¾«¶«Ó°ÊÓ

Polimeraza DNA theta w leczeniu nowotworów: co mówią badania naukowe

Rozmawiamy z dr inż. Gabrielą Barszczewską-Pietraszek z Katedry Genetyki Molekularnej Instytutu Biochemii na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska U�, autorką rozprawy doktorskiej pt. „Polimeraza DNA theta jako nowy cel w spersonalizowanej terapii przeciwnowotworowej, na przykładzie nowotworów mózgu i skóry�. Mgr inż. Gabriela Barszczewska-Pietraszek obroniła ją w 2024 roku. Badania miały na celu poznanie znaczenia polimerazy DNA theta jako głównego celu terapeutycznego oraz ocena zastosowania jej inhibitorów jako potencjalnych leków przeciwnowotworowych. Zostały sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu OPUS 19, którego kierownikiem był prof. dr hab. Tomasz Śliwiński.

Opublikowano: 17 kwietnia 2025

Co skłoniło panią do zajęcia się akurat tym tematem?
W trakcie studiów doktoranckich zaproponowano mi udział w grancie badawczym OPUS 19. Temat wydał mi się wyjątkowo ciekawy ze względu na aspekt aplikacyjny. Jednocześnie, pod względem badawczym, jest to stosunkowo nowy temat również na świecie, stąd także chęć do realizacji tych badań. Sam projekt badawczy był bardzo szeroki, więc wiedziałam, że jest to dla mnie duża możliwość rozwoju.


Czym jest polimeraza DNA theta?
W organizmie ludzkim, w każdej komórce występują białka, które są odpowiedzialne za podstawowe funkcje pozwalające nam przeżyć. Polimeraza DNA theta jest jednym z takich białek. Dokładnie jest to enzym, który odpowiada za syntezę DNA podczas jego naprawy. Ogólnie polimerazy DNA to szeroka grupa białek, a dokładnie enzymów umożliwiających syntezę DNA w trakcie jego naprawy oraz replikacji. Replikacji, czyli podstawowego procesu, który pozwala na powielenie DNA, aby następnie podczas podziału komórki mógł zajść podział tego materiału genetycznego na komórki potomne. Gdyby nie zdolność naprawy DNA to prawdopodobnie jego uszkodzeń byłoby na tyle dużo, że komórka by umierała. Naukowcy odkryli, że polimeraza DNA theta jest przede wszystkim zaangażowana w proces naprawy dwuniciowych pęknięć DNA, biorący nazwę od tego białka czyli łączenie końców zależne od polimerazy theta (z ang. polymerase theta-mediated end joining).

 Schemat procesu, w który zaangażowana jest polimeraza thetaSchemat procesu, w który zaangażowana jest polimeraza DNA theta

I do jakich wniosków doszliście?
SÄ… to badania wstÄ™pne. Aby faktycznie bezpoÅ›rednio przeÅ‚ożyÅ‚y siÄ™ na terapiÄ™ przeciwnowotworowÄ… musiaÅ‚oby nastÄ…pić jeszcze bardzo dużo procesów. Badania przeprowadzone byÅ‚y w głównej mierze na komórkach nowotworowych, czyli in vitro. PowinniÅ›my nastÄ™pnie rozszerzyć badania in vivo, czyli na zwierzÄ™tach, a później przeprowadzić badania kliniczne, już na pacjentach i osobach zdrowych. Jednak już teraz z moich badaÅ„ można wywnioskować, że kombinacje leków, których użyÅ‚am, czyli inhibitory polimerazy DNA theta, wraz z inhibitorami innych biaÅ‚ek zaangażowanych w naprawÄ™ DNA, czyli polimerazy ADP-rybozy (w skrócie PARP) lub RAD52, prowadzÄ… do Å›mierci komórek nowotworowych. W Å›wiecie naukowym PARP to szeroko badana grupa biaÅ‚ek i już funkcjonuje w terapiach przeciwnowotworowych, szczególnie jajnika i piersi. Główny mankament tego leczenia jest taki, że komórki nowotworowe uodparniajÄ… siÄ™ na te inhibitory, stÄ…d też tak duże zainteresowanie inhibitorami polimerazy DNA theta – może być ona drugim celem terapeutycznym, który pomoże w walce z opornoÅ›ciÄ… na inhibitory PARP. W swoich badaniach używaÅ‚am kombinacji tych leków wraz z chemioterapeutykiem. Dla glejaka byÅ‚ to temozolomid, a dla czerniaka – dakarbazyna. Leki te sÄ… rutynowo stosowane w leczeniu chemioterapeutycznym wymienionych nowotworów. Naszym celem byÅ‚o zbadanie, jaki wpÅ‚yw ma każdy z tych czynników oddzielnie, jak i ich kombinacja. 

OkazaÅ‚o siÄ™, że kombinacja dwóch inhibitorów dość skutecznie zabija komórki nowotworowe, czyli jej dziaÅ‚anie jest istotnie statystycznie wyższe w porównaniu do zastosowania pojedynczych leków w wiÄ™kszoÅ›ci otrzymanych wyników. Dodanie do tego chemioterapeutyku jeszcze zwiÄ™ksza ten efekt. Natomiast, co istotne, kombinacje te wpÅ‚ywajÄ… w dużo mniejszym stopniu na komórki prawidÅ‚owe, czyli zdrowe. Jest to klucz do precyzyjnej terapii, która miaÅ‚aby celować tylko w nowotwory, a nie szkodzić zdrowym tkankom w organizmie czÅ‚owieka. MogÅ‚oby siÄ™ to stać realnÄ… terapiÄ… przeciwnowotworowÄ… dla pacjentów. 
 
Calceina, grafikaEfekt dziaÅ‚ania inhibitora polimerazy DNA theta (ART558), inhibitora PARP (BMN), inhibitora RAD52 (L-OH-DOPA), zwiÄ…zku cytotoksycznego temozolomidu (TMZ) oraz ich kombinacji na komórki glejaka (GBM21) oraz komórki prawidÅ‚owe (NHA) zwizualizowany na mikroskopie fluorescencyjnym za pomocÄ… podwójnego barwienia jodkiem propidyny i kalceinÄ… AM. Komórki żywe wybarwione sÄ… na zielono, a komórki z zaburzonÄ… integralnoÅ›ciÄ… bÅ‚ony komórkowej na czerwono 

Czy jest szansa na wdrożenie pani odkryć w leczeniu nowotworów?
Inhibitory polimerazy DNA theta już są w badaniach klinicznych jako związki o potencjale przeciwnowotworowym, więc to też pokazuje praktyczny aspekt i szansę wejścia do prawdziwej terapii przeciwnowotworowej. Moje badania, może niebezpośrednio niestety, mają szansę wejścia w praktykę leczenia nowotworów. Cieszę się z tego, bo mają wkład w poszerzenie wiedzy z tej dziedziny. Według mojej wiedzy, jesteśmy pierwszym zespołem, który badał zastosowanie tych inhibitorów w leczeniu nowotworów mózgu i skóry. Nie ma takich publikacji, przynajmniej publicznie dostępnych, i to na pewno jest nowum.


Przy realizacji swoich badań współpracowała Pani z różnymi ośrodkami zewnętrznymi. W jaki sposób ta współpraca się odbywała?
WspółpracowaliÅ›my z trzema jednostkami Uniwersytetu Medycznego: ZakÅ‚adem Biochemii Medycznej, pod kierownictwem prof. Janusza Szemraja, w którym odbywaÅ‚a siÄ™ część badaÅ„, KlinikÄ… Neurochirurgii i Chirurgii Nerwów Obwodowych, od której otrzymywaliÅ›my do badaÅ„ materiaÅ‚ glejaka, i KlinikÄ… Chirurgii Onkologicznej, od której uzyskiwaliÅ›my materiaÅ‚ czerniaka. Z kolei dr Grażyna Hoser z ZakÅ‚adu Immunologii Transplantacyjnej i Eksperymentalnej Intensywnej Terapii Centrum Medycznego KsztaÅ‚cenia Podyplomowego w Warszawie stanowiÅ‚a dla nas zaplecze merytoryczne i z niÄ… wykonywaliÅ›my badania in vivo. 
°Â²õ±èół±è°ù²¹³¦²¹ z prof. Tomaszem Skorskim z Department of Microbiology and Immunology and Fels Institute for Cancer Research and Molecular Biology Lewis Katz School of Medicine z Temple University of Philadelphia w Stanach Zjednoczonych również miaÅ‚a charakter merytoryczny. Pan Profesor jest specjalistÄ… w tym temacie i byÅ‚ dla nas źródÅ‚em wiedzy oraz cennych, najnowszych informacji. 

Czy badania, które pani prowadziła do pracy doktorskiej będą w jakiś sposób kontynuowane?
Tak, są takie plany. Wstępnie wiadomo, że kontynuacja będzie rozszerzeniem dokładnie tych samych badań, ale na nowotwór trzustki, który jest trudny w leczeniu i powoduje wysoką umieralność. Dlatego, jeżeli moglibyśmy przyczynić się do zwiększenia jego wyleczalności, byłoby to bardzo cenne. Chcielibyśmy także zrealizować badania w obrębie tych samych nowotworów, ale na większej liczbie linii komórkowych, czyli rozszerzyć skalę badań, by jeszcze potwierdzić uzyskane wyniki. Jak wiadomo, każdy pacjent jest trochę inny. Kolejny plan na kontynuację to grant, o który wniosek przygotowujemy. Pozwoliłoby to na sfinansowanie rozszerzenia badań o kolejne czynniki, mogące przyczynić do lepszego zbadania mechanizmu działania polimerazy DNA theta i całej terapii. Badania te wymagają dużego nakładu finansowego i granty z Narodowego Centrum Nauki są znakomitym źródłem wsparcia.

Jakie sÄ… Pani plany po obronie doktoratu?
ChciaÅ‚abym zostać jak najbliżej nauki i szukam pracy w firmach farmaceutycznych. To bardzo ważne, że można wykorzystać zdobytÄ… na uczelni wiedzÄ™ do realnego wpÅ‚ywu na powstawanie leków i terapii, a także na ksztaÅ‚t prowadzenia badaÅ„ w formie komercyjnej – takich, które trafiajÄ… potem do pacjentów. 

DziÄ™kujÄ™ za rozmowÄ™. Mamy nadziejÄ™, że prowadzone badania przez paniÄ… badania realnie przyczyniÄ… siÄ™ do zwiÄ™kszenia skutecznoÅ›ci leczenia nowotworów. 


Dr inż. Gabriela Barszczewska-Pietraszek – odbywała studia doktoranckie w Stacjonarnym Studium Doktoranckim Genetyki Molekularnej, Cytogenetyki i Biofizyki Medycznej w Katedrze Genetyki Molekularnej Instytutu Biochemii na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu �ódzkiego. Rozprawę doktorską przygotowała pod kierownictwem prof. dr. hab. Tomasza Śliwińskiego z Katedry Genetyki Molekularnej Instytutu Biochemii Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska U� oraz dr n. biol. Piotra Czarnego z .
Gabriela Barszczewska-Pietraszek, zdjęcie

Redakcja: Kamila Knol-Michałowska, Centrum Promocji, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska U�
Materiał i grafiki: Gabriela Barszczewska-Pietraszek, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska U�

Opublikowano: Kamila Knol-Michałowska

ul. Narutowicza 68, 90-136 �ódź
NIP: 724 000 32 43
Adres do doręczeń elektronicznych (ADE): AE:PL-74796-17640-IHHIV-17
KONTAKT​â¶Ä‹â¶Ä‹â¶Ä‹â¶Ä‹â¶Ä‹â¶Ä‹

Projekt Multiportalu U� współfinansowany z funduszy Unii Europejskiej w ramach konkursu NCBR