Tytuł studenta-wynalazcy ponownie na UPWr

Ewa Kozłowska wraz z zespołem została laureatką konkursu „Student-wynalazca” za cykl 26 wynalazków dotyczących uzyskiwania związków steroidowych o wysokim potencjale terapeutycznym. Wynalazki to duża część dorobku publikacyjnego i patentowego z czterech lat doktoratu podopiecznej prof. Tomasza Janeczko z Katedry Chemii UPWr, ale w skład zwycięskiego zespołu wchodzi aż ośmioro studentów i doktorantów UPWr oraz ich promotorzy. 

– Jakub Grzeszczuk, doktorant prof. Elżbiety Pląskowskiej z Katedry Ochrony Roślin, bada grzyby strzępkowe w jaskiniach na Dolnym Śląsku. Większość grzybów, które wykorzystuję, to entomopatogenne grzyby strzępkowe, czyli takie, których zarodnik spada na owada, kiełkując przebija się przez chitynowy pancerz, w środku zaczyna się rozwijać i stopniowo zabija owada. Dopiero kiedy owad jest martwy, grzyb zaczyna rozwijać się na zewnątrz, tworząc często zdumiewające formy. Jakub znajduje porażone owady i z nich izoluje grzyby – wyjaśnia Ewa Kozłowska.

– Monika Urbaniak z PAN w Poznaniu, doktorantka prof. Łukasza Stępnia, oznacza kod genetyczny wszystkich szczepów grzybów, a w badaniach nad konkretnymi związkami już u nas w katedrze pomagają mi Monika Dymarska (świeżo upieczona doktor pod opieką naukową prof. Edyty Kostrzewy-Susłow) i studenci z koła naukowego „OrgChem”: Iga Franczak, Natalia Hoc, Patryk Kownacki, Agata Matera i Jordan Sycz.

Niektóre gatunki ze szczepów grzybów, które zespół wykorzystuje, są już dobrze opisane jako biokatalizatory, inne zespół zastosował jako pierwszy na świecie. Wszystkie szczepy wytwarzają dużą liczbę enzymów o wysokiej aktywności, które współdziałając przeprowadzają kaskadowe transformacje hormonów steroidowych. Ewa Kozłowska pracuje nad transformacjami DHEA – prehormonu, który jest w ludzkim organizmie przekształcany w męskie i żeńskie hormony płciowe. Związek ten ma duży wpływ na witalność, kondycję fizyczną i psychiczną człowieka. Doktorantka uzyskuje też pochodne progesteronu i estronu – żeńskich hormonów płciowych. Powstające związki steroidowe są obecnie drugą po antybiotykach najczęściej stosowaną przez pacjentów grupą leków. Pozyskiwanie ich na drodze biotransformacji zwiększa wydajność produkcji i zmniejsza jej koszty w porównaniu z tradycyjną syntezą chemiczną. W konsekwencji może to przełożyć się również na niższą cenę leków w aptekach. Biotransformacje nie wymagają też udziału toksycznych reagentów, nie stanowią więc zagrożenia dla środowiska.

– Część z tych związków była już wcześniej znana, ale my znaleźliśmy sposób na ich efektywniejsze pozyskiwanie. Do tego uzyskane przez nas związki mają wyższą aktywność biologiczną, co znaczy, że działają silniej, bardziej ukierunkowanie i mają mniej efektów ubocznych – mówi doktorantka, która w kwietniu będzie reprezentowała Polskę na 47. Międzynarodowej Wystawie Wynalazków w Genewie.

Niektóre z uzyskanych związków mają działanie przeciwzapalne, poprawiające pamięć i odporność. Mogą być wykorzystane w leczeniu chorób autoimmunologicznych, o podłożu alergicznym, u osób po przeszczepach organów. Inne mogę poprawiać funkcje poznawcze u osób starszych, po wylewach czy udarach, z chorobą Alzheimera, a także wspomagać leczenie spektrum zaburzeń autystycznych. Pochodne progesteronu mogą być pomocne w leczeniu niepłodności i problemów z utrzymaniem ciąży. Z kolei pochodne estronu mogą być składnikami nowoczesnych środków antykoncepcyjnych, a uzyskane laktony pomagać w leczeniu hormonozależnych nowotworów, w tym piersi i prostaty. 

– Na co dzień nie zdajemy sobie sprawy, jak gospodarka hormonalna cały czas nami steruje. I to już od życia płodowego, np. niedobór testosteronu może powodować niewykształcenie się męskich organów płciowych. Poziom DHEA, związku którym zajmuje się Ewa, wpływa na nasze podejście do życia, a stany depresyjne mogą być związane z jego niedoborem. W klinikach endokrynologicznych na podstawie biochemii organizmu suplementuje się odpowiednie grupy steroidów, co ma zapewniać poczucie młodości. Bo chcemy już nie tylko wyglądać młodo, ale i młodo się czuć – opowiada prof. Tomasz Janeczko. – Powstają też preparaty na bazie pochodnych DHEA wpływające na wzrost masy mięśniowej i jednoczesne zmniejszenie tkanki tłuszczowej, które w odróżnieniu od tradycyjnych anabolików nie mają aktywności androgennej, czyli po ich odstawieniu nie pojawia się na przykład ginekomastia. Mogą być zatem wykorzystane w leczeniu wielu schorzeń związanych z niedoborem tkanki mięśniowej, a także w niwelowaniu schorzeń spowodowanych niedoborem androgenów w okresie dojrzewania.

– Na świecie jest kilkanaście ośrodków, które od lat zajmują się przekształceniami związków steroidowych, więc wydawałoby się, że niemal niemożliwe jest znalezienie w tej dziedzinie jeszcze czegoś nowego. A jednak Ewie udało się odkryć nie tylko nowy sposób pozyskiwania, ale też kilka nowych związków steroidowych – podsumowuje profesor.

Joanna Kozłowska, do niedawna doktorantka, a obecnie asystentka w Katedry Chemii i zeszłoroczna laureatka konkursu, tym razem zdobyła wyróżnienie za cykl 8 wynalazków dotyczących otrzymywania nowych pochodnych flawonoidów, czyli związków organicznych naturalnie występujących w roślinach, oraz zastosowania flawonoidów jako inhibitorów ureazy (czyli blokujących enzym rozkładający naturalnie występujący w ludzkim organizmie mocznik – powstający w wyniku tej reakcji amoniak może przyczynić się do infekcji bakteryjnych i powstawania kamieni w drogach moczowych). Współautorką wynalazku jest Ewa Grela z Politechniki Wrocławskiej.

– Pierwsze dwa wynalazki dotyczą biotransformacji, do których wykorzystuję bakterie. Uzyskałam nieznane wcześniej związki, które mogą mieć zastosowanie w przemyśle spożywczym, jako alternatywne środki słodzące, i medycznym – jako substancje przeciwdrobnoustrojowe. Kolejnych 6 wynalazków dotyczy zastosowania m.in. flawonoidu występującego w chmielu jako substancji bakteriobójczej, zapobiegającej chorobom układu moczowego i trawiennego. Z powodzeniem można by wykorzystać je w suplementach diety naturalnego pochodzenia – wyjaśnia Joanna Kozłowska.

mj