Z prof. dr hab. n. farm. Anną Bogucką-Kocką, specjalistą w dziedzinie Lek roślinny, kierownikiem Katedry i Zakładu Biologii z Genetyką Wydziału Farmaceutycznego Uniwersytetu Medycznego w Lublinie rozmawia Ewa Podsiadły-Natorska

NAGRODA ZAUFANIA ZŁOTY OTIS 2024 ZA OSIĄGNIĘCIA W FARMACJI W ROKU 2023

W ubiegłym roku wraz z zespołem opracowała pani innowacyjny test umożliwiający wykrycie tętniaka aorty brzusznej. Na jakiej zasadzie działa?

Czynniki genetyczne są podstawą do poszukiwania markerów różnych chorób cywilizacyjnych. Wśród nich są czynniki epigenetyczne, do których należą cząsteczki mikroRNA. Markery oparte na mikroRNA najpowszechniej wykorzystywane są oczywiście w diagnostyce chorób nowotworowych – przede wszystkim w raku piersi, co stwarza możliwość rozpoznania podtypu nowotworu i wprowadzenia terapii celowanej. Doszliśmy jednak do wniosku, że warto skupić się na tętniaku aorty brzusznej dlatego, że metody obrazowe stosowane do diagnostyki nieprawidłowości w układzie naczyniowym charakteryzują się ograniczoną czułością i specyficznością. Z tego względu istnieje ciągła potrzeba poszukiwania biomarkerów molekularnych, na bazie których mogłyby powstać testy umożliwiające diagnostykę tętniaków aorty brzusznej z odpowiednią czułością i swoistością. My otrzymaliśmy, przy użyciu metody wysokoprzepustowego sekwencjonowania następnej generacji (NGS) w technologii Ion Torrent, profile ekspresji mikroRNA pacjentów ze zdiagnozowanym tętniakiem aorty brzusznej i grupy kontrolnej (osób bez zdiagnozowanego tętniaka). Różnice w profilach ekspresji pomiędzy pacjentami a grupą kontrolną zostały wykazane przy wykorzystaniu zaawansowanych metod analizy bioinformatycznej. Zastosowana metodologia pozwoliła na wyselekcjonowanie takich zmian w ekspresji mikroRNA, które bardzo wyraźnie różnicują grupę pacjentów od grupy kontrolnej i właśnie te wytypowane przez nas mikroRNA są cząsteczkami biomarkerowymi o wysokim potencjale diagnostycznym. Na opisanych przez nas zmianach ekspresji tych cząsteczkach mikroRNA opiera się nasz test.

Jakie objawy daje obecność tętniaka aorty brzusznej?

Tętniak aorty brzusznej to miejscowe osłabienie i rozszerzenie ściany aorty brzusznej. Przyczyną jego rozwoju jest degradacja macierzy zewnątrzkomórkowej aorty w wyniku nasilonej aktywności białek z grupy metaloproteinaz oraz stan zapalny, stres oksydacyjny i indukcja apoptozy komórek mięśni gładkich aorty. Niestety, tętniak aorty brzusznej rozwija się przez długi czas bezobjawowo lub objawy choroby są niespecyficzne. Najczęściej diagnozuje się go przypadkowo. Oprócz badań obrazowych obecnie nie ma żadnych testów ani markerów, które wskazywałyby na jego obecność. Pacjenci najczęściej zgłaszają się do lekarza z dolegliwościami w obrębie jamy brzusznej, które towarzyszą zupełnie innym chorobom, np. wątroby czy trzustki. W celu postawienia diagnozy wykonuje się badanie obrazowe takie jak USG, tomografię komputerową albo rezonans magnetyczny i zazwyczaj właśnie na tym etapie przypadkowo dochodzi do potwierdzenia obecności tętniaka aorty brzusznej. Brak wczesnej diagnostyki, a co za tym idzie – brak możliwości wdrożenia leczenia może spowodować pęknięcie tętniaka, powodując masywny krwotok wewnętrzny. Jeśli w takim stanie pacjent nie otrzyma natychmiastowej pomocy, może to skończyć się śmiercią. Pęknięcie tętniaka to przyczyna 1 proc. zgonów mężczyzn po 65. roku życia, a śmiertelność z powodu pęknięcia tętniaka wynosi 60–80 proc.

Jak wykorzystanie testu wygląda – albo będzie wyglądać – w praktyce?

Na obecnym etapie badań mogę wyrazić głęboką nadzieję że test będzie miał zastosowanie kliniczne. Do tej pory przebadaliśmy kilkudziesięciu pacjentów z wykorzystaniem metody sekwencjonowania nowej generacji oraz metody real-time PCR i wytypowaliśmy grupę cząsteczek mikroRNA będącą podstawą proponowanego przez nas testu. Następnie, w celu sprawdzenia użyteczności testu, przebadaliśmy kolejną grupę kilkudziesięciu pacjentów, a otrzymane wyniki potwierdziły jego skuteczność. Obecnie nasz wynalazek jest na etapie tworzenia prototypu. Wiemy, że cząsteczki mikroRNA, które wytypowaliśmy, mają znaczenie diagnostyczne, a potwierdza się to w kolejnych naszych badaniach.

Co dalej?

To, co jeszcze chcemy zrobić, a co uczyniłoby nasz test unikatowym, to konieczność przebadania większej grupy pacjentów, u których tętniaki byłyby na różnych etapach rozwoju. Pacjenci z tętniakami aorty brzusznej, których przebadaliśmy, kwalifikowali się do interwencji chirurgicznej, a my chcielibyśmy jeszcze przebadać pacjentów, u których tętniaki są na początkowym etapie rozwoju – po to, aby potwierdzić, czy zmiany charakterystyczne dla istniejącego tętniaka pojawiają się również wtedy, gdy tętniak dopiero się tworzy. Żeby można było uznać nasz wynalazek jako użyteczne narzędzie diagnostyczne, konieczne jest więc jego „przepracowanie” na odpowiednio dobranej i odpowiednio dużej grupie pacjentów. A do tego są oczywiście potrzebne…

Fundusze.

Dokładnie! Wyniki naszych badań zostały opatentowane, a w zeszłym roku nasz patent został nagrodzony dwoma złotymi medalami na międzynarodowych targach wynalazków INTARG 2023 i IWIS 2023, pokładamy więc ogromne nadzieje, że uda nam się pozyskać partnera biznesowego do współpracy, co umożliwiłoby wspólne aplikowanie o projekty badawczo-rozwojowe i pozyskanie funduszy na kontynuację badań. Dzięki temu będziemy mogli dalej prowadzić badania i stworzyć narzędzie – test oparty na analizie zmian poziomu ekspresji mikroRNA – który pozwoli zdiagnozować chorobę na początkowym etapie rozwoju. Korzyść dla pacjenta? Ogromna. Zwiększenie wykrywalności obecności tętniaków pozwoli na wczesne wdrożenie profilaktyki, zwiększenie skuteczności terapii, a co za tym idzie – na zmniejszenie śmiertelności wśród pacjentów oraz poprawę jakości ich życia. Jednym słowem byłoby to działanie ratujące życie.

Wyczytałam o jeszcze innym bardzo ciekawym badaniu sprzed paru lat. Chodzi o badanie pani i pani męża, prof. Janusza Kockiego, z krwi stulatków w poszukiwaniu genu długowieczności. Udało się państwu znaleźć odpowiedzi na nurtujące nas wszystkich pytania?

Nie zaspokoję pani ciekawości, ponieważ badania trwają. Mało prawdopodobne jest, że znajdziemy gen długowieczności. Chcemy raczej przeanalizować trudne zależności pomiędzy zmianami ekspresji genów a parametrami klinicznymi i pewną predyspozycję do długowieczności zapisaną w naszych genach. Ale fenomen długowieczności to nie tylko informacja zapisana w genach. To wypadkowa stylu życia, diety, rodzaju wykonywanej pracy, nałogów… i wielu innych czynników. Nasze wnioski muszą być dobrze przemyślane i wyważone; wiemy, że to nośny temat, ale nie chcemy, aby wyniki naszych badań wybrzmiały w formie sensacji. Dlatego proszę się uzbroić w cierpliwość. Brakuje nam jeszcze kilku miesięcy do tego, żeby analizy uzyskanych przez nas wyników zostały zakończone.

Czy ma pani jeszcze jakieś niezrealizowane zawodowe marzenie?

Tak, mam. Chciałabym bardzo, żeby w jednostce, którą mam zaszczyt kierować, czyli w Katedrze i Zakładzie Biologii z Genetyką UM w Lublinie, można było wykorzystać potencjał oraz kwalifikacje moich współpracowników i stworzyć referencyjne laboratorium diagnostyczne chorób pasożytniczych.

Według pani jaka jest na to szansa?

Mam ogromną nadzieję, że szansa jest. Zbudowaliśmy już solidną bazę w postaci kapitału ludzkiego. W zespole mam specjalistę z laboratoryjnej parazytologii medycznej – tych specjalistów w kraju jest tylko kilku – oraz doświadczonych diagnostów laboratoryjnych. Chcielibyśmy, żeby wiedza o chorobach pasożytniczych funkcjonowała w świadomości pacjentów i lekarzy. Internet pełen jest bzdurnych i nieprawdziwych informacji o chorobach pasożytniczych. Ale musimy mieć świadomość, że one istnieją i że mogą być niebezpieczne, że niezdiagnozowane albo błędnie zdiagnozowane mogą zagrażać zdrowiu, a często również życiu pacjentów. Ich diagnostyka jest trudna, ponieważ wciąż nie mamy odpowiedniej liczby wyszkolonych diagnostów specjalizujących się w laboratoryjnej parazytologii medycznej.
Jak trudna jest diagnostyka chorób pasożytniczych, niech świadczą nasze ostatnie badania. Uczestniczyliśmy razem z moim kolegą dr. Przemysławem Kołodziejem, specjalistą z laboratoryjnej parazytologii medycznej, w pracach kierowanego przeze mnie interdyscyplinarnego zespołu w diagnostyce trudnego przypadku schistosomozy. Jest to choroba wywoływana przez przywry pasożytujące w splotach żylnych pęcherza moczowego i przewodu pokarmowego człowieka. Endemicznie występuje w krajach o klimacie tropikalnym i subtropikalnym. Trafił do nas pacjent, który studiuje w Polsce, ale mieszka w środkowej Afryce. Choroba w rejonie jej endemicznego występowania nie została prawidłowo zdiagnozowana – u pacjenta rozpoznano refluks żołądkowo-przełykowy. Pacjent trafił do nas z bardzo nasilonymi objawami ze strony przewodu pokarmowego takimi jak bóle brzucha, biegunki z krwią, utrata apetytu, znaczne wychudzenie, przewlekłe zmęczenie. We współpracy z lekarzami i specjalistami z Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, Instytutu Medycyny Wsi w Lublinie i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego przeprowadziliśmy złożoną i rozbudowaną diagnostykę, która doprowadziła do zdiagnozowania bardzo rzadkiego przypadku – drugiego opisanego przez nas w literaturze światowej – schistosomozy wywołanej u pacjenta dwoma gatunkami przywr żylnych Schistosoma mansoni i Schistosoma intercalatum. Wyniki naszych badań zostały docenione przez światowe forum naukowe. Opublikowaliśmy je w ubiegłym roku w prestiżowym czasopiśmie „The Lancet Infectious Diseases”.

Artykuł Uratować życie pacjenta z tętniakiem aorty brzusznej pochodzi z serwisu Świat Lekarza.

Naukowcy odkrywają coraz więcej właściwości metforminy. Mówi się o jej przeciwnowotworowych właściwościach, o tym, że może korzystnie wpływać na mikrobiotę jelitową, że wykazuje działanie antyagregacyjne, obniża stężenie triglicerydów i cholesterolu. O tym, że stosowana u chorych na cukrzycę typu 2 obniża ryzyko zachorowania na schorzenia sercowo-naczyniowe i schorzenia wątroby. Ponadto metformina może powodować zmniejszenie czynników ryzyka prowadzących do starzenia, np. demencji. Wykazano także, że ma potencjalne działanie przeciwwirusowe, kardioprotekcyjne, naczynioprotekcyjne, immunomodulacyjne i przeciwzapalne ? mówi prof. Grzegorz Dzida z Katedry i Kliniki Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.

Chyba nieczęsto się zdarza, że lek, stosowany od ponad 60 lat, ma się tak dobrze, a nawet coraz lepiej. Przeznaczony do leczenia cukrzycy, dziś zyskuje coraz więcej wskazań. Bo chociaż nadal pozostaje numerem jeden wśród leków hipoglikemizujących w terapii cukrzycy typu 2, wykazuje dużo więcej korzyści. Naukowcy uważają, że to jeszcze nie koniec właściwości tego leku, który najprawdopodobniej kryje w sobie wiele tajemnic. Jednak metformina nie zawsze cieszyła się tak dobrą opinią?

Istotnie, różnie z nią bywało. Kliniczne działanie metforminy zostało udowodnione w latach 60. ubiegłego wieku. Wówczas na rynku farmakologicznym pojawiła się fenformina, buformina i wkrótce potem właśnie metformina. Dwie pierwsze zostały szybko wycofane z powodu objawu niepożądanego, jaki powodowały, a była to kwasica mleczanowa. Ten sam objaw przypisywano metforminie, co niebawem zostało zdementowane. Okazało się bowiem, że przy rozsądnym stosowaniu jest ona całkowicie bezpieczna i nie przyczynia się do pojawienia się kwasicy mleczanowej.

Przez pewien czas stosowano ją jednak bardzo ostrożnie, zapewne tak na wszelki wypadek. Do mniejszego zainteresowania metforminą niewątpliwie przyczyniła się coraz większa popularność insuliny. Jednak insulina nie dla każdego chorego się nadawała, bo trzeba wziąć pod uwagę, że te kilkadziesiąt lat temu, kiedy nie było jednorazowych sprzętów, iniekcje nie zawsze były bezpieczne. No i wreszcie ? kolejne badania nad metforminą pokazywały, że nadal może ona czuć się królową, gdyż absolutnie na to zasługuje.

Skąd to przekonanie, zwłaszcza że pojawia się coraz więcej nowych leków w terapii cukrzycy, że to, co nowe, powinno być lepsze od tego, co stare? Na czym polega fenomen tej, dziś już prawie 70-latki?

Mówiąc najkrócej ? to po prostu jest bardzo dobry lek. Poprawia tolerancję glukozy w cukrzycy typu 2 poprzez zmniejszanie wytwarzania glukozy w wątrobie, w wyniku hamowania glukoneogenezy i glikogenolizy, zwiększanie wrażliwości tkanek na insulinę oraz hamowanie wchłaniania glukozy z przewodu pokarmowego, a także poprzez efekt inkretynowy. Fakt, że dysponujemy nowymi lekami jest bardzo korzystny, ale gdy mamy stary, który działa skutecznie, to też bardzo dobrze. Na dodatek wciąż poznajemy jego nowe właściwości. Molekularny mechanizm działania metforminy poznaliśmy dopiero na początku tego wieku, w 2001 roku. To wtedy ukazała się publikacja wyjaśniająca ten mechanizm i jestem pewien, że jest jesz cze wiele mechanizmów, które są do odkrycia w tym leku.

Czego dotyczyły pierwsze badania nad metforminą, publikowane w latach 60.?

Te badania skupiały się na przede wszystkim na najważniejszym efekcie jej działania ? zmniejszaniu wątrobowej produkcji glukozy poprzez zahamowanie glukoneogenezy, zwłaszcza w nocy. U zdrowego człowieka nocą dochodzi do spadku produkcji glukozy w wątrobie, gdyż odżywiany jest tylko mózg, a inne narządy śpią. U chorego na cukrzycę glukoza w wątrobie jest nadal produkowana, a dotyczy to głównie osób otyłych. Glukoza dostaje się do komórek poprzez specjalne transportery, m.in. GLUT4, znajdujące się głównie w mięśniach. U osób zdrowych tych transporterów jest bardzo dużo, otyli mają ich znacznie mniej. Metformina ma takie właściwości, dzięki którym ilość transporterów się zwiększa. W innych narządach znajdują się inne transportery, które także służą do przenoszenia glukozy, a metformina w tym pomaga. Ma też udział w regulacji hormonu inkretynowego ? glukoganopodonego peptydu 1 (GLP-1). Pobudza produkcję GLP-1, przyczynia się do tego, że uwalnia się go więcej, co prowadzi do zmniejszenia stężenia glukozy we krwi.

I tym właśnie zagadnieniom poświęcone były pierwsze badania nad metforminą.

Jest nie tylko lekiem powszechnie stosowanym, ale też podstawowym w leczeniu cukrzycy. Od metforminy zaczyna się terapię?

Od niej zaczyna się leczenie cukrzycy typu 2, od monoterapii, ale można ją stosować na każdym etapie choroby. Jednak to zawsze powinien być lek pierwszego wyboru przy rozpoczynaniu leczenia farmakologicznego cukrzycy typu 2. W sytuacji, kiedy monoterapia staje się niewystarczająca, dokładamy drugi lek, najczęściej z grupy agonistów receptora GLP-1 lub flozyny, a gdy i to leczenie nie przynosi oczekiwanych rezultatów, sięgamy po insulinę. Chociaż obecnie pojawiają się coraz mocniejsze dowody na to, że farmakoterapię cukrzycy powinniśmy rozpoczynać od metforminy w skojarzeniu z innymi lekami.

Czy metfrominę można stosować w stanie przedcukrzycowym?

Jak najbardziej, w ten sposób odwlekamy moment pojawienia się cukrzycy typu 2 lub nawet możemy w ogóle zapobiec jej wystąpieniu. Dowiedziono, że podawanie metforminy u osób z insulinoopornością, w stanie przedcukrzycowym, jest bardzo skuteczne, a u młodych dorosłych działa lepiej niż ograniczenia dietetyczne czy aktywność fizyczna, choć oczywiście do tego zawsze nakłaniamy.

W przypadku każdego leku bardzo ważne są odpowiednie dawki. Jakie powinny one być w przypadku metforminy, żeby była jednocześnie i skuteczna, i bezpieczna?

Maksymalny efekt terapeutyczny osiągamy, stosując tzw. dawki pełne, czyli przekraczające 2 g/24 godz. Co nie znaczy, że ten lek nie jest skuteczny przy niższych dawkach. Skuteczność wykazuje już w dawce 500 mg/24 godz., ale dawki większe dają lepszy efekt, przy zachowaniu całkowitego bezpieczeństwa. Za optymalną dawkę uważamy 2550 mg/24 godz., przy czym są pacjenci, u których lepsze efekty daje podanie ok. 3000 mg/24 godz. To jest sprawa bardzo indywidualna, odpowiedź na określoną dawkę zależy także od genów.

Dziś naukowcy odkrywają coraz więcej właściwości metforminy ? i ta lista zdaje się nie mieć końca. Mówi się o jej przeciwnowotworowych właściwościach, o tym, że może korzystnie wpływać na mikrobiotę jelitową, że wykazuje działanie antyagregacyjne, obniża stężenie triglicerydów i cholesterolu. O tym, że stosowana u chorych na cukrzycę typu 2 obniża ryzyko zachorowania na schorzenia sercowo-naczyniowe i schorzenia wątroby, a zwłaszcza na niealkoholową stłuszczeniową chorobę wątroby, wiedziano od dawna. No i jeszcze to, co chyba najbardziej pobudza wyobraźnię: metformina jako eliksir młodości?

Wiele badań zdaje się to potwierdzać. Przeciwstarzeniowy profil metforminy to nie jest science fiction. W badaniach wykazano bowiem, że z uwagi na zmniejszanie intensywności szlaku metabolicznego z udziałem insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF-1) oraz kinazy mTOR może przyczyniać się do wydłużenia życia. Stąd to jej działanie w tym obszarze. Ponadto metformina może powodować zmniejszenie czynników ryzyka prowadzących do starzenia, np. demencji.

Ostatnio pojawiły się doniesienia, że u chorych na cukrzycę cierpiących z powodu COVID-19 stosowanie metforminy poprawia rokowania.

Istotnie, w badaniach wykazano, że lek przeciwcukrzycowy, jakim jest metformina, oprócz obniżania stężenia glukozy we krwi ma również potencjalne działanie przeciwwirusowe, kardioprotekcyjne, naczynioprotekcyjne, immunomodulacyjne i przeciwzapalne. I dlatego metformina może być wykorzystana w leczeniu COVID-19. Ponadto uważa się ją za bezpieczną, jest dobrze tolerowana i ma minimalne działania niepożądane. Metaanaliza badań wykazała znaczącą redukcję śmiertelności związanej z zakażeniem COVID-19 u chorych leczonych metforminą. Dostępne dane z przeprowadzonych badań klinicznych przemawiają za jej stosowaniem u chorych na cukrzycę, jako skutecznej terapii leczenia COVID-19. Może być zalecana jako lek prewencyjny, chroniący osoby z cukrzycą typu 2 i otyłością. I dlatego może być wykorzystana w leczeniu cukrzycy u chorych na COVID-19.

Jak widać, działań tego leku z grupy biguanidów jest bardzo dużo.

I zapewne niejednym nas jeszcze zaskoczy. Oczywiście w sensie jak najbardziej pozytywnym.

Rozmawiała: Bożena Stasiak

Artykuł Prof. Grzegorz Dzida: Metformina jeszcze niejednym nas zaskoczy pochodzi z serwisu Świat Lekarza.