Sposób diagnozowania miażdżycy tętnic oraz zastosowanie markerów mikroRNA

Na temat sposobu diagnozowania miażdżycy tętnic oraz zastosowania markerów mikroRNA do diagnozowania miażdżycy tętnic rozmawiamy z prof. dr hab. n. farm. Anną Bogucką - Kocką, kierownikiem Katedry i Zakładu Biologii z Genetyką na Wydziale Farmaceutycznym Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.

 

Zespół Badawczy w składzie (od lewej strony):

dr hab. n. med. Marcin Feldo, prof. UM w Lublinie,

prof. dr hab. n. farm. Anna Bogucka-Kocka (Lider Zespołu),

prof. dr hab. n. med. Janusz Kocki,

dr n. farm. Daniel Zalewski, prof. UM (nieobecny na zdjęciu).

 

 

Choroba tętnic obwodowych jest częstą chorobą, która została zdiagnozowana u około 120 milionów ludzi. Częstość jej występowania szacowana jest na 3 do 10 proc. w całej populacji, a wśród osób powyżej 70 roku życia na 14 do 29 proc. Corocznie w Polsce około 40 000 pacjentów jest hospitalizowanych z powodu PAD kończyn dolnych, a u 9 000 pacjentów konsekwencją rozwoju choroby są amputacje. Szacuje się, że choroba tętnic obwodowych, w pełnoobjawowym przebiegu, zwiększa ryzyko śmiertelności z powodu powikłań sercowo-naczyniowych o 11 proc. w porównaniu z pacjentami bez choroby.

 

Większość osób u których rozwija się miażdżyca nie wie o tym. Zmiany, które powstają w tętnicach mają charakter zapalny i ogniskowy, to znaczy, że miejsce nagromadzenia cholesterolu sąsiaduje z niezmienioną ścianą tętnicy. Wskutek szeregu zmian będących konsekwencją przewlekłego stanu zapalnego następuje zwężenie światła tętnic prowadzące do niedokrwienia szeregu organów. W 95 do 98 proc. przypadków przewlekłego niedokrwienia kończyn dolnych związane jest z miażdżycą. Choroba rozwija się powoli, ponieważ cholesterol, tłuszcz, komórki krwi i inne substancje obecne we krwi przez długi czas budują płytkę miażdżycową. Efektem obecności płytki jest zwężenie tętnic. Zmniejsza to dopływ utlenowanej krwi do tkanek, prowadząc w konsekwencji do zmian powodujących u pacjentów konieczność amputacji kończyn.

 

Miażdżyca może występować w większości tętnic w organizmie. Blaszki miażdżycowe gromadzą się najczęściej w tętnicach serca, mózgu, kończyn górnych i dolnych, miednicy i nerek. Leczenie przyczyn i skutków miażdżycy jest skomplikowane i wielopłaszczyznowe, ponieważ sama miażdżyca jest chorobą wieloczynnikową. Obraz ekspresji genów mikroRNA jest uważany w przypadku miażdżycy za lepsze narzędzie diagnostyczne niż ekspresja genów, dlatego Twórcy wynalazku postanowili zbadać charakterystykę ekspresji mikroRNA, jako potencjalnego biomarkera diagnostycznego.

 

 

 

Pani Profesor, skąd pomysł pracy nad wynalazkiem? Czy jest to nowy wynalazek Pani Zespołu Badawczego, czy jest to kontynuacja rozpoczętych wcześniej prac badawczych?

 

Anna Bogucka-Kocka: Jest to kontynuacja prac badawczych, które rozpoczęliśmy we współpracy z Katedrą i Kliniką Chirurgii Naczyń i Angiologii UM w Lublinie i Zakładem Genetyki Klinicznej UM w Lublinie w 2015 roku. Od bardzo dawna interesuję się przewlekłą chorobą żylną i miażdżycą tętnic kończyn dolnych. Są to choroby o złożonej i do końca nie rozpoznanej etiopatogenezie, które charakteryzuje powszechność występowania i brak narzędzi, które umożliwiłyby ich wczesną diagnostykę. Fakt ten skutkuje brakiem możliwości wdrożenia odpowiedniego postępowania terapeutycznego na początkowym etapie choroby. Nasze pierwsze wspólne badania dotyczyły wpływu diosminy na poziom izoprostanów i zmiany ekspresji genów związanych z apoptozą i patologią śródbłonka we krwi pacjentów z przewlekłą niewydolnością żylną. Moim kolejnym pomysłem było poszukiwanie biomarkerów chorób układu żylnego i tętniczego. Otrzymane wyniki naszych badań uznałam za innowacyjne i posiadające potencjał komercjalizacyjny. Złożyliśmy wniosek do Urzędu Patentowego i w 2019 roku otrzymaliśmy na nasz wynalazek patent o nr Pat.234498.

 

Na czym polega istota wynalazku opracowanego w ramach prac przedwdrożeniowych projektu Inkubator Innowacyjności 4.0?

 

A. Bogucka-Kocka: Celem wykonanych prac przedwdrożeniowych było potwierdzenie wartości diagnostycznej opatentowanych biomarkerowych cząsteczek mikroRNA do wykrywania miażdżycy tętnic kończyn dolnych przy wykorzystaniu alternatywnej do sekwencjonowania nowej generacji metody badawczej, jaką jest real-time PCR.

 

Czy badania prowadzone były wyłącznie w warunkach laboratoryjnych, czy również na pacjentach?

 

A. Bogucka-Kocka: Badania prowadziliśmy z udziałem 40 pacjentów z chorobą tętnic kończyn dolnych i 40 zdrowych ochotników stanowiących grupę kontrolną od których pobierana była krew żylna. Dalsze etapy badań prowadzone były w laboratorium.

 

Dlaczego wczesne diagnozowanie miażdżycy jest ważne?

 

A. Bogucka-Kocka: Płytka miażdżycowa często zaczyna powstawać już w dzieciństwie i formuje się wraz z wiekiem. Do czynników ryzyka rozwoju płytki miażdżycowej zaliczamy min. utrzymujący się nieprawidłowy poziom poszczególnych frakcji cholesterolu, niezdrowe nawyki związane ze stylem życia i uwarunkowania genetyczne.  Zmniejszony przepływ krwi spowodowany obecnością płytki miażdżycowej może prowadzić do objawów, takich jak np. dławica piersiowa. Jeśli blaszka miażdżycowa pęknie, dochodzi do powstawania skrzepliny, która może całkowicie zablokować tętnicę. Blokada tętnicy spowodowana skrzepliną, zarówno całkowita, jak i niecałkowita, powoduje powikłania, w tym m.in. zawał serca, udar, otępienie naczyniowe, zaburzenia erekcji lub utratę kończyn. Miażdżyca jest chorobą, która może powodować niepełnosprawność i/lub śmierć pacjenta. Ponieważ miażdżyca przebiega przez wiele lat bez wyraźnych objawów klinicznych, diagnostyka, która opiera się głównie o metody obrazowe, określa stan, w którym choroba jest już zaawansowana. Dlatego tak ważne jest poszukiwanie nowych biomarkerów, nowych metod diagnostycznych umożliwiających na podstawie zmian molekularnych, takich jak np. zaburzona ekspresja mikroRNA, rozpoznanie choroby w jej początkowym stadium.

 

Przedmiotem wynalazku jest między innymi zastosowanie markerów miRNA do diagnozowania miażdżycy tętnic. Czy markery te mogą służyć również do predykcji miażdżycy?

 

A. Bogucka-Kocka: W patencie przedstawiliśmy wyniki analizy porównawczej - wykonanej z zastosowaniem zaawansowanych metod bioinformatycznych - pełnego mikroRNomu otrzymanego metodą sekwencjonowania nowej generacji NGS, dwóch badanych grup: I grupa – pacjenci, u których potwierdzono obecność blaszki miażdżycowej w tętnicach kończyn dolnych (bez cech niedokrwienia) i II grupa – kontrolna – u której wykluczono obecność blaszek miażdżycowych. Porównanie wyników sekwencjonowania mikroRNomu obu grup pozwoliło na wytypowanie 20 nowych (wcześniej nigdy nie wiązanych z miażdżycą) mikroRNA, których ekspresja w sposób znamiennie istotny statystycznie różnicuje grupę̨ osób z miażdżycą od grupy osób bez miażdżycy. Dlatego na tym etapie badań nie możemy potwierdzić, że są to również markery predykcyjne. Planujemy dalsze badania na większej grupie pacjentów które chcemy ukierunkować na wytypowanie markerów predykcyjnych pozwalających na wykrycie choroby przed pojawieniem się charakterystycznych objawów klinicznych.

 

Czy sądzi Pani, że diagnostyka oparta na markerach genetycznych będzie się w Polsce rozwijała? I czy może stanowić przyszłość terapii, tzw. medycyna spersonalizowana?

 

A. Bogucka-Kocka: Zdecydowanie tak! Od momentu poznania ludzkiego genomu, coraz więcej chorób współcześnie diagnozuje się właśnie głównie poprzez techniki genetyczne, w tym analizę czynników epigenetycznych tj. mikroRNA – sztandarowym przykładem mogą być choroby nowotworowe, w tym rak piersi. Heterogenność oraz mnogość podtypów raka piersi powoduje, że niezbędne jest znalezienie i wprowadzenie do praktyki klinicznej kolejnych markerów molekularnych umożliwiających wczesne wykrycie choroby oraz optymalizację i indywidualizację leczenia, między innymi poprzez ocenę ryzyka przerzutów. Opracowano grupę mikroRNA jako potencjalnych biomarkerów raka piersi, których zmiana ekspresji prowadzić może do rozwoju guza i towarzyszyć procesowi przerzutowania. Zmiany poziomu mikroRNA zostały wykryte również w rożnych chorobach neurodegeneracyjnych (np. choroba Huntingtona, Parkinsona czy Alzheimera) oraz zaburzeniach neurorozwojowych, takich jak schizofrenia czy autyzm. Zastosowanie nowych markerów mikroRNA w diagnostyce chorób ze spektrum autyzmu umożliwiłoby wykorzystanie ich w profilowaniu molekularnym choroby i doborze odpowiedniej terapii. Wszystkie wspomniane przeze mnie choroby to choroby o bardzo złożonej etiopatogenezie (tak jak miażdżyca), które poznajemy właśnie poprzez wprowadzanie nowych dotychczas nie stosowanych rozwiązań diagnostycznych, które powstają wraz z rozwojem takich dziedzin jak farmakogenomika, medycyna personalizowana, inżynieria genetyczna czy terapie genowe. W ciągu ostatniej dekady zwiększa się dostępność nowych narzędzi badawczych a wyniki naszych badań mogą stać się podstawą do stworzenia testu genetycznego i doskonale wpisują się we współczesne trendy nowoczesnej diagnostyki.

 

Czy tego typu rozwiązania są już obecne w gospodarce i w medycynie?

 

A. Bogucka-Kocka: Proponowany przez nas test opierający się na mikroRNA do diagnozowania miażdżycy tętnic kończyn dolnych według naszej wiedzy nie jest obecny na rynku. Jest to produkt innowacyjny o wysokim potencjale komercjalizacyjnym.

 

Czy w dotychczasowej pracy macie Państwo wdrożenia swoich wynalazków lub czy udało się Państwu pozyskać fundusze/ granty na rozwój wynalazków?

 

A. Bogucka-Kocka: Mam nadzieję, że w najbliższych dniach Centrum Transferu Wiedzy UM w Lublinie uda się sfinalizować sprzedaż dwóch naszych patentów które, powstały w wyniku realizacji projektu badawczego TANGO2. W ostatnich latach udało się nam pozyskać fundusze na badania przedwdrożeniowe w ramach projektu „Inkubator Innowacyjności 2.0” realizowanego przez konsorcjum Uniwersytetu Marii Curie - Skłodowskiej w Lublinie, Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II, Uniwersytetu Medycznego w Lublinie oraz KUL Creative Sp. z o.o. oraz projektu „Inkubator Innowacyjności 4.0” realizowanego przez konsorcjum Uniwersytetu Marii Curie - Skłodowskiej w Lublinie oraz Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.

 

Jakie są dalsze plany na rozwój tego innowacyjnego rozwiązania?

 

A. Bogucka-Kocka: Żeby dojść do celu czeka nas jeszcze bardzo dużo pracy. W celu dalszego rozwoju naszego rozwiązania konieczne jest po pierwsze nawiązanie współpracy z przedsiębiorcą, który będzie zainteresowany komercjalizacją wyników naszych badań i wprowadzeniem produktu na rynek. Po drugie konieczność wykonania badań walidacyjnych, badań pozwalających na określenie czy zmiany w ekspresji mikroRNA zaproponowanych przez nas jako biomarkery są predykcyjne, czy stanowią reakcję na rozwój choroby. I po trzecie wykonanie badań klinicznych zgodnie ze standardami i odpowiednio dobranym protokołem badań klinicznych.

 

Dziękuję za rozmowę!

 

Rozmawiała Agnieszka Komarzeniec
Broker Innowacji w projekcie Inkubator Innowacyjności 4.0.
Centrum Transferu Wiedzy Uniwersytetu Medycznego w Lublinie

 

 

PODSUMOWANIE

      Aby wejść z analizowanym wynalazkiem na rynek prawdopodobnie wymagane będzie zarejestrowanie go jako wyrób medyczny, a zwłaszcza uzyskanie odpowiedniego certyfikatu, zgodnie z nowymi przepisami dla wyrobów medycznych do diagnostyki in vitro (IVDR).

      Rejestracja analizowanego wynalazku powinna odbyć się zgodnie z najnowszą ustawą z dnia 7 kwietnia 2022 r. o wyrobach medycznych (Dz. U. z 2022 poz. 974) oraz Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2017/745 z dnia 5 kwietnia 2017 r. oraz Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2017/746 z dnia 5 kwietnia 2017 r. oraz w sprawie wyrobów medycznych do diagnostyki in vitro oraz uchylenia dyrektywy 98/79/WE i decyzji Komisji 2010/227/UE. Warto zaznaczyć, że część z tych przepisów w Polsce wejdzie w życie w 2023 roku. Warto zwrócić uwagę również na fakt, że te nowe jeszcze w polskich warunkach przepisy wprowadzają szereg nowych regulacji dla wyrobów do diagnostyki in vitro począwszy od wymogów dotyczących jednostek notyfikowanych, nowych reguł nadzoru, nowej klasyfikacji wyrobów oraz doprecyzowania obowiązków przedsiębiorców, a także ściślejszych wymogów dotyczących dowodów klinicznych i oceny zgodności.

 

 

Firmy zainteresowane współpracą zapraszamy do kontaktu:
e-mail.: transfer.wiedzy@umlub.pl, tel. 81 448 51 63.

 

 

CTW

Centrum Transferu Wiedzy

Uniwersytetu Medycznego w Lublinie

Lublin 20-079, ul. Dolna 3 Maja 3

(budynek Graden, parter)

 

tel.: +48 81 448 5160

e-mail: transfer.wiedzy@umlub.pl

 
Dyrektor Centrum Transferu Wiedzy 

Agnieszka Komarzeniec

tel.: +48 81 448 5160

e-mail: agnieszka.komarzeniec@umlub.pl

 

 

Biuro Prorektora ds. Współpracy
z Otoczeniem Społeczno-Gospodarczym

 

Prorektor ds. Współpracy z Otoczeniem Społeczno-Gospodarczym

prof. dr hab. n. med. Jarosław Dudka

 

kontakt: Renata Horbaczewska
tel.: +48 81 448 5160
e-mail: prorektor.wspolpraca@umlub.pl

 

Social Media

 

ikona facebook  ikonka linked in

Centrum Transferu Wiedzy Uniwersytetu Medycznego w Lublinie