy. Nie jest zatem zaskoczeniem, że moja praca doktorska realizowana w Zakładzie Parazytologii Wydziału Biologii UW dotyczyła odpowiedzi immunologicznej w przebiegu inwazji nicieni jelitowych.

Skąd pomysł, że białka pasożytów mogą mieć zastosowanie w leczeniu chorób człowieka?

Pasożyty wykształciły mechanizmy pozwalające na hamowanie odpowiedzi przeciwpasożytniczej, wygaszanie stanu zapalnego, indukowanie tolerancji immunologicznej i przywracanie homeostazy w organizmie żywiciela ostatecznego. Poznanie tych niezwykle skutecznych mechanizmów stało się inspiracją do poszukiwania nowych strategii terapeutycznych w przypadku chorób zapalnych, autoimmunologicznych czy alergii, najpierw z zastosowaniem żywych nicieni jelitowych, a następnie konkretnych białek immunomodulujących produkowanych i uwalnianych przez pasożyty.

Katarzyna Donskow-Łysoniewska /fot. archiwum prywatne

Czym dokładnie są mimiki i co oznacza, że „naśladują” ludzkie białka?

Mimiki to białka produkowane i wydzielane przez nicienie, które strukturalnie naśladują białka żywiciela zaangażowane w regulację reakcji zapalnej. Dzięki temu „naśladownictwu” są w stanie wchodzić w interakcje m.in. z receptorami komórek, modulując ich aktywność w sposób sprzyjający przetrwaniu pasożyta. Innymi słowy, mimiki wykorzystują mechanizmy molekularnego kamuflażu, pozwalając pasożytowi unikać niekorzystnej reakcji zapalnej.

Jak mimiki wpływają na układ odpornościowy?

Mimiki wykazują zdolność do precyzyjnego wiązania się z receptorami komórek układu odpornościowego oraz z innymi białkami kluczowymi w regulacji procesu zapalnego. Modulują aktywność komórek poprzez selektywne zmiany w ich ścieżkach sygnałowych. Taki mechanizm pozwala na skuteczne wygaszenie reakcji zapalnej bez zakłócenia podstawowych funkcji komórek. Co więcej, pojedynczy mimik oddziałuje równocześnie na różne etapy reakcji zapalnej. Charakterystyczną cechą mimików jest także ich niska toksyczność oraz ograniczona immunogenność.

Dlaczego ich działanie nie wiąże się ze skutkami ubocznymi typowymi dla niektórych leków immunosupresyjnych?

Mimiki są produktem ewolucji, która nie faworyzuje toksyczności. Ewolucja sprzyja eliminacji białek pasożyta o wysokiej toksyczności. Tym samym mimiki zastosowane nawet w wysokich koncentracjach nie powodują cytotoksyczności ani toksyczności narządowej, która często jest obserwowana w przypadku stosowania leków przeciwzapalnych.

Jakie wyniki dały dotychczasowe badania nad mimikami – szczególnie w kontekście choroby Leśniowskiego-Crohna?

Otrzymane przez nas wyniki in vivo wskazują, że jeden z naszych mimików skutecznie hamuje stan zapalny i objawy choroby Leśniowskiego-Crohna. Zahamowanie reakcji zapalnej odbywa się na kilku poziomach i prowadzi do złagodzenia symptomów choroby już w trzecim dniu od podania mimika bez obserwacji działań niepożądanych i toksyczności.

Czy widzi pani możliwość zastosowania mimików także w leczeniu innych chorób zapalnych?

Tak. Z badań epidemicznych i badań prowadzonych na modelach zwierzęcych chorób zapalnych wynika, że nicienie jelitowe hamują stan zapalny zarówno lokalnie w jelicie, jak i w tkankach niezwiązanych z zarażeniem. Dlatego prowadzimy intensywne prace nad rozwojem platformy do identyfikacji kolejnych mimików, mogących znaleźć zastosowanie w terapii różnych schorzeń o podłożu zapalnym.

Jakie są największe wyzwania naukowe w dalszym rozwoju tej terapii?

Istotnym wyzwaniem jest potwierdzenie terapeutycznego wpływu mimików w wytypowanych celach terapeutycznych–jednostkach chorobowych i potwierdzenie ich bezpieczeństwa w badaniach toksykologicznych a także opracowanie tzw. formulacji i drogi podania mimików, które pozwolą na precyzyjne ich kontrolowanie.

Pani zdaniem mimiki mogą w przyszłości zmienić sposób leczenia chorób autoimmunologicznych?

Tak, mimiki mogą w niedalekiej przyszłości znacząco zmienić podejście do leczenia chorób autoimmunologicznych. Dzięki swojej zdolności do selektywnej modulacji mogą wygaszać nadmierną reakcję zapalną bez hamowania aktywności komórek odpornościowych, co jest istotnym ograniczeniem w niektórych obecnie stosowanych i rozwijanych terapiach. Taka selektywność może przełożyć się na skuteczniejsze leczenie przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka infekcji i innych działań niepożądanych. Oczywiście, konieczne są dalsze badania, które potwierdzą bezpieczeństwo i efektywność takiego podejścia, jednak perspektywy zastosowania mimików w terapii chorób o podłożu zapalnym są bardzo obiecujące.

Co dla pani osobiście jest najbardziej fascynujące w pracy nad tym zagadnieniem?

Najbardziej fascynujące jest obserwowanie plastyczności układu pasożyt-żywiciel na poziomie molekularnym. Zarówno pasożyt wpływa na żywiciela, jak i żywiciel na pasożyta. W żywicielu o względnie niezaburzonej homeostazie nicienie charakteryzuje odmienny proteom niż te rozwijające się w żywicielu z zaburzoną homeostazą – istniejącym stanem zapalnym. To podglądanie mechanizmów manipulacji, rozwijanych przez miliony lat współistnienia, otwiera zupełnie nowe możliwości terapeutyczne, które łączą głęboką mądrość natury i wiedzę biologiczną z praktycznym zastosowaniem medycznym.

Co na tym etapie jest potrzebne, by mimiki zaczęły pomagać pacjentom?

Na tym etapie badań kluczowa jest płynność finansowania kolejnych niezbędnych etapów badań: wspomnianych badań przedklinicznych, a następnie klinicznych, aby umożliwić jak najszybsze wprowadzenie innowacyjnych terapii z zastosowaniem mimików do praktyki medycznej, co pozwoliłoby pacjentom skorzystać z ich niezwykłego potencjału.