W NCBJ powstanie Centrum Projektowania i Syntezy nowych leków antynowotworowych - CERAD

Za trzy la­ta za­cznie dzia­łać su­per­no­wo­cze­sne cen­trum pro­jek­to­wa­nia i syn­te­zy no­wych ra­dio­far­ma­ceu­ty­ków. Pol­scy i za­gra­nicz­ni na­ukow­cy bę­dą mie­li do dys­po­zy­cji no­wy cy­klo­tron, ist­nie­ją­cy re­ak­tor Ma­ria, kom­pleks la­bo­ra­to­riów ba­daw­czych i ośro­dek obli­cze­nio­wy CIŚ. Umo­wę o do­fi­nan­so­wa­nie pro­jek­tu „CERAD” ze środ­ków UE pod­pi­sa­no dziś, 22 ma­ja 2017 r., w War­sza­wie.

Na­ro­do­we Cen­trum Ba­dań Ją­dro­wych (NCBJ), re­pre­zen­tu­ją­ce kon­sor­cjum sze­ściu in­sty­tu­cji na­uko­wych, pod­pi­sa­ło umo­wę o do­fi­nan­so­wa­nie pro­jek­tu „CERAD” ze środ­ków Pro­gra­mu Ope­ra­cyj­ne­go In­te­li­gent­ny Ro­zwój. Uro­czy­stość od­by­ła się w sie­dzi­bie Ośrod­ka Prze­twa­rza­nia In­for­ma­cji – Pań­stwo­we­go In­sty­tu­tu Ba­daw­cze­go, któ­ry jest in­sty­tu­cją wdra­ża­ją­cą VI Oś Prio­ry­te­to­wą POIR w Pol­sce („Zwięk­sze­nie po­ten­cja­łu na­uko­wo-ba­daw­cze­go” re­ali­zo­wa­ną w ra­mach Dzia­ła­nia 4.2. „Ro­zwój no­wo­cze­snej in­fra­struk­tu­ry ba­daw­czej sek­to­ra na­uki”). Inwestycja pod nazwą „Centrum Projektowania i Syntezy Radiofarmaceutyków Ukierunkowanych Molekularnie” umożliwi prowadzenie wszechstronnych badań nad nowymi lekami oraz powiązanymi z nimi procedurami diagnostyczno-terapeutycznymi.

„W ramach projektu CERAD w ciągu trzech lat powstanie w Świerku całkowicie nowe centrum do prowadzenia prac o charakterze naukowo-badawczym, jak i do wykorzystania gospodarczego przez zainteresowane podmioty. Centrum wyposażone zostanie w kompleks laboratoriów i unikatowy cyklotron” – wyjaśnia dr hab. Krzysztof Kurek, dyrektor NCBJ. „W połączeniu z obecnym potencjałem naszego instytutu, w tym z badawczym reaktorem jądrowym MARIA, Ośrodkiem Radioizotopów POLATOM, Centrum Informatycznym Świerk oraz wkładem rzeczowym i doświadczeniem konsorcjantów, CERAD stanowić będzie unikalną infrastrukturę badawczą na poziomie europejskim. Jesteśmy pewni, że owoce prowadzonych w nim prac polskich i międzynarodowych zespołów naukowców stworzą możliwości diagnozowania i leczenia schorzeń, przy których obecnie stosowane metody są nieskuteczne”.

Koszt projektu wyniesie ok. 120 milionów zł, z czego ponad 75 mln zł będą stanowiły środki z Unii Europejskiej.

„To druga umowa na dofinansowanie, jaką OPI PIB podpisuje w tym roku w ramach programu Inteligentny Rozwój. Łączna wartość wszystkich zaplanowanych projektów realizowanych w ramach Działania 4.2 przekroczy 910 mln zł, z czego dofinansowanie to ponad 560 mln. Wszystkie te przedsięwzięcia mają istotne znaczenie naukowe i gospodarcze oraz świadczą o dobrej współpracy pomiędzy przedsiębiorcami i światem nauki. Liczymy na powstawanie w NCBJ wielu nowoczesnych rozwiązań. Mamy nadzieję, że inwestorzy będą mogli korzystać z powstałej infrastruktury. – podsumował dr Olaf Gajl, dyrektor Ośrodka Przetwarzania Informacji – Państwowego Instytutu Badawczego.

Sercem CERAD będzie cyklotron przyspieszający protony i jądra deuteru, a także cząstki alfa. Uzyskiwane energie cząstek – odpowiednio 30, 15 i 30 milionów elektronowoltów – pozwolą na otrzymywanie izotopów promieniotwórczych, które na potrzeby medycyny nuklearnej wytwarzane są w ten sposób w nielicznych ośrodkach na świecie. Uczeni będą mieli także do dyspozycji działający w Świerku reaktor jądrowy Maria, który potrafi wytwarzać pożądane radioizotopy napromieniając neutronami odpowiednie materiały tarczowe. W ramach projektu CERAD powstaną również nowe laboratoria. Łącznie z laboratoriami już istniejącymi w działającym w NCBJ Ośrodku Radioizotopów POLATOM, stworzą one kompleksową infrastrukturę pozwalającą syntetyzować i badać nowe radiofarmaceutyki oparte o wytwarzane w cyklotronie i reaktorze radioizotopy. W budynku nowego centrum zostaną ulokowane m.in. specjalistyczne laboratoria wyposażone w komory do prowadzenia prac z radionuklidami chroniące badaczy przed promieniowaniem, powstaną także laboratoria analityczne i biologiczne. Naukowcy będą mogli przeprowadzić badania przedkliniczne opracowywanych leków, natomiast dzięki udziałowi w konsorcjum uczelni medycznych, najlepsze z rozwiązań – po uzyskaniu wymaganych pozwoleń komisji bioetycznych – będzie można skierować do badań klinicznych. Prace nad projektowaniem nowych leków uzyskają także potężne wsparcie obliczeniowe dzięki udostepnieniu na ich potrzeby potencjału i kompetencji ośrodka obliczeniowego Centrum Informatycznego Świerk.

„Celem zasadniczym CERAD jest uzyskanie zupełnie nowych, skutecznych i bezpiecznych leków” – tłumaczy prof. Renata Mikołajczak, pełnomocnik Dyrektora ds. naukowych oraz współpracy krajowej
i międzynarodowej Ośrodka Radioizotopów POLATOM, kierownik projektu „CERAD”. „Mając do dyspozycji szeroką gamę izotopów promieniotwórczych wytwarzanych w cyklotronie lub w reaktorze, możemy projektować znaczniki izotopowe umożliwiające wcześniejsze i bardziej precyzyjne wykrywanie schorzeń, a co za tym idzie, wcześniejsze wdrażanie odpowiednich procedur terapeutycznych. Chcemy łączyć techniki izotopowe z innymi metodami diagnostycznymi opartymi np. o molekularne markery stanu chorobowego czy obrazowanie z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego. Dzięki szerokiemu spektrum dostępnych izotopów promieniotwórczych będziemy mogli tak dobrać energię promieniowania i biologiczny okres półtrwania leku w organizmie, by zapewnić optymalną dawkę terapeutyczną, uwzględniając charakter i rozległość choroby, oraz indywidualną sytuację chorego. Będziemy opracowywać zarówno leki finalne, jak i ich prekursory służące do przygotowywania radiofarmaceutyków”.

Proces wytwarzania radiofarmaceutyków jest wieloetapowy. Rozpędzone w cyklotronie protony, deuterony lub cząstki alfa będą uderzały w tarcze o specjalnie dobranym składzie. W nich, na skutek przemian jądrowych wywołanych przez bombardujące cząstki, powstaną promieniotwórcze izotopy pierwiastków. W podobny sposób wytwarzane są radioizotopy w strumieniu neutronów pochodzących z reaktora jądrowego. Lista nuklidów interesujących z medycznego punktu widzenia obejmuje kilkadziesiąt elementów – od najlżejszego węgla C-11, do najcięższego aktynu Ac-225. Powstałe w napromienianych tarczach odpowiednie radionuklidy muszą zostać najpierw z nich wydzielone, a następnie dokładnie oczyszczone – stosuje się w tym celu zarówno metody chemiczne, jak i fizyczne. W dalszej kolejności radionuklidy zostają przyłączone do odpowiednich struktur chemicznych o powinowactwie np. do komórek nowotworowych. Struktury te stanowią dla radionuklidów nośniki transportujące je do wnętrza organizmu w pożądane miejsce. Nośnikami są najczęściej peptydy, tak dobierane, by gromadziły się w chorobliwie zmienionych komórkach. Dzięki rozpadom promieniotwórczym radionuklidów przyłączonych do nośników i nagromadzonych w komórkach rakowych, można zdiagnozować miejsca chorobowe u pacjenta. Służą do tego tomografy typu PET i SPECT. W podobny sposób można zastosować radioizotopy do radioterapii wewnętrznej. W tym przypadku zamiast izotopu promieniotwórczego wysyłającego użyteczne diagnostycznie promieniowanie beta+ lub gamma, można dostarczyć do chorych komórek nuklidy emitujące promieniowanie, które niszczy komórki rakowe. Zadaniem naukowców opracowujących nowe radiofarmaceutyki jest odpowiednie dobranie zarówno radioizotopu jak i nośnika tak, by uzyskać jak najlepszy efekt diagnostyczny lub terapeutyczny, precyzyjnie trafić w miejsce choroby i wywołać jak najmniej niepożądanych skutków ubocznych.

Infrastruktura badawcza powstająca w ramach projektu „CERAD” będzie miała charakter otwarty i będzie udostępniana do prowadzenia prac badawczych m.in. w ramach programów sieciowych European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI), Sieci Naukowej „Radiofarmacja i Medycyna Nuklearna”, a także do celów kształcenia akademickiego. W szczególności będą się w nim kształcić specjaliści z zakresu radiofarmacji, w ramach programu realizowanego przez Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego. We współpracy międzynarodowej m.in. w ramach programów COST przyjmowani będą naukowcy prowadzący badania ze środków Short Term Scientific Mission i stypendiów naukowych i szkoleniowych Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. Zgłaszane projekty będą ocenianie przez Radę Konsorcjum pod względem jakości naukowej, uwzględniając całkowite koszty projektu oraz bazę niezbędną do jego uruchomienia. Już dziś są dowody bardzo dużego zainteresowania podmiotów zagranicznych polskim przedsięwzięciem. Centrum będzie także realizować zlecenia komercyjne w zakresie badania i wytwarzania radiofarmaceutyków.

Koordynatorem konsorcjum „CERAD” jest Narodowe Centrum Badań Jądrowych. W skład konsorcjum wchodzą: Uniwersytet Warszawski, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Uniwersytet Medyczny w Białymstoku.