Bada enzymy odpowiedzialne za choroby cywilizacyjne i tworzy selektywne narzędzia chemiczne do wykrywania takich chorób, jak nowotwory, cukrzyca czy choroby neurodegeneracyjne. Prof. Marcin Drąg z Politechniki Wrocławskiej otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk chemicznych i o materiałach.
Nagroda Fundacji na rzecz Nauki Polskiej 2019 została przyznana za opracowanie nowej platformy technologicznej, umożliwiającej otrzymywanie związków biologicznie aktywnych, w szczególności inhibitorów enzymów proteolitycznych. Enzymy proteolityczne, czyli proteazy, rozcinają białka na prostsze elementy - peptydy i aminokwasy. Mają zasadnicze znaczenie w rozwoju embrionalnym, procesie krzepnięcia, ale też obumierania komórek czy rozwijania się stanów zapalnych. Pełnią więc kluczową rolę dla zdrowia lub zapadania na choroby. Ich nieprawidłowe działanie prowadzi do nowotworów, cukrzycy, chorób neurodegeneracyjnych, a także do replikacji oraz rozprzestrzeniania się wirusów i bakterii.
Naukowcy potrafią selektywnie wykrywać i blokować proteazy. Pozwalają na to narzędzia chemiczne: znaczniki, czyli markery, oraz inhibitory, czyli związki hamujące aktywność poszczególnych proteaz. Właśnie projektowaniem i syntezą takich związków biologicznie aktywnych zajmuje się profesor Marcin Drąg z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej.
Stworzona przez niego Hybrydowa Kombinatoryczna Biblioteka Substratów (HyCoSuL) pozwala projektować i otrzymywać wysoce aktywne i selektywne narzędzia chemiczne. Platforma technologiczna wykorzystuje szeroką gamę aminokwasów (które nie występują w naturze), do monitorowania aktywności enzymów proteolitycznych. Może ona służyć do opracowywania nowych terapii, leków czy metod diagnostycznych.
W standardowych badaniach można monitorować 4-5 enzymów. Technologia opracowana we Wrocławiu i przetestowana w USA pozwala analizować ich aż kilkadziesiąt.
Profesor Marcin Drąg i jego współpracownicy, łącząc chemię, biochemię i biologię molekularną, bada enzymy ważne z punktu widzenia medycyny. W pionierskich badaniach z wykorzystaniem HyCoSuL zidentyfikował on m.in. marker elastazy neutrofilowej - związku ważnego w rozwoju nowotworów, który zarazem uczestniczy w procesie zwalczania patogenów. Uzyskany marker jest kilka tysięcy razy aktywniejszy, niż inne dostępne na rynku. Można go wykorzystać do wybiórczej identyfikacji tej proteazy, a także monitorować jej szkodliwe działanie.
Zastosowanie technologii prof. Drąga ułatwiło badania mechanizmów działania enzymów z rodziny kaspaz. Związki te odgrywają kluczową rolę w procesie programowanej śmierci komórki (apoptozie) czy stanach zapalnych. Dzięki apoptozie z organizmu usuwane są zużyte lub uszkodzone komórki np. komórki rakowe. Zakłócenie tego procesu może powodować zaburzenie przeżywalności komórek rakowych. Badania z tym związane interesują nie tylko naukowców, ale i firmy farmaceutyczne.
Zespół profesora Marcina Drąga zaprojektował także zestaw markerów fluorescencyjnych, które można wykorzystać do jednoczesnego obrazowania w neutrofilach (rodzaj białych krwinek wchodzących w skład układu odpornościowego) aż czterech proteaz serynowych jednocześnie. To ważne, bo neutrofile są pierwszą linią obrony organizmu przed infekcją. Zachwiana równowaga w ich działaniu może świadczyć, że organizm nie radzi sobie z patogenami. Technologia ta jest rozwijana do detekcji problemów z neutrofilami
(neutropenii) w ramach grantu TEAM-NET FNP.
Technologia opracowana przez profesora Marcina Drąga znajduje wiele zastosowań we współczesnej medycynie i farmakologii. Naukowcy pracują nad narzędziami do badań innych proteaz np. proteaz z wirusa ZIKA, Dengue czy SARS, a także wielu innych, uczestniczących w rozwoju chorób cywilizacyjnych. Uzyskanie nowych, selektywnych cząsteczek będzie można wykorzystać do opracowywania nowych terapii czy projektowania i otrzymywania leków.
Opracowywane markery, dzięki obecności grup fluorescencyjnych, będzie można z kolei wykorzystywać przede wszystkim do testów diagnostycznych, szybkiego wykrywania chorób, czy podczas operacji onkologicznych.
Marcin Drąg ma 44 lata, od trzech lat jest profesorem. W 1999 roku ukończył studia chemiczne na Uniwersytecie Wrocławskim. Doktorat i habilitację uzyskał na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej. Kilkukrotnie nagradzany był Nagrodą Rektora Politechniki Wrocławskiej, a także Nagrodą Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Doceniono go także w plebiscycie na 30 kreatywnych osobowości Wrocławia 2018.
Związany jest z instytutem Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute w USA. Pracował też m.in. we francuskiej École de Chimie w Montpellier (Francja), na Politechnice Wiedeńskiej (Austria) czy na Emory University w Atlancie (USA). Był laureatem programów Fundacji na rzecz Nauki Polskiej: START, FOCUS oraz TEAM, a także – wielokrotnie - programów Opus i Harmonia Narodowego Centrum Nauki.
Na koncie ma już dziewięć patentów i blisko 110 prac naukowych opublikowanych w najwyższej klasy czasopismach m.in. Proceedings of the National Academy of Sciences, Nature Reviews Drug Discovery, Nature Communications, Nature Protocols, Nature Chemical Biology, Journal of the American Chemical Society czy Chemical Science. Były one cytowane ponad 2 tys. razy, co zapewniło prof. Drągowi wskaźnik Hirscha sięgający 28.
PAP - Nauka w Polsce
kol/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
