Być może uda się kiedyś wyleczyć stwardnienie rozsiane

Rozmowa z dr hab. Aleksandrą Rutkowską, adiunktką w Zakładzie Anatomii i Neurobiologii Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego

– „Badanie mechanizmów powstawania chorób ośrodkowego układu nerwowego wywołanych infekcjami wirusowymi” to projekt, który pani realizuje. Niedawno Narodowe Centrum Nauki oraz Deutsche Forschungsgemeinschaft przyznało pani grant w wysokości niespełna 1 mln euro w konkursie OPUS-LAP. Dzięki sporemu finansowaniu będzie pani wspólnie realizować badania z dr Florianem Kurschusem z Uniwersystetu oraz Szpitala Uniwersyteckiego w Heidelbergu. Ostatnio, gdy rozmawiałyśmy, wspominała pani o tym projekcie, pracując wtedy nad innymi zagadnieniami, ale też związanymi ze stwardnieniem rozsianym. Teraz chce pani się skupić zbadaniu powiązań między wirusem Epsteina-Barr a stwardnieniem rozsianym. Czy dzięki poprzednim badaniom, może pani teraz prowadzić nowy projekt?

Dotychczas koncentrowałam się na poszukiwaniu terapii, które mogłyby wspierać odbudowę osłonek mielinowych w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN). W nowym projekcie będę poszukiwać odpowiedzi na pytanie, co jest pierwotnym czynnikiem wyzwalającym rozwój stwardnienia rozsianego (SM). Nadal będę badać oksysterole i receptor EBI2, ponieważ te obszary badawcze są ze sobą ściśle powiązane. Receptor EBI2, czyli Epstein-Barr virus-induced gene 2, zawdzięcza swoją nazwę temu, że został odkryty w limfocytach B zakażonych wirusem Epsteina-Barr (EBV). Jest to gen o najwyższej ekspresji w tych komórkach w odpowiedzi na zakażenie EBV. Receptor EBI2 odgrywa kluczową rolę jako regulator odpowiedzi immunologicznych w ośrodkach namnażania w węzłach chłonnych i jest również genem o podwyższonej ekspresji w zmianach charakterystycznych dla SM. Oksysterol, będący naturalnym agonistą EBI2, planujemy wykorzystać, aby powstrzymać rozprzestrzenianie epitopów. Zjawisko to polega na tym, że odpowiedź immunologiczna, początkowo skierowana przeciwko jednemu epitopowi (fragmentowi antygenu), zaczyna obejmować inne epitopy tego samego lub różnych antygenów. Rozprzestrzenianie epitopów uważa się za proces, który przyczynia się do rozwoju autoimmunizacji i odpowiada za postępujący charakter chorób autoimmunologicznych.

– Co jest głównym celem obecnych badań? 

Chcemy zrozumieć, w jaki sposób wirus EBV przyczynia się do rozwoju SM. Chcemy eksperymentalnie ustalić związek przyczynowy między zakażeniem EBV, rozprzestrzenianiem się epitopów a rozwojem i postępem choroby. Mamy nadzieję, że wyniki naszych badań doprowadzą do zmiany paradygmatu w rozumieniu SM, co pozwoli na opracowanie terapii celujących w nowy mechanizm, oferując potencjalne wyleczenie tej choroby. 

– Jakie są dotychczasowe dowody na związek między wirusem Epsteina-Barr a rozwojem stwardnienia rozsianego?

Związek między zakażeniem wirusem EBV a rozwojem SM od dawna był przedmiotem podejrzeń, jednak ustalenie związku przyczynowego okazało się niezwykle trudne. Niedawno przełomowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science (Bjornevik et al., 2022) dostarczyło przekonujących dowodów wspierających hipotezę, że EBV jest czynnikiem wyzwalającym SM. W tym badaniu przeanalizowano ponad 62 miliony próbek surowicy pochodzących z kohorty ponad 10 milionów żołnierzy amerykańskich, zbieranych na przestrzeni 20 lat. Wykazano 32-krotny wzrost ryzyka rozwoju SM po zakażeniu EBV u osób, u których wystąpiła serokonwersja. Badanie ujawniło również, że EBV prowadzi do rozwoju SM jedynie u podgrupy zakażonych. Publikacja wyników tego pionierskiego badania wywołała na nowo debatę w środowisku naukowym i klinicznym, prowadząc do intensyfikacji badań nad etiologią SM. Celem jest wykorzystanie tych nowych spostrzeżeń do opracowania skutecznej terapii lub lekarstwa na SM. W projekcie badawczym będziemy testować potencjalną terapię mającą na celu zahamowanie rozprzestrzeniania się epitopów. Dzięki temu chcemy otworzyć nową ścieżkę terapeutyczną w leczeniu SM i, być może, innych chorób autoimmunologicznych. Ponadto, będziemy poszukiwać różnic w transkryptomie komórek B zakażonych wirusem EBV, pochodzących od osób z SM. Będą one mogły pełnić rolę biomarkerów predykcyjnych, co pozwoli na wczesną identyfikację osób z wyższym ryzykiem rozwoju SM po zakażeniu EBV. Identyfikacja takich sygnatur transkryptomowych może także otworzyć obiecującą drogę do pogłębienia naszej wiedzy na temat związku między zakażeniem EBV a SM, co w przyszłości może prowadzić do poprawy oceny ryzyka i opracowania strategii wczesnej interwencji.

–  Jak wygląda współpraca z dr Florianem Kurschusem oraz zespołem z Uniwersytetu i Szpitala Uniwersyteckiego w Heidelbergu? 

Dr Kurschus jest immunologiem, który od wielu lat bada rolę receptora EBI2 w chorobach autoimmunologicznych, w tym w SM. Znam jego prace już od dawna, on bada EBI2 w kontekście układu odpornościowego, podczas gdy ja skupiam się na OUN. W ramach projektu połączymy naszą wiedzę na temat EBI2 i rozszerzymy ją o aspekty neuronaukowe i immunologiczne. Uważam, że to idealne połączenie w projekcie badającym SM, czyli chorobę autoimmunologiczną ośrodkowego układu nerwowego. Nasza współpraca opiera się na wymianie know-how i ekspertyzy, a nie na dostępie do unikalnych technologii. Wszystko, czego potrzebuję do badań, w tym zaawansowane technologie, mam w Gdańsku.

– Jakie techniki badawcze będzie pani wykorzystywać do analizy wpływu wirusa EBV na rozwój stwardnienia rozsianego?

Jednym z głównych wyzwań w badaniu związku między zakażeniem EBV a rozwojem SM jest brak odpowiednich modeli zwierzęcych umożliwiających badania nad wirusem, który jest endemicznym patogenem u ludzi. Aby temu zaradzić, w ramach projektu opracujemy i zwalidujemy starannie zaprojektowany, humanizowany model zwierzęcy SM. Model ten będzie oparty na myszach BRGST z niedoborem odporności, które będą humanizowane za pomocą komórek macierzystych (HSC) pochodzących od pacjentów. Następnie wstrzykniemy im komórki B i T od tych samych pacjentów, zarówno EBV-pozytywne, jak i EBV-negatywne. Proces humanizacji myszy komórkami macierzystymi będzie przeprowadzony w Instytucie Pasteura w Paryżu. Po zakończeniu tego etapu, myszy trafią do Gdańska, gdzie przeprowadzimy dalsze badania. Będziemy monitorować przemieszczanie się wszczepionych komórek w organizmach myszy przez wiele dni i tygodni. Jednocześnie będziemy obserwować, czy powodują one stan zapalny w OUN oraz demielinizację, co pozwoli na lepsze zrozumienie mechanizmów prowadzących do rozwoju SM. Dodatkowo, zastosowanie technologii LIBRA-seq w połączeniu z sekwencjonowaniem pojedynczych komórek pozwoli na mapowanie sekwencji BCR w odniesieniu do ich specyficzności względem antygenów mielinowych. Dzięki temu uzyskamy szczegółowy wgląd w interakcje pomiędzy komórkami B a antygenami oraz pełny obraz profili ekspresji genów na poziomie pojedynczych komórek. Technologia ta umożliwi również identyfikację specyficznych różnic transkryptomowych, które występują wyłącznie w komórkach B EBV-pozytywnych pochodzących od osób z SM. Odkrycie tych różnic może mieć kluczowe znaczenie, ponieważ identyfikowane geny mogą pełnić rolę predykcyjnych biomarkerów. Ich wykorzystanie pozwoli na wczesne wykrywanie osób o największym ryzyku rozwoju SM w wyniku zakażenia EBV, co otworzy nowe możliwości w zakresie diagnozy i prewencji tej choroby.

– Jakie są pani oczekiwania dotyczące potencjalnych wyników projektu?

Mam nadzieję, że uda nam się zidentyfikować i scharakteryzować nowy cel terapeutyczny, którego modulacja pozwoli na zahamowanie rozprzestrzeniania się epitopów, ograniczenie infiltracji komórek odpornościowych w OUN oraz zapobieganie demielinizacji wywołanej infekcją wirusową. Celem jest również walidacja terapii skierowanej przeciwko chorobom autoimmunologicznym wywołanym przez wirusy, w tym SM. Dodatkowo, identyfikacja biomarkerów umożliwiających wykrycie osób zakażonych EBV, które są bardziej narażone na rozwój SM w przyszłości. Projekt jest bardzo ambitny i wymagający, co wiąże się z licznymi wyzwaniami oraz obszarami, w których mogą wystąpić trudności w realizacji założonych celów. Spędziliśmy sporo czasu na analizie tych ryzyk i przygotowaliśmy plany awaryjne na wypadek niepowodzenia. W nauce rzadko kiedy wszystko przebiega zgodnie z planem, dlatego jesteśmy gotowi na elastyczne dostosowanie założeń i planów, aby uzyskać jak najlepsze rezultaty.