Koronawirus w Polsce. To on pracuje nad polskim lekiem na Covid-19. "Mówimy o przyszłym sezonie"

Rozmowa z prof. Krzysztofem Pyrciem to fragment książki Miry Suchodolskiej, której premiera zaplanowana jest na 16 września nakładem Wydawnictwa Czerwone i Czarne.

Mira Suchodolska: Panie profesorze, wraz z zespołem krakowskich naukowców pracuje pan w laboratorium nad środkiem, który będzie zabójczy dla szalejącego właśnie na świecie i w Polsce koronawirusa. Proszę opowiedzieć, czym konkretnie się zajmujecie.

Prof. Krzysztof Pyrć: Oj, prowadzimy całą masę badań. Mamy spory zespół, który się teraz jeszcze rozszerzył o wiele wspaniałych osób, które chcą z nami współpracować. Pojawia się bardzo dużo nowych tematów i projektów. Po rozrysowaniu zadań dostajemy imponujące "drzewko". Niestety, nie mogę pokazać fizycznej tablicy, bo musiałem przejść na wersję elektroniczną. Po pierwsze, nie mieściło się, po drugie udało mi się wylądować kilka razy na kwarantannie, więc łatwiej to wszystko ze sobą mieć w dowolnym miejscu.

Mamy cztery filary, którymi się zajmujemy: diagnostyka, leki, epidemia i biologia. Wokół tych czterech filarów obracają się nasze badania. Począwszy od tego, do czego jesteśmy stworzeni jako uniwersytet: biologia, a więc badania podstawowe. Pozwalają zobaczyć, jak to się dzieje, że wirus zakaża komórkę i jak sobie z nią radzi. Jak to jest, że wszystkie nasze mechanizmy związane z blokadą zakażenia wirusowego, z odpowiedzią immunologiczną, na każdym poziomie są blokowane. I wreszcie, co sprawia, że ten wirus tak wydajnie się przenosi pomiędzy ludźmi.

W tych podstawowych badaniach patrzymy na interakcje: białko – białko, wirus – receptor, na to, w jaki sposób on wykorzystuje poszczególne szlaki, jak je wyłącza w komórce gospodarza. W jaki sposób nasze komórki współdziałają z wirusem, dlaczego mu służą. Jak on tę informację, którą ma w sobie, wykorzystuje do modyfikacji ścieżek, które naturalnie w tej komórce występują.

W zdrowej komórce taka ścieżka służy do produkcji elementów błony komórkowej, ale jak się ją troszkę zmodyfikuje, to może służyć jeszcze wydajniej do tworzenia otoczek wirusów. My usiłujemy na poziomie subkomórkowym odkryć, co się wydarza w momencie zakażenia i w ten sposób zrozumieć całą patogenezę. To jest, w moim odczuciu, najważniejszy trzon, wszystkie inne z niego wychodzą. Dopiero kiedy zrozumiemy, w jaki sposób coś działa, jesteśmy w stanie włożyć kij między szprychy i wywrócić ten rower.

Czyli stworzyć lek, który będzie go niszczył lub zaburzał proces jego namnażania, tak?

Bo to nie jest tak, jak prezydent Stanów Zjednoczonych powiedział, że można się naświetlać światłem albo wstrzyknąć sobie wybielacz i wirusa nie ma… Aby znaleźć lekarstwo na wirusa, potrzebne są bardzo, bardzo precyzyjne narzędzia, które pozwalają przeciąć owe ścieżki wykorzystywane przez wirusa. Te leki celują w białka wirusowe, hamując aktywność poszczególnych enzymów czy całych białek, tak żeby patogen albo nie był w stanie się namnożyć, albo żeby nie był w stanie przyczepić się do receptora.

Albo, jak się już przyczepi, żeby nie był w stanie przejść bariery błony komórkowej. Inny sposób polega na tym, że kiedy wiemy, iż jakaś ścieżka w komórce jest absolutnie kluczowa dla wirusa, ale możemy ją wyłączyć na chwilę bez dużej szkody dla organizmu – odcinamy mu generator. Prace nad lekami to drugi filar tego, czym się zajmujemy, ale tak jak wspominałem, on nie istnieje bez pierwszego. Bez nauki zostajemy przy leczeniu wybielaczem. Obecnie faktycznie pracujemy nad bronią wymierzoną w SARS-CoV-2 oraz próbujemy robić to, co wszyscy, czyli repurposing.

Co to znaczy?

To wykorzystanie leków niezgodnie z pierwotnym przeznaczeniem. Cały świat próbuje to robić, bo jest nadzieja, że jakiś lek, który już został wprowadzony do obrotu, na przykład do leczenia malarii, został przebadany, jest bezpieczny dla człowieka, przez kompletny przypadek będzie również działał na tego wirusa. Co jakiś czas ktoś tryumfalnie ogłasza, że coś działa, a potem przychodzi rozczarowanie, bo okazuje się, że pudło. Niestety, na razie w tej paczce nic nie ma. Ale nadzieja wciąż jakaś istnieje, choć coraz mniejsza. I tym też się zajmujemy, czyli testowaniem w laboratorium, czy któryś z leków obecnych na rynku nie hamuje wirusa.

Oczywiście nie robimy tego na ślepo, testując wszystko, co się da, tylko współpracujemy z osobami specjalizującymi się w modelowaniu molekularnym – one próbują wymyślić, który z tych setek tysięcy leków może potencjalnie przyhamować naszego wirusa. Kolejna część naszej pracy to leki, które zostały wcześniej opracowane po to, żeby działać właśnie na koronawirusy.

I tutaj opowiem o naszej substancji HTCC, którą zaczęliśmy opracowywać kilka lat temu, kiedy pojawił się MERS. Wspólnie z zespołem profesor Marii Nowakowskiej z Uniwersytetu Jagiellońskiego, wybitnej chemiczki, specjalistki w dziedzinie chemii polimerów, połączyliśmy siły i zaczęliśmy pracować nad tym, czy dałoby się stworzyć jakieś cząsteczki, które miałyby troszkę szerszą specyficzność, aby w przyszłości, kiedy wybuchnie jakaś następna epidemia nowego koronawirusa, dało się je zastosować.

No i w ostatnich kilku latach przetestowaliśmy całą masę różnych cząsteczek, z których jedna wykazała się największym potencjałem. Kiedy przyszedł wirus SARS-CoV-2, wyciągnęliśmy ją z szuflady i zaczęliśmy testować, czy może nam się przydać w czasie tej pandemii. Badania in vitro pokazały, że może. Badania ex vivo na hodowlach tkankowych również pokazały, że może.

Wszystko wskazuje więc na to, że faktycznie mamy bardzo selektywny inhibitor, uniwersalny dla koronawirusów. On hamuje oddziaływanie wirusa z jego receptorem, działa trochę tak, jak przeciwciała neutralizujące. To, do czego teraz będziemy dążyć, to aby można było przeprowadzić dalsze badania, które potwierdzą skuteczność i bezpieczeństwo HTCC, ale do tego jeszcze daleko.

Równolegle idziemy dalej, próbujemy wymyślić również kompletnie nowe leki, gdyby się jednak okazało, że HTCC zawiedzie nasze oczekiwania. To już jest praca na pojedynczych białkach, szukanie inhibitorów dla konkretnych białek, więc znów wracamy do badań podstawowych – szukanie kluczowego dla wirusa elementu komórki i wymyślanie, jak go tam zablokować. Jednym słowem próba znalezienia kija na drania. Ale to jest najbardziej odległe w czasie, mówimy o perspektywie wielu lat.

Wychodzi na to, że najszybciej może zaskoczyć sprawa z HTCC, cząsteczką, którą zaczęliście testować na okoliczność MERS – od identyfikacji wirusa wywołującego tę chorobę minęło już osiem lat.

No, mamy nadzieję, że to się przyda, że to faktycznie będzie działać. Jak się uda, będziemy się chwalić. Jeśli nie, to cichutko przyznamy, że niestety...

To na jakim etapie są prace nad HTCC – powinny się teraz odbyć badania kliniczne?

Nie, przed klinicznymi są jeszcze badania przedkliniczne. To jest takie limbo pomiędzy badaniami naukowymi a podaniem leku człowiekowi, cały zestaw powtarzalnych procedur, przeprowadzanych w ściśle kontrolowanych warunkach, które mają zweryfikować z jak największym prawdopodobieństwem, że jak to podamy komuś, to ten ktoś nie umrze.

Jak to się robi?

To są zarówno testy komórkowe, jak i testy na zwierzętach. Na przykład testy z wykorzystaniem modeli, które symulują, co się dzieje dajmy na to w naszej wątrobie. W jaki sposób nasz organizm przetworzy taki lek? Czy nie będzie toksyczny? Na temat szczegółów nie będę się wymądrzał, od tego są inni specjaliści, z różnych zresztą dziedzin, którzy się teraz tym zajmują. Czyli sprawdzają, w jaki sposób zmienić to, co myśmy wymyślili, na lek, który można podać pacjentowi. Mówiąc inaczej – wszystko teraz w rękach speców od tłumaczenia nauki na praktykę. I to jest teraz na tym etapie.

Jak długo to potrwa?

To zależy. Nie jestem w stanie tego teraz powiedzieć, będziemy się konsultować z EMA, czyli Europejską Agencją Leków, jakie badania trzeba zrobić. Ale to nie jest kwestia dni czy tygodni, natomiast mamy nadzieję, że uda się tak skrócić procedury, że wynik będzie znany w czasie tej pandemii, a nie przyszłych, które nastąpią za ileś tam lat.

Rozumiem, że jeżeli te badania przedkliniczne wypadną pomyślnie, nastąpi faza badań klinicznych, już na ludziach.

W dużym uproszczeniu robi się to tak, że część pacjentów dostaje badany preparat, a część placebo, na przykład sól fizjologiczną. I po jakimś czasie, dajmy na to po dwóch tygodniach, patrzymy, co się stało z tymi osobami, które go przyjęły. Ile wyzdrowiało? Jak szybko choroba ustąpiła? Grupę badaną porównujemy z kontrolną, tą od placebo. I wtedy dopiero możemy powiedzieć – widzimy efekt kliniczny. Nie u jednej osoby, ale u dużej grupy pacjentów.

Co ta wasza cząsteczka robi z koronawirusami? Sprawia, że się nie przyczepiają do swoich białkowych receptorów?

Ona wirusa blokuje: drań się przyczepia, natomiast nie jest w stanie pójść dalej, nie jest w stanie związać się z tym właściwym receptorem, który umożliwia mu wejście do środka. Nasza cząsteczka blokuje tę interakcję, hamując proces zakażenia.

Co najlepsze, jest skuteczna w stosunku do właściwie wszystkich koronawirusów, a sprawdziliśmy zarówno te niskopatogenne, które u nas powodują przeziębienia, ale także te wysoce patogenne, jak SARS-2 czy MERS. I jeszcze zwierzęce koronawirusy, które powodują bardzo różne choroby, począwszy od zapalenia płuc, poprzez zapalenie układu pokarmowego, po zapalenie otrzewnej czy wątroby. Natomiast na inne wirusy, bez "korony", nie działa. Nie jest więc czymś równie uniwersalnym jak zdaniem niektórych wybielacz czy etanol...

Proszę teraz opowiedzieć o tych hodowlach komórkowych, na których pracujecie. Wspomniał pan, że są wśród nich zwykłe hodowle, ale także bardziej zaawansowane systemy, które udają konkretne narządy. Co to takiego jest, jak się je robi?

Stosujemy dwa różne systemy, to są hodowle ALI i hodowle organowe. To próba odtworzenia organizmu ludzkiego w laboratorium. A jak to się robi? Bierze się pierwotne komórki na przykład z tkanki płucnej i hoduje w laboratorium. Kiedy komórki zaadaptują się do swojego nowego świata, umieszczamy je na specjalnym koszyku, którego spód stanowi półprzepuszczalna membrana. A potem dodając odpowiednie czynniki wzrostu, hormony, mikroelementy, stymulujemy do tego, żeby te komórki zaczęły rosnąć, tworzyć monowarstwę, bardzo ściśle połączoną ze sobą.

Jak urośnie, ściągamy z góry pożywkę i mamy symulację tego, co się dzieje w układzie oddechowym. Hodowle są z jednej strony eksponowane na powietrze – tak jak u nas oskrzela czy płuca. A od spodu jest pożywka, czyli jakby nasza krew. Trzeba jeszcze podkręcić metabolizm na różne sposoby i przekonać nasze komórki, że one faktycznie są w oskrzelach czy płucach i muszą zabrać się do roboty, żeby zaczęły się różnicować. Wtedy pojawiają się komórki urzęsione.

Widać pod mikroskopem, jak hodowle do nas machają tymi rzęskami, jak synchronizują się, czyli próbują się pozbyć kataru, bo są w tej masie też komórki, które produkują śluz. Zresztą pojawia się kilka typów komórek, które produkują różne przekaźniki, tworzy się taki mały ekosystem.

Dostajemy więc takie mikropłuco lub mikrooskrzele i jesteśmy w stanie odtworzyć to, co w naszym układzie oddechowym się wydarza w czasie zakażenia. Informacje zwrotne, które dostajemy z takiego systemu, są znacznie bardziej wartościowe niż te, które pochodzą z linii komórkowych na bazie małpiej nerki, a większość badań jest prowadzona na czymś takim. Natomiast mając mikropłuco człowieka, możemy obserwować, w jaki sposób ten wirus się w nim zachowuje i czy na przykład nasze inhibitory działają. No i działają.

Nie obawia się pan tego, że zanim te badania kliniczne będzie można wdrożyć, to nie będzie na kim, bo nie będzie chorych na COVID-19?

Niech mi pani wierzy, będę wtedy bardzo, bardzo szczęśliwym człowiekiem. Coś musiałoby być ze mną nie tak, gdybym bał się, że pandemia za szybko minie. Tak zupełnie po ludzku marzę o tym, żeby pojechać sobie na wakacje. No i chciałbym móc wreszcie przestać odbierać niemilknące dziś telefony. A co do naszego leku… Myślę, że po tym armagedonie, jaki przeżył świat w 2020 roku, badania nad koronawirusami pójdą bardzo do przodu. Bo już nikt nie odważy się zignorować zagrożenia, jakim jest pojawienie się następnego wirusa.

Wszyscy dziś mają świadomość, że to nastąpi, pytanie tylko kiedy. Poza tym mamy sporo innych chorób związanych z koronawirusami, a jako że nasza cząsteczka jest – jak już nadmieniłem – dość uniwersalna, istnieje duża szansa, że będzie mogła być wykorzystana także w ich leczeniu. Natomiast faktycznie liczymy na to, że badania kliniczne uda się puścić troszkę inną ścieżką i zrobić na tyle szybko, że lekarstwo będzie gotowe nie za pięć lat, tylko, powiedzmy, na przyszły sezon. Ale to raczej mrzonki.

Prof. Krzysztof Pyrć - biolog i biotechnolog, specjalista w zakresie mikrobiologii i wirusologii, nauczyciel akademicki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Kieruje Pracownią Wirusologii, jest też twórcą Laboratorium Wirusologicznego BSL3 Virogenetics w Małopolskim Centrum Biotechnologii, a także laboratorium zakaźnego na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ.

Książka "Wirusolodzy" ukaże się 16 września nakładem wydawnictwa Czerwone i Czarne.