Biologia chemiczna: zestaw narzędzi chemicznych odpowiedzią na pytania natury biologicznej
Ciało ludzkie jest skomplikowaną maszyną chemiczną – precyzyjną i wydajną. Prawidłowe funkcjonowanie organizmu i stany chorobowe są ścisłe powiązane z koordynacją setek skomplikowanych reakcji chemicznych. Aby uzyskać jasny wgląd w funkcjonowanie organizmu i rozszyfrować chemiczne powiązania pomiędzy warunkami fizjologicznymi i patologicznymi, niezbędna jest interdyscyplinarna współpraca. Poprzez połączenie ze sobą podstawowych założeń obu tych dyscyplin biologia chemiczna ujawnia ważne struktury molekularne, metody i narzędzia do badania procesów biologicznych na poziomie chemicznym i manipulowania nimi. Badania często idą w parze z innymi przeplatającymi się dziedzinami chemii: chemią syntetyczną, analityczną i fizyczną.
Wkład UE w zdrowie
Komisja Europejska w pełni wspiera badania i rozwój w dziedzinie technologii medycznych. W ramach siódmego programu ramowego (7PR) UE z jej funduszy przeznaczono ponad 6 miliardów euro na projekty badawcze skupiające się na trzech kluczowych obszarach: „Biotechnologia, podstawowe narzędzia i technologie dla zdrowia ludzkiego”, „Przekładanie badań naukowych na zdrowie ludzkie” oraz „Optymalizacja świadczenia usług opieki zdrowotnej dla obywateli Europy”. W latach 20092013 dofinansowano łącznie 552 projekty. W ramach programu „Horyzont 2020” (2014–2020) UE zainwestowała ponad 7 miliardów euro w wyzwanie społeczne „Zdrowie, zmiany demograficzne i dobrostan”, skupiając się na realizowanych w ramach współpracy badaniach naukowych w dziedzinie zdrowia mających przełożenie na praktykę. Łącznie dofinansowano 562 projekty związane z biologią chemiczną. W latach 2009–2018 około 7 % projektów UE związanych z biologią chemiczną było finansowanych przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERBN).
Wyróżnienie przełomowych projektów UE
W niniejszej broszurze CORDIS Results Pack opisano osiem projektów oraz zawarto krótkie wprowadzenie do wciąż trwającej, ale bardzo obiecującej w początkowych etapach swoich prac badawczych inicjatywy. Projekty te przetarły szlaki w zakresie opracowywania narzędzi chemicznych, które umożliwiają lepsze zrozumienie różnych chorób, w tym raka, chorób zakaźnych i zaburzeń neurodegeneracyjnych. Stworzone rozwiązania mają również daleko idące konsekwencje w kontekście opracowywania i dostarczania leków. Wszystkie projekty są finansowane przez ERBN. W ramach trwającego projektu aLzINK określono ważny cel działania leku, który mógłby zapobiec kaskadzie zdarzeń, jakie z czasem prowadzą do wystąpienia u pacjenta choroby Alzheimera. W ramach projektu BTVI ukierunkowanego na zwiększenie skuteczności dostarczania leków zastosowano „proleki”, które ujawniają swoje działanie lecznicze po przekształceniu ich w organizmie w farmakologicznie czynny lek. W ramach projektu zaprezentowano syntezę leków przeciwnowotworowych, środków na rozszerzenie naczyń krwionośnych (stosowanych w leczeniu schorzeń układu krążenia) oraz leków przeciwbakteryjnych dostarczanych do tkanek lub narządów docelowych. Przy pomocy technik obrazowania, w szczególności znaczników fluorescencyjnych, opracowane w ramach projektu AUTO NERVE rozwiązanie pomaga zachować ciągłość cienkiej sieci nerwów otaczających raka gruczołu krokowego, czyniąc je bardziej widocznymi, a w konsekwencji zmniejszając inwazyjność operacji mających na celu usunięcie nowotworu. W toku projektu INCYPRO naukowcy opracowali nową strategię stabilizacji chemicznej, która ma zwiększyć trwałość enzymów i zmienić ich aktywność, aby ostatecznie móc produkować bardziej skuteczne leki. W ramach innego projektu – LEGO – stworzono syntetyczne struktury molekularne zbudowane w sposób przypominający konstrukcję z klocków Lego, które przekierowują własną obronę immunologiczną organizmu – jego przeciwciała – na komórki nowotworowe. Z kolei zespół projektu MINIRES stworzył elastyczny materiał, który odwzorowuje tkanki biologiczne, do stosowania w biomedycynie oraz w wypełniaczach wykorzystywanych w medycynie estetycznej. Przyjęte w ramach projektu podejście polegało na modyfikacji naturalnego białka (żywicy) o gumopodobnych właściwościach. W ramach projektu NICHOID natomiast wyhodowano syntetyczne kultury komórkowe w celu zbadania, co jest czynnikiem kontrolującym losy różnicowania się komórek macierzystych. Wyniki projektu mogą pomóc w regeneracji tkanek i rozwoju medycyny regeneracyjnej. Z kolei naukowcy z projektu REGENERBONE opracowali powłoki biometryczne o właściwościach sprzyjających regeneracji kości, które powodują mniej działań niepożądanych niż przeszczepy pobrane z własnego ciała pacjenta. Wreszcie, w ramach trwającego projektu VERDI opracowywane są specjalistyczne nanocząsteczki do zwalczania chorób kości, takich jak rak czy zakażenia kości i osteoporoza.