Peptydy to dynamicznie rozwijająca się klasa leków o wartości rynkowej przekraczającej obecnie 45 mld dol. – a prognozy mówią o wzroście do ponad 80 mld w 2034 r. Ich potencjał jest ogromny – od terapii cukrzycy po nowoczesne szczepionki – jednak droga od pomysłu do masowej produkcji jest wyboista. Najczęściej stosowana dziś synteza chemiczna jest kosztowna, skomplikowana i mało przyjazna środowisku.
Czytaj też: Farmaceutyczna snajperka, czyli nadchodzą leki aktywowane ultradźwiękami
Bioprodukcja, czyli wytwarzanie leków w komórkach mikroorganizmów, kusi niższymi kosztami i mniejszym śladem węglowym, ale w praktyce ograniczają ją problemy z niestabilnością peptydów. Te delikatne cząsteczki łatwo ulegają degradacji przez enzymy i mogą być toksyczne dla samych komórek, które mają je produkować.
Ochronny kontener białkowy leków przyszłości
Przełom przyniósł zespół kierowany przez dr. hab. Yusuke Azumę z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ. Badacze zaprojektowali białkowy „kontener” – swoistą nanokapsułę – w której peptydy powstają wewnątrz komórek bakteryjnych. To inteligentne opakowanie zabezpiecza wrażliwe cząsteczki przed degradacją i działaniem proteaz, a jednocześnie neutralizuje ich toksyczny wpływ na komórki gospodarza. Gdy proces syntezy dobiegnie końca, kontener można otworzyć w ściśle kontrolowanych warunkach, by precyzyjnie odzyskać gotowy produkt.
Czytaj też: Nowa droga do wnętrza komórki. Leki, które miały być za duże, wracają do łask
Dzięki tej metodzie udało się wytworzyć sześć różnych peptydów o potencjale terapeutycznym, w tym liksysenatyd – lek stosowany w leczeniu cukrzycy typu 2. Analizy potwierdziły, że biologiczna aktywność peptydu powstałego w białkowym kontenerze jest identyczna z wersją uzyskiwaną tradycyjnie w syntezie chemicznej.
Dr Agnieszka Gawin-Grębla mówi:
To ekscytujące osiągnięcie, ponieważ pozwala rozwiązać problem, który od dziesięcioleci stanowił wyzwanie dla branży biofarmaceutycznej.
Dla farmacji to coś więcej niż tylko nowa metoda. Technologia z UJ może w przyszłości obniżyć koszty leków peptydowych, uczynić ich produkcję bardziej zrównoważoną i ograniczyć zużycie energii oraz chemikaliów. System ma jeszcze większy potencjał do wytwarzania innych cennych biomolekuł, które dotychczas były trudne do wyprodukowania.
Eksperci podkreślają, że takie innowacje są kluczowe w obliczu rosnącego zapotrzebowania na leki biologiczne. W czasach, gdy przemysł farmaceutyczny szuka bardziej ekologicznych i opłacalnych rozwiązań, białkowy kontener z Krakowa może stać się wzorem nowej generacji bioprodukcji.
Badania opublikowane w Journal of Materials Chemistry B zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki, Europejską Organizację Biologii Molekularnej oraz program „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza” Uniwersytetu Jagiellońskiego. Przed zespołem kolejne wyzwania: testy w warunkach przemysłowych i dopracowanie procesu tak, aby mógł być stosowany w dużych bioreaktorach oraz spełniał rygorystyczne wymogi rejestracji leków.
