Biotechnologia na UPWr i kannabinoidy – co je łączy?

• Sylwia Ciałek kannabinoidami zainteresowała się już w czasie studiów
• – Zawsze chciałam robić coś, co ma wymiar praktyczny i jest dla ludzi – mówi absolwentka biotechnologii na UPWr
• Dr Radosław Gniłka z UPWr związany był nie tylko jako student, ale też pracownik naukowy
• Co łączy, a co różni naukę i biznes?
• Kannabinoidy – THC czy CBD

Healthcann to biotechnologiczna firma działająca we Wrocławiu, z siedzibą we Wrocławskim Parku Technologicznym. Obecnie realizuje cztery zaawansowane technologicznie projekty o wartości 5,3 mln złotych, które mają dostarczyć technologie zwiększające szybkość działania i efektywność kannabinoidów oraz umożliwić tworzenie nowych, niedostępnych na rynku postaci końcowych produktów zawierających te związki. Technologie już opracowane mogą się pochwalić międzynarodowymi zgłoszeniami patentowymi, jak ma to miejsce dla technologiii AdvanDrop®, pozwalającej dostarczać kannabinoidy doustnie. Ta technologia rozwiązuje problem niskiej rozpuszczalności kannabinoidów w roztworach wodnych, a przez to ich niskiej przyswajalności i krótkotrwałego utrzymywania pożądanego stężenia kannabinoidów w organizmie. Wśród pracowników Healthcann są absolwenci biotechnologii na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu.

Kannabinoidy i drożdże

Sylwia Ciałek kannabinoidami zajęła się już w pracy inżynierskiej z biotechnologii – u dr. Adama Dobrowolskiego z Instytutu Biologii Środowiskowej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Praca dotyczyła możliwości wytworzenia CBD w komórkach drożdżowych, a dr Dobrowolski zajmuje się inżynierią metabolizmu – w której, mówiąc obrazowo, programujemy komórkę, a więc zmieniamy jej DNA w taki sposób, żeby tworzyła związki, których pożądamy. Kiedy przyszedł czas wyboru tematu pracy, dr Dobrowolski powiedział, że mogę wybrać do niej jakąś ciekawą dla mnie substancję. Stwierdziłam, że spróbuję z CBD.

Absolwentka biotechnologii na UPWr przyznaje, że kierunek studiów wybrała – jak to często bywa – przypadkiem. Serce ciągnęło ją w kierunku chemii, choć przychodząc na uczelnię nie kryła, że nie znosi chemii organicznej.

– Po prostu jej nie rozumiałam i dopiero studia dały mi możliwość wejścia w ten świat. W ogóle bardzo poszerzyły mi horyzonty, tym bardziej, że przedmioty, których się uczyłam były na bardzo wysokim poziomie – opowiada Sylwia Ciałek, dodając, że to dzięki studiom na UPWr wyjechała w ramach Erasmusa do Izraela, gdzie na Ort Bradue College, na który trafiła, gorącym naukowym tematem były właśnie kannabinoidy. – Atutem moich studiów były też studenckie koła naukowe. SKN Kuchni Molekularnej i Org-Chem dały mi możliwość nie tylko poznania ciekawych ludzi, ale też wejścia w świat pracy naukowej poprzez udział w projektach badawczych – mówi Sylwia.

Uczyła się m.in. u profesora Czesława Wawrzeńczyka. Bez problemu zdała u niego egzamin, choć wszyscy przekonywali, że kosi jak mało kto. Dzisiaj mówi, że dzięki studiom na biotechnologii udało jej zrozumieć wiele zasad, które panują w przyrodzie i zainteresowała się biologią molekularną. Jej praca inżynierska miała charakter teoretyczny. Studia magisterskie ukończyła w 2020 roku – pracę ponownie pisała u dr. Dobrowolskiego, ale przekształciła model zastosowany w pracy inżynierskiej na poziom laboratoryjny i zmieniła docelową cząsteczkę. Do komórek drożdżowych wprowadzane były geny kodujące takie enzymy, które pozwoliłyby utworzyć wanilinę z kwasu ferulowego. Zgodnie z przyjętym planem chodziło o to, by przekształcać odpady produktów rolniczych w związek, który jest dodatkiem smakowym.

– To byłby syntetyk, ale w duchu zero waste, a więc wykorzystując odpady robimy z nich coś pożytecznego i tym samym wchodzimy w bezpieczne dla środowiska procesy biochemiczne – tłumaczy Sylwia, dla której najważniejsze w pracy jest to, czy efekt jej działań ma konkretne zastosowanie, ponadto nie mówimy tutaj o ciężkiej chemii, taka metoda miałaby zatem dużo profitów.

Zrobić coś dla ludzi

Do Healthcann trafiła, bo znalazła ogłoszenie. Poszukiwali biotechnologów. Rok temu złożyła aplikację i dzisiaj opracowuje nowe formy podaży kannabidoiów.

– Transformujemy je do postaci nanocząstek, dzięki czemu biodostępność tych związków znacznie się zwiększa. To bardzo wyróżnia nasz produkt na rynku, bo tradycyjne olejki CBD wypadają w tym kontekście bardzo słabo – podkreśla Sylwia Ciałek i dodaje, że badania nad kannabidoidami prowadzone są co najmniej 50 lat, a w nauce trwa renesans tych związków. A dzięki temu, że CBD jest bezpieczny, bo nie ma działania psychoaktywnego, upatruje się w tym związku wiele nadziei w leczeniu psychiatrycznym, depresji itd.

– Lubię robić rzeczy, które mogą komuś służyć, pomóc, a więc są po prostu praktyczne w zastosowaniu. To mój cel. Lubię pracę na pograniczu różnych dziedzin naukowych, a połączenie znajomości chemii i technik biologii molekularnej uważam za świetną drogę w kierunku tworzenia nowoczesnych technologii leków i suplementów diety – mówi Sylwia i z uśmiechem dodaje, że to co robi w laboratorium, to nic innego jak manipulowanie naszym metabolizmem w taki sposób, by przyjmowane suplementy po prostu działały.

– W naszej dziedzinie większość eksperymentów najczęściej nie wychodzi. I to jest największe wyzwanie, bo nie jesteśmy w stanie przewidzieć wyników, choć mamy narzędzia. W przypadku biologii molekularnej, bioinformatyka mnóstwo danych odnośnie DNA czy RNA zbiera, przetwarza i analizuje. Są gotowe zestawy do modyfikacji genetycznej mikroorganizmów. Wydaje się, że wszystko jest wyspecjalizowane, zwalidowane i jedyne, co trzeba zrobić, to zaprojektować sekwencję, wstawić w genom i już. Ale to tak nie działa, bo żywy organizm jest nieprzewidywalny. I to naprawdę jest fascynujące – mówi Sylwia Ciałek.

Od nauki do biznesu

Absolwentem biotechnologii na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu, ale też przez kilka lat pracownikiem naukowym Katedry Chemii Żywności i Biokatalizy jest dr Radosław Gniłka, dyrektor działu badań i rozwoju R&D Healthcann. Ma ponad 4-letnie doświadczenie w branży suplementów diety, żywności funkcjonalnej. Jako koordynator Laboratorium Kontroli Jakości w firmie Oleofarm odpowiedzialny był za utrzymanie najwyższej jakości produkowanych wyrobów (zna świetnie zagadnienia związane z europejskim prawem żywnościowym). Uczestniczył we wdrażaniu kilkunastu produktów żywnościowych na rynek polski i zagraniczny. W  ŁUKASIEWICZ-PORT uczestniczył w rozwoju i komercjalizacji technologii otrzymywania zielonych rozpuszczalników, w Centrum Inżynierii Materiałowej brał udział w badaniach podstawowych nad heterometalicznymi klastrami, a jako menadżer Laboratorium Analiz Chemicznych i Spektroskopowych w kontaktach z biznesem reprezentował stronę naukową.

– W Katedrze Chemii Żywności i Biokatalizy, dawnej Katedrze Chemii, Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu spędziłem osiem lat. Realizowałem tam pracę magisterską, potem doktorską, przez chwilę jeszcze pracowałem jako asystent profesora Wawrzeńczyka – opowiada dr Radosław Gniłka i przyznaje, że brał pod uwagę studia biotechnologiczne, ale pierwszym wyborem była medycyna.

– Z jednej strony zaplanowałem wariant B, ale z drugiej wcale do tej medycyny nie byłem tak do końca przekonany. Ostatecznie wybór okazał się dobry, bo z ogromną perspektywą rozwoju. I zarówno studia, jak i praca na uczelni wiele mi dały – przyznaje dyrektor działu badań i rozwoju R&D Healthcann.

To wiele to chociażby możliwość pracy naukowej, a więc robienie badań, które wcale nie muszą zakończyć się patentem i wdrożeniem, ale które jednak poszerzają naszą wiedzę. To odkrycie, że profesorowi można powiedzieć, że się myli, bo w danym obszarze po prostu nie ma wiedzy. I ten profesor się nie obraża, bo wie, że w nauce nie ma ludzi, którzy wiedzą wszystko.

Nie tylko absynt i tujon

W swojej pracy magisterskiej a potem doktoracie dr Radosław Gniłka zajmował się biotransformacjami – przekształceniami mikrobiologicznymi, jak i chemicznymi. Zajął się tujonem izolowanym z jednej z odmian tui, który był obecny w absyncie nazywanym przez paryską bohemę końca XIX wieku zieloną wróżką.

– Tujon uznawany był za substancję, która wywoływała stany psychoaktywne przypisywane piciu absyntu. Przyznam jednak, że przelałem niemal „litrowe” ilości tego tujonu, wdychałem go i nigdy takich stanów nie miałem – opowiada dr Gniłka, dodając, że już pod koniec jego doktoratu powstało wiele prac, w których opisano działanie przeciwnowotworowe tujonu, który aktywuje limfocyty typu B, wspiera układ odpornościowy. I nie ma właściwości psychoaktywnych. Jak więc tłumaczyć opowieści sprzed ponad wieku?

– Absynt w tamtym czasie był źle destylowany, zawierał dużo zanieczyszczeń m.in siarki, metanolu i 70-proc. etanolu, jednej z najsilniej uzależniających substancji, do dzisiaj zresztą legalnej. W środowisku ówczesnej bohemy codziennie wybijała zielona godzina, kiedy ci artyści po prostu pili alkohol. Jeśli dodamy do tego wdychane przez malarzy rozpuszczalniki z używanych przez nich farb, lakierów, jest oczywiste, że odurzali się dodatkowo rozpuszczalnikami organicznymi – tłumaczy dyrektor działu badań i rozwoju R&D Healthcann, który uczelnię w pewnym momencie jednak zostawił. Kontynuowanie pracy naukowej wiązało się z dwuletnim stażem zagranicznym. O krótszym okresie nawet nie myślał, a jednocześnie zakładał wtedy rodzinę.

– I zadałem sobie pytanie, gdzie się chcę znaleźć za pięć lat. Założyłem, że do 50. roku życia chcę sprawdzić się w różnych obszarach, poznać różne sposoby pracy. I tak z uczelni poszedłem do przemysłu. Żeby zdobyć doświadczenie – mówi Radosław Gniłka, który przyznaje, że przez rok w nowym miejscu nie było łatwo i musiał się nauczyć nowych kompetencji.

Dzisiaj więc może powiedzieć, że przemysł rozumie naukę, ale nie rozumie podejścia akademickiego – punktem granicznym jest zderzenie z praktycznością. Bo przemysł jest światem realnym, gdzie obowiązują ścisłe ramy prawne, wymagania, rozliczenia.

– Przemysł jest bardzo mocno rozliczany i nie może sobie pozwolić na wpadkę, bo kara za niedopełnienie norm czy badań sięga 2 procent od przychodu. Każde potknięcie oznacza konsekwencje finansowe, które realnie wpływają na funkcjonowanie danej spółki. Dlatego ta odpowiedzialność za podejmowane decyzje jest większa, ba, powiedziałbym nawet, że ogromna – nie kryje dr Gniłka, dodając, że poważnym obciążeniem jest zawsze decyzja o zwolnieniu produktu, a więc skierowaniu go z etapu produkcji, po badaniach, analizie ryzyka, do sprzedaży.  

Dzisiaj na pytanie, co dały mu studia na biotechnologii na UPWr i praca na tej uczelni, mówi, że przede wszystkim miał szczęście, bo trafił do świetnej katedry.

– Tworzyliśmy tam rodzinę, a jednocześnie nauczyłem się tego, jak czerpać wiedzę naukową, przetwarzać ją, być wyczulonym na szczegóły. Bo nie wystarczy mieć wiedzę ogólną, żeby być ekspertem. Trzeba wejść głębiej, w detale. Z jednej strony widzieć całość, jak z lotu ptaka, ale z drugiej dostrzegać istotne szczegóły, które tę całość budują. Tego nauczyła mnie nauka – podkreśla dr Radosław Gniłka, dodając, że dzięki nauce zrozumiał też, że autorytety są ważne, ale te prawdziwe nie boją się powiedzieć, że czegoś nie wiedzą, bo muszą to poznać, by móc cokolwiek ocenić.

CBD – na sen, apetyt i nerwy

Kannabinoidy to grupa substancji chemicznych – ich nazwa wywodzi się od roślin, z których pierwotnie zostały wyizolowane, czyli konopi – cannabis. Są dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych (tłuszczach i alkoholach), nie rozpuszczają się natomiast w wodzie. Znanych jest ponad 110 substancji zaliczanych do grona kannabinoidów. Najbardziej przebadane to psychopaktywny tetrahydrokannabinol – THC oraz jego izomer kannabidiol – CBD. Ten drugi oddziałuje z naszym wewnętrznym systemem kanabinoidowym, którego receptory znajdują się głównie w mózgu i regulują nasz sen, apetyt, percepcję bólu czy działanie systemu odpornościowego. Z tego powodu główne badania nad działaniem CBD prowadzi się w kontekście schorzeń układu nerwowego. W 2018 roku zatwierdzono pierwszy lek opierający się na CBD – dla chorych na padaczkę. Suplementacja olejku z CBD może pozytywnie wpłynąć na osoby borykające się z depresją, atakami paniki, nerwicami, artretyzmem czy problemami ze snem. Działa także na kondycję skóry i pomaga w walce z trądzikiem. Badania in vitro wykazują, że ma potencjał działania neuroprotekcyjnego, przeciwnowotworowego, przeciwcukrzycowego czy ochronnego w stosunku do układu krwionośnego. CBD może być też pomocny w terapii uzależnień, boreliozy, czy endometriozy. 

kbk

• 

  Czy po kierunkach biologicznych jest praca? Tak, i to jaka!

  Otaczający nas świat jest złożonym i wrażliwym ekosystemem, który wciąż kryje w sobie wiele tajemnic. Wybierając kierunek studiów taki jak biologia, biologia człowieka czy biotechnologia można zagłębić się w jego struktury i poznać jego działanie.

• 

  70 lat Katedry Chemii Żywności i Biokatalizy

  Były podziękowania pełne wzruszeń, ale też przypomnienie historii polskiej nauki tworzonej przez wybitne postaci związane z Katedrą Chemii Żywności i Biokatalizy – tak świętowano 70-lecie istnienia jednostki, która od początku była jednym z naukowych filarów Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.