Projekt PACMAN, otwierający nowy rozdział w terapii przeciwnowotworowej, jako jedyny otrzymał wsparcie w konkursie Wirtualnego Instytutu Badawczego (WIB). Do konsorcjum jednostek naukowych z Wrocławia i Warszawy, którego liderem jest Politechnika Wrocławska, trafi 72 854 995 zł, z czego blisko 30 mln zł otrzyma PWr. Kierownikiem i pomysłodawcą projektu jest dr hab. inż. Marcin Poręba, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego PWr.
– Politechnika Wrocławska poprowadzi jeden z największych i najbardziej ambitnych projektów onkologicznych realizowanych obecnie w Polsce – podkreśla profesor.
Wysoka ocena międzynarodowego jury sprawiła, że PACMAN jest jedyną inicjatywą w kraju, która uzyskała finansowanie w czwartej edycji programu WIB – jednym z najbardziej wymagających instrumentów wspierania badań biomedycznych. Tym samym PWr znalazła się w elitarnym gronie zaledwie czterech projektów nagrodzonych w całej historii programu.
Projekt będzie realizowany przez 99 badaczy z sześciu wiodących jednostek naukowych z Wrocławia i Warszawy: Politechniki Wrocławskiej, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Nenckiego PAN, Instytutu Chemii Fizycznej PAN, Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Hirszfelda PAN, Uniwersytetu Wrocławskiego, Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Nad realizacją programu WIB czuwa Sieć Badawcza Łukasiewicz – PORT Polski Ośrodek Rozwoju Technologii.
Dwa kluczowe ramiona badawcze: terapia i diagnostyka
Projekt ma charakter w pełni interdyscyplinarny i łączy chemię, biologię, medycynę, immunologię, bioinformatykę i sztuczną inteligencję w jeden, spójny system badań. Jak zaznacza prof. Poręba: – Nasz projekt będzie równolegle rozwijał dwa powiązane ze sobą ramiona badawcze: terapeutyczne oraz diagnostyczno-predykcyjne.
Pierwsze koncentruje się na opracowaniu nowej generacji koniugatów przeciwciało–lek (ADC, ang. antibody-drug conjugates), natomiast drugie obejmuje rozwój narzędzi diagnostycznych umożliwiających precyzyjną kwalifikację pacjentów do terapii.
– Takie podejście pozwala od samego początku projektować terapię w duchu medycyny personalizowanej, w której decyzje terapeutyczne podejmowane są na podstawie rzeczywistych cech molekularnych guza – wyjaśnia prof. Marcin Poręba z Politechniki Wrocławskiej.
Leki aktywowane w mikrośrodowisku guza
Celem PACMAN-a jest opracowanie innowacyjnej strategii leczenia nowotworów litych – w tym raka trzustki, potrójnie ujemnego raka piersi, czerniaka czy raka płuca.
Nowe koniugaty ADC będą działać inaczej niż dotychczas stosowane terapie.
Zamiast przenikać do wnętrza komórek, zostaną aktywowane bezpośrednio w mikrośrodowisku guza przez nadaktywne enzymy – metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej (MMPs). Enzymy te są charakterystyczne dla agresywnych nowotworów i odpowiadają za przebudowę tkanki nowotworowej oraz jej inwazyjność.Takie podejście ma potencjał zwiększyć skuteczność terapii przy równoczesnym obniżeniu toksyczności wobec zdrowych tkanek.
Od syntezy chemicznej do zaawansowanych badań przedklinicznych
Projekt obejmie pełną ścieżkę badań translacyjnych, zaczynając od syntezy bibliotek peptydowych oraz projektowania selektywnych łączników aktywowanych przez proteazy (z wykorzystaniem algorytmów AI). W następnej kolejności nowe koniugaty ADC będą testowane w badaniach komórkowych, na modelach trójwymiarowych oraz organoidach wyprowadzonych bezpośrednio z guzów pacjentów. Kolejnym etapem będą badania in vivo, istotnie zwiększające wiarygodność przedklinicznej oceny bezpieczeństwa i farmakokinetyki opracowywanych terapii. Równolegle prowadzone będą analizy ex vivo na materiale klinicznym pochodzącym od pacjentów.
Unikalny w Polsce biobank
Jednym z filarów projektu będzie stworzenie unikalnego w skali kraju biobanku. Znajdzie się w nim ponad 1000 próbek nowotworów litych i próbek krwi, wraz z kompletem danych klinicznych. Materiał biologiczny trafi do badaczy dzięki współpracy z Dolnośląskim Centrum Onkologii oraz ośrodkami medycznymi w Warszawie. – Zgromadzone próbki poddamy wielowymiarowej analizie molekularnej, obejmującej m.in. obrazową cytometrię masową, sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek, proteomikę, analizy metaboliczne i lipidomiczne – wymienia prof. Marcin Poręba. Wyniki zostaną zintegrowane przy użyciu sztucznej inteligencji, co umożliwi tworzenie modeli predykcyjnych skuteczności terapii.
Wrocławsko-warszawskie konsorcjum naukowe
Wszystkie badania będą realizowane przez wrocławsko-warszawskie konsorcjum łączące sześć renomowanych jednostek naukowych. Badaniami medycznymi na Politechnice Wrocławskiej pokieruje dr hab. n. med. Bożena Cybulska-Stopa, prof. uczelni z Wydziału Medycznego.
Pracami w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN zajmie się zespół prof. Agnieszka Dobrzyń, w Instytucie Chemii Fizycznej PAN grupa kierowana przez prof. Marcina Drąga, a w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN zespół dr hab. Elżbiety Pajtasz-Piaseckiej, prof. instytutu. W projekcie zaangażowane będą także zespoły dr hab. Małgorzaty Zakrzewskiej, prof. uczelni z Uniwersytetu Wrocławskiego oraz prof. Arkadiusza Miążka z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
– Tak szerokie i interdyscyplinarne konsorcjum umożliwi nam realizację badań od poziomu molekularnego aż po zaawansowane modele przedkliniczne i analizy kliniczne – zapewnia prof. Marcin Poręba.
Prof. Marcin Poręba – naukowiec młodego pokolenia o dużych ambicjach
Dr hab. inż. Marcin Poręba, prof. uczelni (ur. 1986 r.) jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych polskich badaczy młodego pokolenia w obszarze chemii biologicznej i biotechnologii medycznej. Kieruje Katedrą Chemii Biologicznej i Bioobrazowania na Wydziale Chemicznym PWr.
Jego zespół specjalizuje się w badaniach nad proteazami oraz w projektowaniu koniugatów przeciwciało–lek aktywowanych przez enzymy proteolityczne – co stanowi naukowe fundamenty projektu PACMAN.
Profesor odbył liczne staże w wiodących ośrodkach w USA i Australii, a jego dorobek obejmuje liczne publikacje oraz patenty z obszaru nowoczesnych terapii celowanych.