Prof. Drąg: poznałem w pandemii jasną i ciemną stronę nauki

Prof. Marcin Drąg zbudował od podstaw laboratorium chemii biologicznej i bioobrazowania na Politechnice Wrocławskiej. Wraz ze swoim zespołem opisał kluczowy enzym koronawirusa SARS-CoV-2 i otworzył tym samym drogę do powstania leku Paxlovid na COVID-19, produkowanego przez firmę Pfizer. Podczas rozmowy z PAP naukowiec opowiedział, jak to się stało, że w momencie wybuchu pandemii COVID-19 jego laboratorium na Politechnice Wrocławskiej było doskonale przygotowane do pracy nad nowymi lekami przeciwwirusowymi – istotnymi z punktu widzenia walki z koronawirusem.

„Na początku wyjaśnijmy kluczową rzecz – każde laboratorium badawcze może być niebezpieczne. Bo niebezpieczne są związki chemiczne czy substancje biologiczne, które są tam przechowywane. Ale po to mamy procedury bezpieczeństwa i zaawansowane szkolenia, żeby móc szybko unieszkodliwić niebezpieczny związek czy organizm. Zdezaktywowana substancja czy organizm jest już zupełnie bezpieczny. Istnieje oczywiście klasyfikacja poziomu zabezpieczeń laboratoriów, określająca, z jak niebezpiecznymi materiałami się tam pracuje, ale nie jest tak, że na porządku dziennym ‘coś z nich wycieka’” – mówi prof. Drąg. Nawiązuje w ten sposób do popularnych podczas pandemii teorii, że „wirusy wyciekają z niebezpiecznych laboratoriów”.

„Proponuję odwrócić myślenie o laboratoriach jako źródle wszelkiego zła. Niebezpieczne są wirusy, które były z nami od początku naszego istnienia i już tak zostanie. A laboratoria są jedynym miejscem, gdzie można opracowywać rozwiązania, żeby z nimi walczyć. Kiedy 500 lat temu panowała czarna ospa, wymierały całe wioski - właśnie dlatego, że nie istniały możliwości tworzenia skutecznych terapii. Wszystkie wojny razem wzięte nie spowodowały tyle śmierci, co czarna ospa. Nikt nie wiedział, jak to opanować. Teraz mamy laboratoria i dzięki postępowi w nauce rozwiązaliśmy problem SARS-CoV-2 w trzy lata” – tłumaczy prof. Drąg.

Jego laboratorium we Wrocławiu w czterostopniowej skali zabezpieczeń – ma przyznany poziom 2. Oznacza to, że wykonuje się w nim pracę z niebezpiecznym materiałem biologicznym – takim jak GMO, ale nie można w nim pracować z aktywnym wirusem typu SARS-CoV-2 (jest to możliwe tylko w laboratoriach z poziomem zabezpieczeń o numerze 3 i 4). W laboratorium prof. Drąga można natomiast pracować z wirusem, który jest zdezaktywowany.

Po ukończeniu doktoratu Marcin Drąg wyjechał do USA, gdzie zajął się tzw. nienaturalnymi aminokwasami. „Nie był to popularny temat, bo brakowało technologii wspomagającej wyszukiwanie najlepszych nienaturalnych aminokwasów i zawodziły próby zastosowania ich w farmacji. Mnie jednak udało się opracować rozwiązanie, które zadziałało i przeszło wszystkie próby eksperymentalne” – wspomina Drąg.

Zdecydował się wrócić do kraju, bo – jak sam mówi – miał świadomość, że założenie własnego laboratorium w USA jest bardzo trudne, a „tylko w ten sposób można osiągnąć niezależność naukową”.

„Wiedziałem, że jak sobie nie utworzę własnego miejsca, to mając nad sobą zwierzchnika, będę musiał 'dzielić lub oddać swój sukces'. Chciałem podjąć ryzyko niezależnej pracy, edukowania młodych pracowników naukowych i pokazania, że w tej tematyce w Polsce też można prowadzić badania na światowym poziomie. Wystąpiłem do Fundacji na rzecz Nauki Polskiej o grant Focus. Dostałem pieniądze na remont, zakup aparatury, pensje dla doktorantów. Idealne na start” – wspomina.

Mały zespół badaczy rozpoczął pracę w 2009 r. w raczkującym dopiero laboratorium. Kiedy technologia była gotowa, a praca naukowa przedstawiająca odkrycie wysłana do recenzji, pojechali do RPA przedstawić wyniki swoich prac na konferencji International Proteolysis Society.

„Na wykładzie przedstawiłem technologię, z jakiej korzystamy i wyjaśniłem, w jaki sposób można ją zastosować w poszukiwaniu leków, markerów do obrazowania, struktur wiodących do dalszych badań czy nowych typów receptorów. Wiele osób zgromadzonych na tej konferencji od razu dostrzegło potencjał i zostaliśmy wręcz zasypani ofertami współpracy z laboratoriów akademickich i przemysłu” – opowiada prof. Drąg.

Wraz z nowymi zamówieniami pojawiły się pieniądze na rozbudowę laboratorium i w ten sposób zespół usamodzielniał się coraz bardziej, bo konsekwentnie rozwijał obszar tematyczny, w który środowisko naukowe powątpiewało.

„Często spotykaliśmy się z zarzutem, że to jest nauka akademicka i nie znajdzie praktycznego zastosowania. Wielokrotnie słyszałem, że nienaturalne aminokwasy są toksyczne, niebezpieczne i nie będą mogły być wykorzystywane w praktyce. Nie była to prawda, gdyż już wtedy istniały leki, w których strukturze występowały pojedyncze nienaturalne aminokwasy” – wspomina prof. Drąg.

Ważna współpraca polsko - niemiecka 

Ważna w historii sukcesu prof. Marcina Drąga jest jego przyjaźń z niemieckim biochemikiem prof. Rolfem Hilgenfeldem z Instytutu Biochemii na Uniwersytecie w Lubece. Prof. Hilgenfeld prowadził intensywną pracę badawczą podczas pierwszej epidemii SARS z 2002/2003 r. Tematem jego pracy były również inne wirusy, jak choćby Zika czy Ebola.

„Rolf często mi powtarzał, że będziemy mieli pandemię, do której w ogóle nie jesteśmy przygotowani, bo nie ma testów i leków. Mówił, że będzie to prawdopodobnie pandemia koronawirusa, bo tylko cudem pierwsza epidemia SARS w 2002/2003 r. nie rozlała się na cały świat. I ja mu w to uwierzyłem. Sam też próbowałem rozpowszechniać tę informacje, ale wszyscy w to wątpili, nawet wirusolodzy. Każdy twierdził, że ten problem może dotyczyć jedynie Azji, a światowa pandemia to wymysł filmowców” – wspomina prof. Drąg.

Mimo takiej reakcji naukowiec postanowił stworzyć swoją bibliotekę do badania proteaz (czyli enzymów proteolitycznych) dedykowaną koronawirusom. Enzymy z koronwairusów SARS-1 i MERS do zbadania miał przywieźć prof. Rolf Hilgenfeld jeszcze przed świętami Bożego Narodzenia w 2019 r., ale pojechał do Chin testować pierwsze leki, które były opracowywane dla potrzeby SARS-1. Zbieg okoliczności sprawił, że prof. Hilgenfeld zobaczył na własne oczy, że Chińczycy nie radzą sobie z nowym rodzajem koronawirusa SARS-CoV-2 – i podzielił się tą wiadomością z prof. Drągiem. Nie czekając na rozwój wydarzeń – obaj wzięli się do pracy.

„Kiedy 10 stycznia 2020 r. Chińczycy opublikowali genom SARS-CoV-2 – zobaczyliśmy, że są tam dwie proteazy. Rolf zaczął pracować na jednej z nich (Mpro), żeby stworzyć strukturę krystaliczną i podzielił się ze mną swoją pracą po powrocie w lutym 2020 r. Przywiózł mi także ten enzym do Wrocławia. W ten sposób nasza biblioteka mogła zostać natychmiast wykorzystana w badaniach nad SARS-CoV-2" – mówi prof. Drąg.

I dodaje: „Wiedzieliśmy na podstawie historii z SARS-1, że zatrzymanie działania proteazy Mpro spowoduje zahamowanie rozwoju wirusa. Wiedzieliśmy, że tą ścieżką powinniśmy iść – że to jest nasz cel medyczny. Porównaliśmy bibliotekę z proteazą Mpro z SARS-1. Doszliśmy do wniosku, że centrum aktywne w obu enzymach jest identyczne. Wskazaliśmy aminokwasy, które powinny znaleźć się w składzie leku".

Swoje odkrycie naukowcy opublikowali jako pierwsi na świecie na platformie bioRxiv – w systemie z otwartym dostępem dla każdego chętnego. „Był początek marca 2020 r. – czyli czas największej paniki i wyczekiwania na pacjenta zero w Polsce. Praca cieszyła się gigantycznym zainteresowaniem. Miałem setki telefonów od dziennikarzy, polityków i zwykłych ludzi”- wspomina prof. Drąg.

„Wtedy też zaczęła się drapieżna polityka naukowa. Dostawałem mnóstwo nieetycznych ofert współpracy. To były oferty z Polski i z zagranicy. W zamian za określone korzyści, dostawałem propozycje przejęcia laboratorium, własności intelektualnej i ludzi czy oddania tematyki badawczej, nad którą pracowaliśmy tyle lat. Nasze aplikacje grantowe były najpierw odrzucane jako 'nie mające szans na wdrożenie', a potem natychmiast dostawaliśmy propozycje ponownego ich złożenia w konsorcjach z firmami biotech czy instytutami badawczymi, niemającymi pojęcia o tego typu badaniach. Wszystko za kwoty często kilkadziesiąt razy wyższe od tych, o które my aplikowaliśmy i z uwzględnieniem dodatkowych osób i ich znajomych, które jak się teraz okazuje wcześniej oceniały i odrzucały te nasze aplikacje. Najsmutniejsze w tym jest to, że wiele z tych osób to uznani naukowcy, uważający się za autorytety w nauce czy pracownicy agencji grantowych. Oczywiście nigdy nie przystałem na żadną z takich ofert” – mówi prof. Drąg.

Zaczęły też – jak wspomina naukowiec – ukazywać się nieprawdziwe informacje o toczącej się współpracy pomiędzy nim i obcymi mu osobami czy grupami badawczymi, a nawet firmami. "Na podstawie opublikowanych przez nas wyników o substratach do poszukiwania nowych leków, firmy o zasięgu światowym bez naszej zgody zaczęły sprzedawać te odczynniki za ogromne pieniądze" - mówi naukowiec.

Początek produkcji leku przeciw COVID-19

Żeby zapanować nad sytuacją, Politechnika Wrocławska podpisała porozumienie z japońską firmą Peptide Institute Inc. na dystrybucję związków chemicznych opracowanych w laboratorium prof. Drąga.

"Ku naszemu zaskoczeniu w marcu 2021 r. firma Pfizer opublikowała cząsteczkę, którą zamierzała wykorzystać do stworzenia leku przeciw COVID-19. Miała ona w składzie trzy nienaturalne aminokwasy" - wspomina naukowiec. Jeden z nich był tym optymalnym wskazanym przez prof. Drąga i prof. Hilgenfelda w pracy opublikowanej rok wcześniej.

„Bardzo się z tego cieszyłem, bo tylko dużą firmę było stać na przeprowadzenie kompleksowych badań klinicznych, które w końcu mogły potwierdzić, że moja teoria z zastosowaniem nienaturalnych aminokwasów jako jednego ze składników leków – działa. I w dodatku jest w stanie rozwiązać jeden z najbardziej palących problemów zdrowia publicznego na świecie” – mówi prof. Drąg.

I tak się stało. Lek Paxlovid przeszedł testy kliniczne i został zaakceptowany przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA).

„Mnie i mojego laboratorium w życiu by nie było stać na wyprodukowanie leku w tak krótkim czasie i przeprowadzenie go przez skomplikowaną procedurę amerykańskiej instytucji dopuszczającej nowe leki na rynek – FDA” – podkreśla prof. Drąg. I dodaje, że przy wcześniejszych propozycjach poszukiwania leków z wykorzystaniem wyłącznie nienaturalnych aminokwasów instytucje zatwierdzające leki do użytku były bardzo sceptyczne.

Współpraca firm na rynku medycznym

Naukowiec pytany o to, jak rozmawiać o wpływie „big pharma” na rozwój medycyny i gaszenie kryzysów zdrowia publicznego, odpowiada, że trzeba otwarcie mówić o różnych modelach współpracy i co z nich wynika. Najprostszy model współpracy z firmami farmaceutycznymi to tak zwany "fee for service" - czyli pieniądze za opracowanie rozwiązania.

„My raczej unikamy tego modelu, bo wolimy partnerskie podejście. Czyli - oprócz pieniędzy - firma daje nam możliwości korzystania ze swoich zasobów (innych rozwiązań, zastosowań unikalnych dla tej firmy). Dostajemy w ramach tej współpracy materiał biologiczny, do którego normalnie nie ma dostępu. Mamy też dostęp do ich naukowców czy know-how. To jest obopólna wymiana, w której chodzi o wykorzystanie potencjału instytucji, a nie tylko dostarczenie produktu” – wyjaśnia prof. Drąg. I dodaje, że bardzo cennym elementem partnerskiej współpracy z firmami farmaceutycznymi jest możliwość wspólnego publikowania prac naukowych.

„W umowie zastrzegamy nawet, kto będzie pierwszym, a kto ostatnim autorem pracy” – mówi prof. Drąg.

Inny model współpracy dotyczy dzielenia własności intelektualnej. Jest to istotne w procesie składania wniosków patentowych.

Prof. Drąg pytany dlaczego nie skusił się na pracę tylko w biznesie, odpowiada:

„Celowo wybrałem pracę w nauce akademickiej, a nie w ‘big pharma’, choć mógłbym to robić z wielkim powodzeniem. Wiele osób kusi praca w biznesie, bo idą za tym duże pieniądze, ale potem często człowiek orientuje się, że traci wolność naukową. Idąc do przemysłu realizujemy projekt, o którym ktoś w każdej chwili może zadecydować, że nie będzie kontynuowany, bo ‘zmieniła się koncepcja’. Nie można też publikować wszystkich odkryć (bo nie ma na to czasu czy zgody przełożonych), a potem to przepada. Mnie taka forma pracy nie odpowiada. Mam zupełnie inną filozofię życiową. Lubię naukę za to, że mogę tu robić rzeczy sprzeczne z intuicją środowiska naukowego lub coś, co mnie najzwyczajniej ciekawi” – podsumowuje prof. Drąg.(PAP)

Autorka: Urszula Kaczorowska

sm/