Cukrzyca to choroba o charakterze niemal epidemicznym, która rozwija się w sposób podstępny, niszcząc naczynia krwionośne i kluczowe narządy, w tym nerki. Zazwyczaj dowiadujemy się o uszkodzeniach, gdy proces jest już mocno zaawansowany i nieodwracalny. Zmianę tego stanu rzeczy zwiastują pionierskie badania zespołu pod kierownictwem prof. dr hab. inż. Agnieszki Piwkowskiej z Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN.
Jej interdyscyplinarny zespół z sukcesem zidentyfikował biomarkery, które pozwalają na wykrycie cukrzycowej choroby nerek na etapie, w którym tradycyjna diagnostyka nie wykazuje jeszcze żadnych nieprawidłowości.
Podstępna choroba i rola podocytów
Głównym problemem w diagnostyce cukrzycowej choroby nerek jest fakt, że w początkowej fazie nie daje ona widocznych objawów. Jak zauważa prof. Piwkowska: „obecnie jeśli chodzi o diagnostykę cukrzycy […] jest to choroba bardzo podstępna, ona rozwija śladami, nie widzimy śladów […] uszkodzeń naszego organizmu. To się dzieje na poziomie naszych naczyń krwionośnych […]. Nie mamy markerów, które wyprzedzają nam po prostu ten obraz już początkowego uszkodzenia tego narządu”.
Kluczem do sukcesu okazały się badania nad podocytami – komórkami w kłębuszku nerkowym, które pełnią funkcję filtra (błony filtracyjnej) w procesie tworzenia moczu. Gdy podocyty ulegają uszkodzeniu w wyniku cukrzycy, odrywają się i trafiają do moczu, co stanowi proces nieodwracalny, ponieważ komórki te nie ulegają podziałom. Tradycyjne badania, oparte np. na obecności albuminy w moczu, wykrywają ten stan, gdy nerka jest już faktycznie uszkodzona. Zespół prof. Piwkowskiej postanowił poszukać sygnałów ostrzegawczych na etapie, gdy podocyty jeszcze funkcjonują i chronią nerkę.
Białko długowieczności i enzymy z grupy ADAM
Przełomem było odkrycie korelacji między działaniem enzymów oznaczonych jako ADAM 10 i ADAM 17 a białkiem Klotho, nazywanym potocznie „białkiem długowieczności”. W zdrowym organizmie nerki są głównym źródłem produkcji tego białka, które wykazuje działanie przeciwzapalne i regeneracyjne.
Naukowiec tłumaczy ten mechanizm następująco: „wykazaliśmy, że Klotho w cukrzycy maleje […] a jeżeli maleje, no to odkryliśmy, że właśnie adamy, ich ilość i aktywność rośnie, i to był ten pierwszy moment kiedy złapaliśmy właśnie, tak w cudzysłowiu oczywiście, te dwa białka jako potencjalne markery uszkodzenia podocytów”.
Na podstawie tej wiedzy, badaczom udało się opracować bardzo czułą reakcję chemiczną, która pozwala zbadać aktywność enzymów ADAM 10 i ADAM 17 na podstawie prostej, nieinwazyjnej analizy próbki moczu. Narzędzie to monitoruje enzymy pojawiające się na bardzo wczesnym etapie zagrożenia nerek, umożliwiając szybkie wdrożenie procedur zapobiegawczych, jeszcze zanim choroba się rozwinie.
Od badań podstawowych po komercjalizację
Projekt jest obecnie w fazie końcowej, finansowanej przez Agencję Badań Medycznych, i opiera się na wielkim, interdyscyplinarnym wysiłku. Przy pracach nad testem współpracowali chemicy z Uniwersytetu Gdańskiego oraz klinicyści z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, co pozwoliło sprawnie przejść od badań podstawowych do analiz na szerokich grupach pacjentów.
Aby innowacyjny test mógł trafić na rynek medyczny lub bezpośrednio do pacjentów, potrzebny jest jeszcze czas (szacowany na 2-3 lata) oraz inwestorzy chętni wesprzeć tę fazę komercjalizacji. Rozwiązanie zapowiada się jako tanie i proste w obsłudze. Sama prof. Piwkowska ma niezwykle ambitną i bliską pacjentom wizję wdrożenia tego projektu: „byłabym niesamowicie szczęśliwa, gdyby się okazało, że na przykład jesteśmy w stanie w przyszłości skonstruować taki test, który będzie można wykonać samemu w domu. […] Mam nadzieję właśnie, że tutaj by się udało nam skonstruować takie malutkie pudełeczko, dzięki któremu będzie można taką diagnostykę stanu naszych nerek wykonać sobie w domu”.
Dla prof. Piwkowskiej i jej zespołu największą motywacją oraz prawdziwym miernikiem sukcesu jest to, że żmudne, trudne badania podstawowe przekładają się bezpośrednio na realną pomoc ludziom w dobie lawinowo rosnącej liczby diagnozowanych przypadków cukrzycy (która dotyka coraz młodsze osoby, w tym dzieci).
Aby głębiej zrozumieć fascynujący świat biotechnologii, badań nad komórkami oraz posłuchać więcej o drodze polskich naukowców do przełomowych odkryć i współpracach na styku nauki i biznesu, gorąco zachęcamy do odsłuchania całej rozmowy z prof. dr hab. inż. Agnieszką Piwkowską w ramach podcastu „MamStartup”. Odcinek jest dostępny do posłuchania w całości w serwisach YouTube oraz Spotify.
Więcej o przedsięwzięciu ” Poszukiwanie nowych biomarkerów wczesnego wykrywania cukrzycy lub cukrzycowej choroby nerek ” przeczytacie tutaj.
