Medicalpress
Polscy naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Medycznego w Warszawie oraz Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej dokonali przełomu w biologii molekularnej, opracowując pierwszą na świecie metodę chemicznej cyrkularyzacji mRNA. Osiągnięcie to, opisane w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications, może znacząco wydłużyć czas życia terapeutycznego RNA, zwiększyć produkcję białek nawet kilkaset razy i otworzyć nowe możliwości leczenia genetycznych chorób rzadkich – w tym mukowiscydozy. To milowy krok w projektowaniu leków nowej generacji, który może zmienić oblicze medycyny spersonalizowanej.
Zespół badaczy, w skład którego wchodzą przedstawiciele Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Medycznego w Warszawie i Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej, dokonał bezprecedensowych osiągnięć w zakresie cyrkularyzacji mRNA – cząsteczki dostarczającej lecznicze geny. Jej kolista struktura uzyskana przez naukowców przyczynia się do wydłużenia czasu życia RNA, a co za tym idzie, dłuższej produkcji białek terapeutycznych. Jest to przełomowe dokonanie, które jest ważnym krokiem w projektowaniu nowej generacji leków RNA. W przyszłości mogą wspomóc leczenie genetycznych chorób rzadkich, w tym mukowiscydozy.

W pracy pt. „Chemical circularization of in vitro transcribed RNA for exploring circular mRNA design” opublikowanej 12 lipca br. na łamach czasopisma „Nature Communications” opisano kilka bezprecedensowych osiągnięć w cyrkularyzacji RNA, w tym chemiczną cyrkularyzację mRNA kodującego białko pełnej długości, chemiczną cyrkularyzację in vitro RNA, rozwój kolistych RNA, które ulegają translacji zależnej od CAP-u, oraz cyrkularyzację modyfikowanego RNA.

– Cyrkularne RNA jest nietypową formą informacyjnego RNA. Występuje ono w naturze, odkryto to stosunkowo niedawno, ale od kilku lat rozważa się również wykorzystanie terapeutyczne takiego mRNA. Istnieją metody biochemiczne jego syntezy, ale to podejście ma pewne wady. Główną jest między innymi to, że cyrkularne RNA ulega translacji jak RNA wirusowe. Natomiast żeby to cyrkularne RNA ulegało translacji tak jak nasze ludzkie RNA w komórkach, to należy tam zamontować strukturę CAP-u – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego. – To, co my zrobiliśmy, to po raz pierwszy zamknęliśmy olbrzymie i bardzo wrażliwe cząsteczki, jakimi są RNA, metodami chemicznymi w kółko. To powoduje, że mogliśmy tam wprowadzić strukturę, która jest odpowiedzialna za translację w taki sposób, jak się to dzieje u ludzi.

Translacja to proces rozszyfrowywania informacji zawartej w mRNA, na podstawie której dochodzi do produkcji białek. Niezbędny jest do tego CAP (czapeczka), czyli struktura znajdująca się na końcu podłużnego RNA. Badacze utworzyli kółko i do chemicznego kolistego RNA zamontowali CAP. Jest to możliwe do przeprowadzenia tylko za pomocą chemii.

– Cyrkularne RNA ma szereg zalet. Najważniejszą jest to, że jest pozbawione końców, a w mRNA są one najsłabszymi ogniwami, od nich rozpoczyna się degradacja. Dzięki temu, że udało nam się wyeliminować te końce, łącząc je ze sobą i zamykając RNA w kółko, w takiej formie może ono trwać w komórkach dłużej i dzięki temu białko również może powstawać znacznie dłużej – tłumaczy prof. Jacek Jemielity.

W ten sposób RNA służy dłużej jako matryca do produkcji białek. W przypadku niektórych sekwencji mRNA ilość wyprodukowanego białka dla RNA, które „zamknięto w kółko” , w porównaniu do prekursorowego mRNA liniowego była nawet do 370 razy większa.

Naukowcy do stworzenia kolistej struktury RNA wykorzystali metodę chemiczną – reakcję, która była na tyle łagodna, aby nie uszkodzić cząsteczki RNA niezwykle wrażliwej na różnego typu warunki. Naukowcom wydawało się, że na większych cząsteczkach spotkanie dwóch końców jest mało prawdopodobne. Dlatego prace rozpoczęto od bardzo krótkich, kilkunastonukleotydowych fragmentów RNA.

– Ku naszemu zaskoczeniu to działało całkiem nieźle. Natomiast oczywiście sytuacja mogłaby się zupełnie zmienić, kiedy przechodzimy do takich mRNA, które już kodują jakieś białka – to są RNA o długości 1 tys. lub 2 tys. nukleotydów, najdłuższe, jakie testowaliśmy, to było 4 tys. nukleotydów RNA kodujące szczepionkę przeciw COVID-owi – mówi badacz. – Byliśmy niezwykle zaskoczeni tym, że mimo że cząsteczka jest olbrzymia i te dwa końce muszą się ze sobą spotkać, żeby przereagować, to ta reakcja zachodziła niezwykle efektywnie. Wydajność procesu cyrkularyzacji przekraczała nawet 60 proc.

Jak podkreśla, przeprowadzone badania pokazały, że bardzo wrażliwe cząsteczki RNA mogą ulegać reakcjom chemicznym.
– Kiedy rozpoczynaliśmy ten projekt, to ta myśl wydawała się zupełnie szalona. To otwiera zupełnie nową drogę w myśleniu o modyfikacjach RNA do zastosowań terapeutycznych – mówi ekspert z z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Jeśli chodzi o wydłużenie czasu życia mRNA, pojawiają się nowe możliwe zastosowania tej technologii w leczeniu, które do tej pory były jedynie rozważane
– Są to rzadkie choroby genetyczne, czyli choroby, w których terapeutyczne białko musi być dostarczane znacznie dłużej niż w zastosowaniach szczepionkowych, ponieważ tamto białko terapeutyczne musi być produkowane przez całe życie pacjenta. Więc to liniowe RNA, które łatwo ulega degradacji, średnio nadaje się do takich zastosowań – podkreśla prof. Jacek Jemielity.

Jednym z przykładów jest mukowiscydoza – choroba płuc, w której białko będące transportem jonów jest zmutowane. 

– Jedna cegiełka w tym białku jest podmieniona na inną i to już powoduje dysfunkcję. Pomysłem na leczenie tego typu chorób jest dostarczanie RNA kodujące prawidłową formę tego białka – wyjaśnia ekspert.

Naukowiec podkreśla, że badania nad kulistą formą RNA wciąż są w początkowej fazie. Kolejnym celem zespołu badawczego jest m.in. podniesienie wydajności procesu cyrkularyzacji do nawet powyżej 80 proc.

– Będziemy również pracować nad zwiększeniem aktywności biologicznej. Pierwsze testy in vivo na myszach pokazują, że nasze cyrkularne RNA jest aktywne biologicznie, ale teraz będziemy optymalizować strukturę tego RNA, żeby produkcja białka nie tylko trwała znacznie dłużej, ale również była jak najwydajniejsza – tłumaczy prof. Jacek Jemielity. – Ostatnim etapem będzie oczywiście pokazanie zastosowań cyrkularnego RNA, czyli już w tej chwili myślimy o tym, na jakim modelu choroby chcemy pokazać, że ta technologia działa lepiej od tego, co już istnieje na rynku.

Opracowana przez polski zespół metoda chemicznej cyrkularyzacji mRNA jest nie tylko dowodem na innowacyjność krajowej nauki, ale także realną szansą na rozwój nowej klasy terapii genowych. Wydłużony czas działania RNA i możliwość jego translacji w sposób charakterystyczny dla ludzkich komórek otwierają perspektywy leczenia chorób dotychczas trudnych lub niemożliwych do terapii. Choć badania są wciąż na wczesnym etapie, ich potencjał budzi ogromne nadzieje w środowisku naukowym i medycznym na całym świecie.

Źródło: Newseria

Minister zdrowia powołał nowy skład Rady Agencji Badań Medycznych, która rozpoczęła sześcioletnią kadencję. Obecnie liczy ona 16 członków – to wybitni eksperci reprezentujący różne, ale wzajemnie uzupełniające się dziedziny medycyny i nauki. 
Agencja Badań Medycznych to jedna z kluczowych instytucji wspierających rozwój polskiej nauki medycznej i badań klinicznych. Jej działalność ma bezpośredni wpływ na jakość, innowacyjność i kierunki finansowania projektów, które mogą zmienić oblicze polskiej medycyny. Minister zdrowia Izabela Leszczyna powołała właśnie nowy skład Rady ABM – multidyscyplinarnego gremium eksperckiego, które przez najbliższe sześć lat będzie opiniować i doradzać w strategicznych decyzjach dotyczących krajowych badań medycznych.

Rada Agencji Badań Medycznych pełni funkcję opiniodawczo-doradczą. Ocenia kierunki działalności badawczej, opiniuje zasady podziału środków finansowych i wspiera strategiczny rozwój badań medycznych w Polsce – uwzględniając aktualne potrzeby środowisk naukowych, klinicznych i pacjenckich.

Ważnym zadaniem Rady jest również opiniowanie rocznego planu działania ABM, który określa zakres konkursów i projektów własnych realizowanych przez Agencję w danym roku.

Rada liczy od 15 do 20 członków powoływanych przez ministra zdrowia, a kadencja każdego składu trwa 6 lat. Tak długi okres umożliwia realizację celów długofalowych i wspieranie stabilnej polityki naukowo-badawczej państwa.

Obecnie liczy ona 16 członków – to wybitni eksperci reprezentujący różne, ale wzajemnie uzupełniające się dziedziny medycyny i nauki.

Multidyscyplinarny charakter Rady jest kluczowy. Dzięki połączeniu wiedzy z zakresu badań podstawowych, klinicznych i praktyki medycznej możliwa jest kompleksowa ocena projektów badawczych oraz trafne identyfikowanie rzeczywistych potrzeb środowiska naukowego, medycznego i pacjentów. To szczególnie cenne w kontekście wieloaspektowej oceny projektów badawczych i trafnego rozpoznawania potrzeb środowiska naukowego i medycznego.

Powołanie nowej Rady Agencji Badań Medycznych to istotny krok w kierunku dalszego rozwoju polskiego sektora badań klinicznych i innowacji medycznych. To właśnie to gremium będzie miało realny wpływ na to, które projekty otrzymają wsparcie i które kierunki rozwoju nauk medycznych zostaną uznane za priorytetowe. Od trafnych decyzji tej grupy zależy nie tylko przyszłość badań w Polsce, ale także jakość opieki medycznej, z której skorzystają pacjenci.

Gratulujemy wszystkim członkom  Rady i dziękujemy za gotowość do pracy na rzecz rozwoju innowacyjnych i potrzebnych społecznie projektów badawczych w Polsce.

Skład Rady Agencji (kadencja na lata 2025-2031):

Przewodniczący Rady: Prof. dr hab. n. med. Piotr Łukasz Rutkowski – kierownik Kliniki Nowotworów Tkanek Miękkich, Kości i Czerniaków Narodowego Instytutu Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowego Instytutu Badawczego w Warszawie, pełnomocnik dyrektora ds. Narodowej Strategii Onkologicznej i Badań Klinicznych [wskazany przez dyrektorów instytutów badawczych nadzorowanych przez ministra właściwego do spraw zdrowia]. 
Prof. Rutkowski to specjalista w zakresie chirurgii ogólnej i onkologicznej, Kierownik Kliniki Nowotworów Tkanek Miękkich, Kości i Czerniaków NIO-PIB, Pełnomocnik Dyrektora ds. Narodowej Strategii Onkologicznej i Badań Klinicznych, Przewodniczący Zespołu Ministra Zdrowia ds. Narodowej Strategii Onkologicznej oraz Przewodniczący Polskiego Towarzystwa Onkologicznego. Od lat zaangażowany w rozwój innowacyjnych terapii oraz promocję badań naukowych w onkologii.

Zastępca Przewodniczącego Rady:  Prof. dr hab. n. med. Jerzy Sieńko – Oddział Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej z Pododdziałem Chirurgii Onkologicznej SPWSZ [wskazany przez ministra właściwego do spraw zdrowia]

Członkowie Rady:

  • Prof. dr hab. n. med. Tomasz Byrski – [wskazany przez ministra właściwego do spraw szkolnictwa wyższego i nauki]
  • Prof. dr hab. n. med. Michał Grąt – Warszawski Uniwersytet Medyczny, kierownik Katedry i Kliniki Chirurgii Ogólnej, Transplantacyjnej i Wątroby; prorektor ds. Umiędzynarodowienia, Promocji i Rozwoju; konsultant krajowy w dziedzinie transplantologii klinicznej; członek Krajowej Rady Transplantacyjnej [wskazany przez ministra własciwego do spraw zdrowia]
  • Prof. dr hab. n. med. Tomasz Guzik – Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum; kierownik Katedry Chorób Wewnętrznych i Medycyny Wsi oraz Ośrodka Genomiki Medycznej Omicron; 5 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką w Krakowie; redaktor naczelny Cardiovascular Research (Oxford Univ Press);  [wskazany przez Ministra Obrony Narodowej]
  • Dr hab. n. med. Mirosław Jerzy Jarosz – Lubelska Akademia WSEI, Wydział Nauk o Człowieku – profesor; Instytut Medycyny Wsi im. Witolda Chodźki w Lublinie – przewodniczący Rady Naukowej; Oddział PAN w Lublinie – członek Komisja Podstaw i Zastosowań Fizyki i Chemii w Technice, Rolnictwie i Medycynie [wskazany przez ministra właściwego do spraw gospodarki]
  • Prof. dr hab. n. med. Katarzyna Kotulska-Jóźwiak [wskazana przez ministra właściwego do spraw zdrowia]
  • Pani Daria Kruk – prawnik z wieloletnim doświadczeniem zawodowym w administracji rządowej, naczelnik Wydziału Nadzoru w Departamencie Nadzoru i Kontroli Ministerstwa Zdrowia [wskazana przez ministra właściwego do spraw zdrowia]
  • Prof. dr hab. n. med. Mansur Rahnama-Hezavah – kierownik Katedry i Zakładu Chirurgii Stomatologicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, specjalista chirurgii szczękowo-twarzowej i chirurgii stomatologicznej, konsultant krajowy z zakresu chirurgii stomatologicznej, prezes Polskiego Towarzystwa Chirurgii Stomatologicznej i Szczękowo-Twarzowej, sekretarz Prezydium Rady Doskonałości Naukowej II kadencji, wieloletni członek i ekspert Polskiej Komisji Akredytacyjnej [wskazany przez ministra właściwego do spraw zdrowia]
  • Prof. dr hab. Alojzy Z. Nowak – [wskazany przez ministra właściwego do spraw szkolnictwa wyższego i nauki]
  • Dr Arkadiusz Nowak – Instytut Praw Pacjenta i Edukacji Zdrowotnej: Instytut Nauk o Zdrowiu, Collegium Medicum – Uniwersytet Zielonogórski [wskazany przez organizacje, do których celów statutowych należy ochrona praw pacjenta]
  • Prof. dr hab. n. med. Dominika Nowis – kierownik Laboratorium Medycyny Doświadczalnej Wydziału Lekarskiego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego [wskazana przez ministra właściwego do spraw zdrowia]
  • Płk. dr inż. Krzysztof Różanowski – wskazany przez Prezesa Agencji Oceny Technologii Medycznych i Taryfikacji
  • Prof. dr hab. n. med. i n. o zdr. Krystyna Skalicka – Woźniak – kierownik Zakładu Chemii Produktów Pochodzenia Naturalnego, Uniwersytet Medyczny w Lublinie [wskazana przez Konferencję Rektorów Akademickich Uczelni Medycznych]
  • Prof. dr hab. n. med. Agnieszka Słowik – kierownik Katedry i Kliniki Neurologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Kraków oraz kierownik Oddziału Klinicznego Neurologii, Szpital Uniwersytecki w Krakowie [wskazana przez ministra właściwego do spraw zdrowia]
  • Pan Jakub Szulc [wskazany przez  Prezesa Narodowego Funduszu Zdrowia]
  • Prof. dr hab. n. med. Krzysztof Warzocha – Instytut Ekspertyz Medycznych w Łodzi [wskazany przez ministra właściwego do spraw wewnętrznych]
  • Dr n. med. Bernard Waśko – doktor nauk medycznych, ukończył Akademię Medyczną w Lublinie. Pełnił funkcję dyrektora Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego im. Fryderyka Chopina w Rzeszowie, był dyrektorem medycznym w firmie doradczej PwC. Pełnił również stanowisko zastępcy prezesa Narodowego Funduszu Zdrowia do spraw medycznych. Obecnie dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego [wskazany przez ministra właściwego do spraw zdrowia]

Źródło: Agencja Badań Medycznych

Polscy naukowcy z Politechniki Warszawskiej opracowali innowacyjny model sztucznej inteligencji o nazwie Xlungs, który wspomaga diagnostykę chorób płuc na podstawie tomografii komputerowej (CT). Projekt ten zyskał międzynarodowe uznanie i zostanie zaprezentowany na prestiżowej konferencji ICLR 2025 w Singapurze.
Pod koniec kwietnia grupa polskich badaczy wystąpi na konferencji naukowej International Conference on Learning Representations (ICLR), która w tym roku odbywa się w Singapurze. To jedno z najważniejszych na świecie spotkań naukowców i ekspertów z obszaru uczenia maszynowego, sztucznej inteligencji i uczenia głębokiego (deep learning).

Czym wyróżnia się Xlungs?

Xlungs to przykład wyjaśnialnej sztucznej inteligencji (XAI), która nie tylko analizuje obrazy medyczne, ale także dostarcza lekarzom informacji o tym, które fragmenty obrazu miały wpływ na decyzję algorytmu. Dzięki temu lekarze mogą lepiej zrozumieć i zweryfikować wyniki analizy, co zwiększa zaufanie do systemu i ułatwia podejmowanie decyzji klinicznych.

Największa baza danych obrazów płuc na świecie

Model Xlungs został wytrenowany na największej na świecie bazie danych obrazów CT klatki piersiowej, obejmującej 40 tysięcy badań polskich pacjentów z lat 2010–2018. Dane te pochodziły m.in. z programów przesiewowych w kierunku raka płuca. System analizuje setki obrazów z jednego badania, identyfikując zmiany chorobowe i cechy anatomiczne, które mogą być zintegrowane z innymi procesami diagnostycznymi. 

Wydajność i transparentność

Xlungs osiąga wysoką dokładność w klasyfikacji podtypów raka płuca, takich jak rak płaskonabłonkowy, rak wielkokomórkowy czy gruczolakorak. Wykorzystuje technikę Grad-CAM do wizualizacji obszarów obrazu, które miały największy wpływ na decyzję modelu, co zwiększa przejrzystość i ułatwia interpretację wyników przez lekarzy.

Współpraca i finansowanie

Projekt Xlungs jest realizowany przez zespół MI².AI z Wydziału Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechniki Warszawskiej we współpracy z Polską Grupą Raka Płuca oraz Dziecięcym Szpitalem Klinicznym w Warszawie. Projekt został sfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu INFOSTRATEG I.

Znaczenie dla medycyny

Xlungs może zrewolucjonizować diagnostykę chorób płuc, oferując lekarzom narzędzie, które nie tylko automatyzuje analizę obrazów, ale także dostarcza przejrzystych i zrozumiałych informacji wspierających proces diagnostyczny. To krok w kierunku bardziej transparentnej i efektywnej medycyny opartej na danych.​

Źródło: www.pw.edu.pl