potencjalny Lek: Porfiryny kobaltu
Komórki macierzyste i progenitorowe komórki krwiotwórcze (HSPC) ulegają w szpiku kostnym wielokrotnym podziałom i przechodzą przez kolejne stadia różnicowania. Następnie dojrzałe i funkcjonalne komórki są uwalniane ze szpiku kostnego do krwioobiegu. Obecnie wiadomo, że można ten proces regulować farmakologicznie. Podawanie białka G-CSF (ang. Granulocyte colony-stimulating factor) powoduje nasiloną produkcję komórek progenitorowych i granulocytów w szpiku kostnym i zwiększone ich uwalnianie do krwioobiegu. Taki proces nazywany jest mobilizacją i posiada istotne zastosowania kliniczne.
U pacjentów, którzy otrzymują chemioterapię jako terapię antynowotworową, często obserwuje się gwałtowny spadek liczby komórek we krwi. Powoduje on wzrost ryzyka wystąpienia groźnych w skutkach infekcji i konieczność przerwania terapii antynowotworowej. W takim przypadku podaje się G-CSF w celu mobilizacji komórek ze szpiku kostnego do krwioobiegu oraz przywrócenia prawidłowej liczby komórek we krwi.
Kolejnym istotnym zastosowaniem mobilizacji przy pomocy G-CSF jest przygotowanie dawców przy przeszczepie szpiku. Obecnie materiałem przeszczepianym przy rekonstytucji szpiku mogą być komórki pobierane z krwi obwodowej. Ilość przeszczepianych komórek macierzystych jest kluczowa dla powodzenia przeszczepu.
Obecnie w zastosowaniach klinicznych w celu mobilizacji komórek do krwioobiegu wykorzystuje się analogi G-CSF (rekombinowane białka). Jednak proces ich produkcji jest skomplikowany i kosztowny.
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie porfiryn kobaltu, zwłaszcza protoporfiryny IX kobaltu, do wytwarzania środka do mobilizacji komórek ze szpiku kostnego do krwi obwodowej. Podanie prezentowanego związku podnosi poziom G-CSF we krwi, wskutek czego leukocyty, szczególnie niedojrzałe granulocyty, są uwalniane do krwi obwodowej.
Proponowana substancja i ewent. jej pochodne mogą znaleźć potencjalnie zastosowanie w leczeniu:
- neutropenii wrodzonych (form o podłożu genetycznym, autoimmunologicznym oraz idiopatycznym),
- neutropenii spowodowanych chemioterapią, radioterapią oraz indukowanych farmakologicznie,
- białaczki szpikowej oraz ostrej białaczki limfocytarnej,
- zespołów mielodysplastycznych.
Proponowana substancja może również znaleźć zastosowanie przy przeszczepach szpiku, zarówno allogenicznych jak i autologicznych. Powoduje ona zwiększanie ilości krążących we krwi obwodowej hematopoetycznych komórek macierzystych, co ułatwia ich izolację w procesie aferezy. Jednocześnie jest łatwiejsza i tańsza w produkcji w porównaniu do stosowanych obecnie rozwiązań.
Oferowany wynalazek jest chroniony patentami (USPTO: US10010557 oraz US10328085, EPO: EP 3139917, UPRP: P.233504). Dalsze prace nad jego rozwojem prowadzą naukowcy Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Obecnie Centrum Transferu Technologii CITTRU poszukuje podmiotów zainteresowanych współpracą przy dalszej komercjalizacji tej innowacji, zwłaszcza w zakresie nabycia licencji na opisany nowy lek oraz jego zastosowanie.
Opracowanie nowej strategii mobilizacji komórek ze szpiku kostnego do krwi w celu terapii chorób układu krwiotwórczego.
Program Lider Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (okres realizacji 2021-2024).
Mobilizacja komórek ze szpiku kostnego do krwi przy użyciu rekombinowanego czynnika G-CSF jest najczęściej stosowaną terapią do leczenia neutropenii oraz pozyskiwania hematopoetycznych komórek macierzystych (HSC) do przeszczepiania. Zaobserwowaliśmy, że protoporfiryna IX kobaltu (CoPP) zwiększa ekspresję endogennego G-CSF i indukuje mobilizację komórek ze szpiku kostnego do krwi u myszy. Pozostaje jednak pytanie, czy CoPP mogłaby zostać użyta w celach terapeutycznych oraz czy mogłaby działać lepiej niż rekombinowany czynnik G-CSF. Długoterminowym celem naszych badań jest opracowanie nowej strategii terapeutycznej mobilizacji komórek do krwi. W związku z tym projekt ma na celu charakteryzację fenotypu i klinicznie istotnych właściwości funkcjonalnych komórek zmobilizowanych przez CoPP i porównanie ich z komórkami mobilizowanymi przez rekombinowany G-CSF. Postawiliśmy hipotezę, że CoPP indukuje wiele czynników mobilizujących, prowadząc do większej mobilizacji HSC i dojrzałych granulocytów w porównaniu z samym G-CSF. W ramach celu 1 zoptymalizujemy dawkę i długość terapii za pomocą CoPP. W ramach celu 2 będziemy inkubować granulocyty izolowane od myszy traktowanych CoPP lub G-CSFz wybranymi patogenami i oceniać efektywność eliminacji potogenów . W ramach celu 3 będziemy porównywać skuteczność homingu komórek HSC mobilizowanych za pomocą CoPP oraz G-CSF. Ukończenie tego projektu zapewni krytyczną przedkliniczną walidację CoPP jako potencjalnego środka do mobilizacji komórek ze szpiku kostnego w leczeniu zaburzeń hematologicznych, takich jak neutropenia lub białaczka.
Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Lider.
Dofinansowano ze środków budżetu państwa (wartość finansowania 1 500 000 PLN).
Członkowie zespołu:
dr Agata Szade
mgr inż. Paweł Kożuch
mgr Kacper Kowalski
