autoreferat Emilia Orzechowska

Mgr inż. Emilia Orzechowska
Zakład Biologii Molekularnej, Instytut Biochemii,
Wydział Biologii UW
Autoreferat rozprawy doktorskiej:
Białko BID z kasetą TAT, jako czynnik uwrażliwiający komórki nowotworowe na leki
przeciwnowotworowe
Promotor:
Prof. dr hab. Krzysztof Staroń
Promotor pomocniczy:
dr Joanna Trzcińska-Danielewicz
Recenzenci:
Prof. dr hab. Janusz Siedlecki
Centrum Onkologii - Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie
Prof. dr hab. inż. Andrzej Składanowski
Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny
Katedra Technologii Leków i Biochemii
Jedną z głównych przyczyn zgonów, zarówno w Polsce jak i na świecie, są nowotwory
złośliwe. Problemem jest nie tylko stosunkowo wysoka zapadalność na choroby nowotworowe, ale
także trudności terapeutyczne, wynikające m.in. z często obserwowanej oporności komórek
nowotworowych na dostępne metody leczenia, w tym na leki przeciwnowotworowe. Komórki
nowotworowe wykazują oporność na wiele leków cytostatycznych, zwykle na skutek silnej supresji
apoptozy. Powszechnym źródłem supresji apoptozy jest spadek tzw. „funkcjonalnego poziomu”
białek apoptotycznych, tzn. obniżenie efektywnego stężenia tych białek poniżej krytycznego
minimum, niezbędnego dla uruchomienia apoptozy. Głównymi przyczynami takiego spadku są:
(i) obniżenie ekspresji białek apoptotycznych; (ii) zwiększenie poziomu białkowych inhibitorów
apoptozy, które dezaktywują białka apoptotyczne, oraz (iii) fosforylacja białek apoptotycznych,
która uniemożliwia przekazywanie sygnału i ostatecznie zapobiega apoptozie w komórkach
nowotworowych.
Celem prezentowanej rozprawy doktorskiej było znalezienie sposobu zniesienia supresji
apoptozy w komórkach nowotworowych i uwrażliwienie ich na działanie znanych leków
przeciwnowotworowych. Uzyskane wyniki koncentrują się wokół dwóch głównych nurtów badań.
W pierwszym podejściu wykazano, że przeciwdziałanie supresji apoptozy poprzez stosowanie
inhibitorów kinazy białkowej CK2, podejrzewanej o dezaktywującą fosforylację białek
apoptotycznych, obarczone jest ryzykiem. Jest to konsekwencją plejotropowych skutków
wyeliminowania aktywności kinazy CK2 w komórkach nowotworowych. Co więcej, efekt działania
inhibitora ściśle zależy od sekwencji jego podania w kombinacji z lekami przeciwnowotworowymi.
Drugie
podejście
polegało
na
wprowadzeniu
do
wnętrza
komórek
nowotworowych
rekombinowanego białka BID w fuzji z peptydem penetrującym komórki TAT, umożliwiającym
swobodne przenikanie białka przez błonę komórkową (fuzyjne białko TAT-BID). Podejście to
pozwoliło na dokonanie następujących obserwacji:
1. Białko TAT-BID wnika do komórek w sposób zależny od stężenia, czasu inkubacji oraz typu
komórek nowotworowych, co pozwala na dostarczanie komórkom jego kontrolowanych
ilości.
2. Białko TAT-BID samo nie indukuje apoptozy w komórkach nowotworowych i
charakteryzuje się bardzo niską cytotoksycznością.
3. Białko TAT-BID uczula pewne linie komórek nowotworowych na działanie znanych leków
przeciwnowotworowych, nawet jeśli wyjściowo były one na nie oporne, tym samym
umożliwia obniżenie dawek stosowanych leków.
4. Dla niektórych linii komórkowych (PC3) i pewnych leków (doksorubicyna) ilość
funkcjonalnego białka BID w komórce jest krytyczna dla indukcji apoptozy.
5. Dostarczone białko TAT-BID jest zaangażowane w komórkach PC3 w ścieżkę
mitochondrialną szlaku indukcji apoptozy.
6. Fosforylacja białka BID przez kinazę CK2 nie jest mechanizmem odpowiedzialnym za
wywołanie supresji apoptozy w komórkach badanych linii.
Niniejsza praca doktorska posiada zarówno znaczenie podstawowe, jak i aplikacyjne.
Z jednej strony umożliwia weryfikację mechanizmu apoptozy w niektórych komórkach
nowotworowych (PC3). Z drugiej zaś pokazuje zdolność białka TAT-BID do uczulania niektórych
linii komórek nowotworowych na leki przeciwnowotworowe, co stwarza potencjalną możliwość
terapeutycznego wykorzystania tego białka, np. w stosunku do nowotworów, z których
wyprowadzono komórki linii PC3, A549 i HeLa.
W trakcie wykonywania prezentowanego projektu doktorskiego uzyskałam finansowanie ze
środków Uniwersytetu Warszawskiego w postaci 3 grantów BW, którymi kierowałam (BW 501/861000030, BW 501/86-102341, DSM 501-86-104913). Otrzymałam także środki pochodzące z
Projektu „Doktoraty dla Mazowsza II”. Wyniki stanowiące niniejszą rozprawę doktorską zostały
opublikowane jako 3 oryginalne prace naukowe w czasopismach z listy filadelfijskiej (jedna praca w
BMC Cancer, dwie prace w Oncology Reports), a także były prezentowane na 4 zjazdach
międzynarodowych. Wyniki te wchodzą także w skład dwóch zgłoszeń patentowych (polskiego nr
P.406626 i międzynarodowego nr PCT/IB2014/067117). Prezentowane jako wynalazek, wyniki
zostały nagrodzone srebrnym medalem na międzynarodowych targach wynalazków „IdeasInventions-New Products” iENA 2014 w Norymberdze.