Slováci chcú vyrábať mRNA ako pivo. Dokáže vystopovať rakovinu aj vyliečiť cholesterol

Gram mRNA môže stáť až 600-tisíc dolárov a jej cena môže brzdiť liečbu vážnych chorôb. Slovenský startup chce zmeniť spôsob jej výroby, aby sa liečba rakoviny či vzácnych genetických ochorení mohla dostať k väčšiemu počtu pacientov. Inžinier Miroslav Gašpárek vysvetľuje, ako mRNA pomohla na mieru pri génovej terapii dieťaťa, prečo by raz mohla umožniť liečbu vysokého cholesterolu jedinou dávkou a čo bráni Slovensku stať sa biotechnologickou veľmocou.  

Video

Miroslav Gašpárek, CEO a spoluzakladateľ Sensible Biotechnologies, vysvetľuje ich výskum aj 47 miliónovú investíciu.

V rozhovore s Miroslavom Gašpárekom sa dozviete:

• Prečo gram mRNA môže stáť až 600-tisíc dolárov a ako ju chcú Slováci zlacniť

• Ako génová terapia zachránila život dieťaťu so smrteľným genetickým ochorením tesne po narodení

• Ako by sa rakovina mohla liečiť na mieru každému pacientovi aj na Slovensku

• Prečo by lacnejšia mRNA mohla sprístupniť liečbu, ktorá je dnes príliš drahá

• Prečo chce slovenský startup budovať výrobu práve na Slovensku a koľko Slovákov už preň pracuje

• Na čo firma využije investíciu 47 miliónov dolárov a kedy chce testovať prvé lieky na ľuďoch

• Čo Slovensku chýba, aby sa stalo významným hráčom vo svetových biotechnológiách a ako inžinier hodnotí spoluprácu s vládou

Začnime od základov. Čo je mRNA – na čo sa už dnes v medicíne používa a prečo je dôležitá?

mRNA (mediátorová RNA) je prirodzená molekula, ktorá slúži ako dočasný návod na výrobu bielkovín. Informácia z DNA sa prepíše do mRNA, podľa ktorej bunkové štruktúry nazývané ribozómy vytvoria konkrétnu bielkovinu. Tie sú nevyhnutné pre fungovanie tela, od rastu vlasov až po reguláciu hladiny cukru v krvi.

Pri liečbe sa vedci snažia dopraviť mRNA do správnych buniek, aby vytvorili požadovanú bielkovinu. Tá môže napríklad pomôcť imunitnému systému rozpoznať rakovinové bunky. Výhodou mRNA je, že sa dá pomerne rýchlo nadizajnovať a po splnení svojej úlohy sa v tele rozloží.

Vakcíny sú len jedným z možných využití tejto technológie. Moderný výskum mRNA sa zameriava na vývoj liekov práve aj na rakovinu, zriedkavé genetické ochorenia či náhradu chýbajúcich bielkovín a enzýmov. Skúmajú sa tiež možnosti využitia pri génových terapiách, autoimunitných ochoreniach a úprave funkcie imunitných buniek.

Prečo je mRNA dôležitá? Je mimoriadne flexibilná. Ak vedci poznajú genetickú informáciu potrebnej bielkoviny, môžu navrhnúť mRNA, ktorá bunkám poskytne návod na jej výrobu. Nemusí sa teda pre každú chorobu vyvíjať úplne nový technologický postup – rovnaká platforma sa dá využiť zmenou sekvencie mRNA. To môže výrazne urýchliť vývoj liekov.

Kam sa mRNA medicína posúva mimo vakcín? Ktoré možnosti majú podľa vás najväčší potenciál – od rakoviny až po genetické či zriedkavé ochorenia?

mRNA vakcíny sú len jedným z využití. Jej skutočný potenciál spočíva vo vývoji liekov, pri ktorých môžu bunky podľa dodaného návodu vytvárať potrebné enzýmy, protilátky či regulačné bielkoviny. To otvára možnosti liečby ochorení, ktoré by bolo veľmi náročné liečiť pomocou iných typov molekúl.

Veľký potenciál má mRNA pri genetických a zriedkavých metabolických ochoreniach, pri ktorých pacientom chýba určitý enzým alebo nefunguje potrebná bielkovina. Namiesto podávania hotovej bielkoviny zvonka by mRNA mohla bunkám dočasne poskytnúť návod, aby si ju vyrábali samy. Dnes sa skúmajú aj možnosti využitia mRNA pri génových úpravách, ktoré by mohli zasiahnuť priamo do základnej príčiny niektorých dedičných ochorení.

Ďalšou významnou oblasťou je rakovina. mRNA môže pomôcť aktivovať imunitný systém proti nádoru alebo umožniť dočasné preprogramovanie imunitných buniek, ktoré následne dokážu špecificky usmrtiť nádorové bunky. Do budúcnosti sa skúma aj možnosť vytvárať bunkové terapie priamo v tele pacienta. Dnes sa pri tomto type liečby bunky odoberajú, upravujú v laboratóriu a vracajú naspäť do tela, čo je nesmierne komplikované a drahé. Ak by sa ich podarilo bezpečne naprogramovať priamo v organizme, liečba by mohla byť jednoduchšia a dostupnejšia. Zatiaľ však ide o oblasť vývoja.

Podstatou tejto technológie je, že namiesto výroby každej potrebnej bielkoviny mimo tela môžu vedci meniť dočasný, prechodný „recept“ , ktorý bunkám dodajú. mRNA tak predstavuje potenciálne univerzálnejšiu platformu na vývoj liekov, hoci jej využitie závisí aj od toho, či sa ju podarí bezpečne dopraviť do správnych buniek.

Opíšte prosím podrobnejšie váš projekt, čo to je, aký problém rieši?

Pri výrobe mRNA liekov sa dnes využívajú syntetické, nebunkové postupy, ktoré majú svoje limity v kvalite, cene aj dostupnosti surovín. Kvalita mRNA na liekové aplikácie musí byť násobne vyššia než pri vakcínach, pretože telo potrebuje niekedy až 100 až 500 krát vyššiu dávku mRNA, ktorá musí byť veľmi čistá a – na rozdiel od vakcínových aplikácií – by spravidla nemala vôbec provokovať imunitný systém. Problémom sú aj dodávateľské reťazce pre suroviny potrebné na syntetickú výrobu mRNA, keďže niektoré výrobné komponenty pochádzajú z miest mimo Európy.

V Sensible vyvíjame alternatívny spôsob výroby, ktorý využíva na produkciu mRNA živé bunky a spája molekulárnu biológiu, umelú inteligenciu a fermentáciu. Zjednodušene si to možno predstaviť ako výrobu piva, pri ktorej bunky kvasiniek slúžia ako živé výrobné systémy. Obrazne povedané, chceme variť mRNA ako pivo.

V Sensible vyvíjame technológiu, ktorá využíva živé bunky na výrobu mRNA prirodzenejšej pre ľudské telo. Veríme, že by mohla umožniť vývoj liekov na širokú škálu ochorení, na ktoré dnes účinná liečba neexistuje. V niektorých prípadoch môže byť mRNA jedinou technológiou, ktorá by takýto vývoj mohla umožniť. Naša technológia podľa našich aj externých meraní umožňuje vyrábať mRNA bez merateľného množstva niektorých nežiaducich nečistôt, napríklad dvojzávitnicovej RNA (dsRNA), ktorá môže vyvolávať imunitnú reakciu.

Sensible chce mRNA vyrábať pomocou živých buniek namiesto enzýmov v skúmavke. Čo to znamená a v čom je tento spôsob lepší?

Cena syntetickej mRNA v kvalite a množstve potrebnom na liečbu rakoviny či dedičných ochorení je taká vysoká, že môže obmedziť prístup pacientov k týmto liekom. V Sensible preto vyvíjame výrobu mRNA pomocou živých buniek, ktorá má znížiť závislosť od špecializovaných surovín a umožniť výrobu vo väčšom rozsahu. To by mohlo sprístupniť mRNA aj pri liečbe, ktorá si vyžaduje vyššie alebo opakované dávky.

Na rozdiel od syntetickej výroby, ktorá potrebuje drahé alebo patentované suroviny, nám pri našom postupe stačia upravené bunky a živiny na ich rast. mRNA, ktorú tieto bunky vyrobia v bioreaktore, následne získavame pomocou našej unikátnej molekulárnej technológie (mRNA je v bunke zabalená do bielkovinového obalu a následne je pri procese spracovávania z bunky z tohto obalu vybratá a použitá, pozn.red.).

Ako pomohla mRNA technológia v praxi pri konkrétnom pacientovi?

Máme dva mimoriadne odlišné, no fascinujúce príklady. Minulý rok dieťatku po narodení diagnostikovali ochorenie CPS1 (vzácne genetické ochorenie, pri ktorom pečeň nedokáže odbúravať toxický amoniak. Ten sa preto hromadí v tele a môže spôsobiť vážne poškodenie mozgu či smrť, pozn.red.). Počas šiestich mesiacov od stanovenia diagnózy u novorodenca tím bioinžinierov v USA navrhol, nadizajnoval a vyrobil personalizovanú génovú terapiu na báze mRNA. Bez nej by dieťa čelilo bezprostrednému ohrozeniu života.

Tradičná liečba tohto ochorenia totiž vyžaduje nielen extrémne prísnu diétu a neustálu dialýzu na odstraňovanie toxínov z krvi, ale u väčšiny novorodencov je jedinou nádejou na prežitie náročná transplantácia pečene v prvých mesiacoch života. Bez včasného zásahu tieto deti rýchlo podliehajú nevratnému poškodeniu mozgu a predčasnej smrti.

Terapia využila mRNA na to, aby bunkám pomohla vytvoriť takzvané molekulárne nožnice, ktoré dokážu zasiahnuť do DNA a opraviť chybu v géne. Dieťa tak nielen prežilo, ale získalo aj schopnosť prijímať živiny, ktoré by mu ochorenie inak nedovoľovalo spracovať.

Druhým príkladom je dedične podmienený vysoký cholesterol. Ľudia s touto diagnózou často potrebujú celoživotnú liečbu a pravidelné podávanie liekov. Vedci už skúmajú aj možnosti génovej terapie, ktorá by pomocou molekulárnych nožníc upravila príslušný gén a mohla priniesť dlhodobý účinok po jedinom podaní. Cieľom modernej medicíny je posunúť sa od celoživotného zvládania príznakov k liečbe, ktorá zasiahne samotnú príčinu ochorenia.

Často sa hovorí o mRNA vakcínach proti rakovine. Mohla by mRNA fungovať skôr ako liečba šitá na konkrétneho človeka než ako jedna vakcína pre milióny ľudí?

Práve rakovina ukazuje, prečo je potenciál mRNA oveľa širší než pri klasických vakcínach proti infekciám. Počas pandémie COVID-19 dostali milióny ľudí v zásade rovnakú mRNA informáciu. Pri liečbe rakoviny však môžeme využiť jej programovateľnosť a pripraviť terapiu podľa biologických vlastností nádoru konkrétneho pacienta. Každý nádor je totiž jedinečný.

Aj v Sensible vidíme budúcnosť mRNA ďaleko za hranicami vakcín, najmä v personalizovanej neoantigénovej imunoterapii – nesprávne nazývanej „vakcíny na rakovinu“ – a bunkových terapiách. Výsledky klinických štúdií spoločností Moderna a Merck sú napríklad pri melanóme (rakovine kože, pozn.red.) sľubné.

Lekári odoberú vzorku nádoru a analyzujú jeho DNA. Výsledky porovnajú so zdravými bunkami pacienta, aby odhalili mutácie typické pre nádor – takzvané neoantigény – znaky, podľa ktorých môže imunitný systém rozpoznať nádor. Následne sa vyrobí mRNA s návodom na tvorbu konkrétnych nádorových antigénov. Po podaní ich bunky predstavia imunitnému systému, ktorý môže aktivovať T-lymfocyty schopné cielene vyhľadávať nádorové bunky.

Každý pacient tak môže dostať trochu inú liečbu. Tento prístup už prináša sľubné klinické výsledky pri niektorých diagnózach, zatiaľ však ide o experimentálnu liečbu, ktorá nie je schváleným štandardom.

Pre pacienta by to znamenalo posun od liečby založenej najmä na tom, v ktorom orgáne rakovina vznikla, k liečbe zohľadňujúcej aj konkrétne molekulárne vlastnosti nádoru. Dvaja pacienti s rovnakou diagnózou totiž môžu mať biologicky odlišné nádory a v budúcnosti dostať aj odlišne navrhnutú mRNA terapiu. Možností, ako navrhnúť tú istú mRNA tak, aby stále kódovala rovnaký proteín, ale mala iné vlastnosti, je viac ako všetkých atómov vo vesmíre.

Každý pacient tak môže dostať trochu inú liečbu. Tento prístup už prináša sľubné klinické výsledky pri niektorých diagnózach, zatiaľ však ide o experimentálnu liečbu, ktorá nie je schváleným štandardom.

Pre pacienta by to znamenalo posun od liečby založenej najmä na tom, v ktorom orgáne rakovina vznikla, k liečbe zohľadňujúcej aj konkrétne molekulárne vlastnosti nádoru. Dvaja pacienti s rovnakou diagnózou totiž môžu mať biologicky odlišné nádory a v budúcnosti dostať aj odlišne navrhnutú mRNA terapiu. Možností, ako navrhnúť tú istú mRNA tak, aby stále kódovala rovnaký proteín, ale mala iné vlastnosti, je viac ako všetkých atómov vo vesmíre.

Čo mRNA dnes ešte nedokáže, kde sú jej hranice a čo pravdepodobne ani nevyrieši?

Kľúčovou výzvou je dopraviť mRNA do správneho orgánu a typu buniek, a to v dostatočnom množstve. Keďže mRNA pôsobí iba dočasne, dôležité je aj to, ako dlho dokáže plniť svoju úlohu. Cielené doručovanie do konkrétnych orgánov je náročné a pracuje na ňom množstvo biotechnologických firiem a výskumných tímov. To však nie je oblasť, na ktorú sa zameriavame my.

Ďalšou výzvou sú nežiaduce imunitné reakcie. Organizmus je prirodzene nastavený na rozpoznávanie cudzej RNA a nečistoty vznikajúce pri výrobe, napríklad dvojvláknová RNA, môžu túto reakciu zosilniť, čo je dôležité najmä pri liekoch. Preto sa zameriavame na výrobu čo najčistejšej mRNA.

Koľko dnes približne stojí vyrobiť mRNA potrebnú na jednu dávku vakcíny a čo by nižšie výrobné náklady zmenili?

Počas pandémie biomedicína dokázala vyrábať mRNA vo veľkom na účely očkovania. Jedna dávka vakcíny obsahuje relatívne malé množstvo mRNA a človek ich dostane len niekoľko. Oveľa väčšou výzvou sú mRNA lieky na rakovinu, genetické a zriedkavé ochorenia, pri ktorých pacient môže potrebovať podstatne vyššie dávky alebo opakované podávanie počas liečby.

Práve tu sa vysoká cena synteticky vyrábanej mRNA stáva významnou prekážkou dostupnosti liečby. Syntetická výroba si vyžaduje drahé špecializované suroviny a zároveň pri nej vznikajú nečistoty, napríklad dvojvláknová RNA, ktoré treba následne odstraňovať ďalšími krokmi čistenia.

Naša technológia má výrobu mRNA zlacniť tým, že ju namiesto skladania z množstva drahých vstupov necháme vyrábať živú bunku. Zjednodušene povedané, potrebujeme dva hlavné vstupy – produkčnú bunku a kultivačné médium – namiesto množstva enzýmov, nukleotidov a ďalších špecializovaných surovín používaných pri syntetickej výrobe.

Pri vakcínach sa cena mRNA v jednej dávke pohybuje približne do 10 dolárov a jej znižovanie nemusí byť rozhodujúce. Pre rozvojové krajiny je však cena vakcín stále veľkou prekážkou. Výroba kvalitnej mRNA je pritom mimoriadne drahá. Celková cena jedného gramu – zahŕňajúc laboratórne testy, validáciu a mzdy za nastavenie prvej malej šarže v čistých priestoroch – môže dosiahnuť 300- až 600-tisíc dolárov, pričom významnú časť nákladov tvoria vstupné suroviny, ako DNA, enzýmy, nukleotidy a ďalšie špecializované materiály.

Problémom je aj vysoká koncentrácia dodávateľského reťazca. V minulosti ste si mohli vývoj naplánovať napríklad v Bostone a výrobu zabezpečiť v Číne. Dnes však geopolitická situácia mení pravidlá a spoluprácu s niektorými dodávateľmi môžu obmedziť aj politické rozhodnutia. Americký Senát vám napríklad môže povedať, že s určitou čínskou firmou už spolupracovať nemôžete.

Kde je dnes Sensible na ceste k použitiu technológie u ľudí? Čo ešte musí nasledovať a kedy by mohli prísť prvé klinické testy?

Pri vývoji postupujeme obozretne. Zatiaľ testujeme mRNA na bunkových modeloch, budúci rok by sme chceli získať prvé výsledky zo zvieracích modelov. Pred klinickými štúdiami na ľuďoch však musíme preukázať jej účinnosť a bezpečnosť a zabezpečiť výrobu podľa regulačných požiadaviek. Potrvá to ešte niekoľko rokov.

Ak bude váš výskum o desať rokov úspešný, čo konkrétne môžu získať pacienti? S akou diagnózou dnes človek prichádza do nemocnice?

Ak bude náš výskum a vývoj úspešný, o desať rokov môže mRNA priniesť novú triedu liekov na rakovinu, zriedkavé dedičné či autoimunitné ochorenia, pri ktorých dnes často dokážeme iba tlmiť príznaky. Cieľom je navrhovať liečbu presnejšie podľa biologických potrieb pacienta.

Kľúčové bude, aby lieky boli účinné, bezpečné aj pri opakovanom podávaní a cenovo dostupné. Preto sa zameriavame na kvalitu mRNA, znižovanie nežiaducich imunitných reakcií a výrobu v živých bunkách, ktorá by mohla znížiť náklady.

Pre pacientov na Slovensku by to mohlo znamenať lepší prístup k liečbe, ktorá je dnes príliš drahá alebo nedostupná. Ak sa podarí zlacniť výrobu a zvýšiť jej kapacitu, zdravotný systém ju bude môcť poskytnúť väčšiemu počtu ľudí. Je pre mňa, teda pre nás, dôležité ako pre hrdého Slováka, pomôcť aj našim občanom k zdraviu.

Čo vám nové financovanie vo výške 47 miliónov dolárov umožní urobiť, čo doteraz nebolo možné? Na čo konkrétne ju miniete?

Financovanie využijeme na ďalší rozvoj našej platformy, najmä na dizajn mRNA pomocou umelej inteligencie a automatizáciu skríningu jej sekvencií. Chceme tak nájsť tie, ktoré budú mať najlepší liečebný účinok a umožnia vyvíjať bezpečnejšie a účinnejšie lieky.

Zároveň chceme dosiahnuť výrobu mRNA v klinickej kvalite a následne ju rozšíriť na väčšie objemy. Naším cieľom je aj uzavrieť prvé platené partnerstvo s farmaceutickou spoločnosťou na spoluvývoji liekov a získať prvé výsledky z testovania na zvieracích modeloch, ktoré overia vlastnosti našej mRNA.

Bude vaša firma vyrábať produkty na Slovensku? Alebo plánujete výrobu spustiť inde? Čo môže rozvoj biotechnológií znamenať pre Slovensko z ekonomického hľadiska?

Na Slovensku sa nachádza väčšina nášho tímu, viac ako 30 ľudí: máme tu sofistikovaný výskum a vývoj. Našou ambíciou je mať tu základňu, aby Slovensko nebolo iba odberateľom nových liekov, ale podieľalo sa aj na ich vývoji a výrobe.

Ak sa tu bude rozvíjať výskum, vývoj a výroba mRNA liekov, môžeme vytvárať kvalifikované pracovné miesta na Slovensku, budovať know-how a posilniť biotechnologický priemysel. Sme na dobrej ceste, no čaká nás ešte dlhý vývoj a klinické štúdie. Naším cieľom je vybudovať prvú biotechnologickú firmu svetového významu zo Slovenska a prispieť k tomu, aby sa biotechnológie stali jedným z pilierov slovenskej ekonomiky.

Ako sa slovenskému tímu podarilo presvedčiť významných zahraničných investorov, že zo Sensible môže vyrásť globálna biotechnologická firma?

Myslím si, že investorov presvedčila kombinácia kvality našich technických dát, veľkého potenciálu mRNA liekov a skúseného tímu. Oxford Science Enterprises, ktorý investičné kolo viedol, niekoľko mesiacov dôkladne preveroval našu technológiu, duševné vlastníctvo, možnosti škálovania výroby aj obchodný potenciál.

Dôležitý je aj rastúci záujem veľkých farmaceutických spoločností o mRNA a génové terapie. Ich miliardové akvizície a investície ukazujú, že túto oblasť považujú za jednu z kľúčových pre budúcnosť medicíny. Napríklad USA a NATO investujú obrovské zdroje do vývoja mRNA. NATO považuje biotechnológie za významné pre obranu a bezpečnosť, najmä pri ochrane pred biologickými hrozbami, vývoji obranných zdravotníckych riešení a znižovaní závislosti od strategických dodávateľov. V USA skupina senátorov a kongresmanov predstavila návrhy zákonov, ktoré majú biotechnológie, biologickú výrobu a biologické dáta chrániť ako kritickú infraštruktúru.

Pre Sensible je podstatné, že nezostávame iba pri vízii. Spolupracujeme napríklad so spoločnosťou Sartorius na škálovaní výroby smerom ku klinickému využitiu a s NVIDIA v oblasti výpočtovej biológie. Veľmi si vážime podporu všetkých investorov. Práve táto podpora špičkových investorov je niečo, čo sa v našom stredoeurópskom regióne doteraz ešte nikdy nepodarilo.

Prečo sa špičkový biotechnologický projekt môže rodiť na Slovensku, ale jeho ďalší rast je často jednoduchší v USA alebo západnej Európe? Čo nám doma chýba?

Slovensko má kvalitných vedcov a technikov, no historicky mu chýbal silnejší ekosystém investorov, farmaceutických partnerov a odborníkov, ktorí dokážu premeniť výskum na výrobu. Príbeh Sensible však ukazuje, že sa to dá zmeniť. Spájame výskum na Slovensku, v Oxforde a USA, pričom významnú časť tímu, vývoja aj budúcej výroby budujeme doma. Na Slovensku sme cítili výraznú podporu vlády a verejných inštitúcií.

Dôležitá je kombinácia talentovaných ľudí, kapitálu, spolupráce s priemyslom a podpory štátu a Európskej únie. Sensible získalo podporu Slovenska aj EÚ vrátane programu IPCEI Med4Cure.

Pre mňa osobne je kľúčové, že táto podpora prichádza priamo z domáceho prostredia – nesmierne si vážime podporu zo strany Ministerstva zdravotníctva SR ako aj ďalších zapojených rezortov.

Medzinárodní investori nám prinášajú skúsenosti a prístup na globálny trh, Slovensko zasa odborníkov a priestor na budovanie výrobných kapacít. Som preto optimista. Ak dokážeme lepšie prepájať vedu, kapitál, priemysel a verejnú podporu, Slovensko nemusí byť iba krajinou, z ktorej firmy odchádzajú za rastom.

Čo by Slovensko muselo zmeniť, aby tu nevznikali iba dobré vedecké nápady, ale aj firmy schopné dotiahnuť ich až k pacientom a presadiť ich priamo do nemocníc?

Potrebujeme dlhodobé prepojenie vedy, kapitálu, výroby a zdravotníctva. Nestačí mať kvalitný výskum – firmy musia vedieť získať financovanie, zvládnuť reguláciu, vybudovať výrobu a dostať svoje technológie do klinickej praxe.

Slovensko by malo cielene podporovať biotechnológie ako jeden z budúcich pilierov ekonomiky. Potrebujeme kvalitné univerzity, návrat talentov zo zahraničia, investície do laboratórií a výroby, lepší prístup ku kapitálu a spoluprácu štátu, nemocníc, regulátorov a priemyslu. Biotechnológie sa budujú desaťročia, preto by ich podpora nemala závisieť od jedného volebného obdobia. Z mojej pozície k tomuto spoločnému úsiliu rád prispejem tak, ako to len bude možné.

© Autorské práva vyhradené

Témy:
mRNA
genetické ochorenia
rakovina
Slovensko

mReportér

Zdielajte článok

Vážení čitatelia, pod týmto článkom sme neumožnili diskusiu

Obsah článku a skúsenosti s administráciou debát nám dávajú predpoklad, že aj na tomto mieste by pribúdali
prevažne príspevky, ktoré by boli v rozpore s pravidlami debaty aj dobrými mravmi.

Ďakujeme za pochopenie a tešíme sa na slušné debaty pod inými článkami.