Aby liczyć się w światowej nauce, trzeba postawić na młodych

Kamil Broszko: Zajmuje się pan chemią biologiczną. To zapewne skomplikowana dyscyplina. Jak wytłumaczyć jej zawiłości czterolatkowi?

Marcin Poręba: Zgadza się, pracuję w dziedzinie, którą nazywamy chemią biologiczną. Jak sama nazwa wskazuje, chodzi o połączenie chemii i biologii, o działanie na styku owych dwóch dyscyplin. Ja sam staram się zrozumieć procesy biologiczne zachodzące na poziomie całych organizmów, ale też na poziomie pojedynczych komórek.

Stosujemy narzędzia chemiczne, czyli na przykład związki fluorescencyjne, dzięki którym podglądamy aktywności danych enzymów. Od dłuższego czasu zajmuję się szczególną grupą enzymów, tzw. enzymami proteolitycznymi (proteazami). Kontrolują one niemal wszystkie procesy komórkowe, od wzrostu i różnicowania się komórek, poprzez ich metabolizm, aż po ich śmierć. Próbuję podglądać, jak te enzymy funkcjonują w komórce; tworzę w tym celu narzędzia chemiczne, aby wizualizować działanie enzymów i stwierdzać, czy jest prawidłowe, czy zaburzone.

Mój główny obszar badawczy jest związany z dociekaniem, czy określone parametry enzymów przekładają się na powstawanie, rozwój i przerzutowość nowotworów. Tworzymy więc markery chemiczne, aby podglądać owe złe funkcjonowanie enzymów, a to ma na celu tworzenie podstaw do spersonalizowanej diagnostyki.

KB: Czyli pana działalność nie służy jedynie rozszerzaniu wiedzy, ale ma też silny komponent wdrożeniowy.

MP: Oczywiście, przenosimy nasze wnioski na grunt medycyny. Wykorzystujemy naszą wiedzę podstawową do tworzenia spersonalizowanej diagnostyki. Jest to o tyle ważne, że choroba nowotworowa, podobnie jak wiele innych chorób, u każdego pacjenta przebiega inaczej. Dlatego od kilku lat kładzie się duży nacisk na stosowanie medycyny spersonalizowanej, a to w głównej mierze oznacza spersonalizowaną diagnostykę. Staramy się poznać jak najwięcej parametrów pacjenta, a następnie sprawdzić, jak one korelują z przebiegiem choroby, jej remisją, z odpornością i odpowiedzią na leczenie.

KB: Czyli państwa metody są już stosowane przez placówki służby zdrowia?

MP: Bardzo intensywnie nad tym pracujemy i wierzymy, że w niedługim czasie będzie to możliwe. Wyniki naszych badań są jak dotąd bardzo obiecujące. Wspólnie z lekarzami, np. z Dolnośląskiego Centrum Onkologii we Wrocławiu, realizujemy projekt, który skupia się na analizie nowotworów piersi. Inny projekt prowadzimy z Uniwersytetem Medycznym w Łodzi. W tym przypadku skupiamy się na neutropenii, czyli chorobie, która prowadzi do spadku liczby neutrofili (komórek układu odpornościowego) we krwi. Staramy się współpracować z lekarzami i wdrażać nasze badania do diagnostyki, bo na tym polega ich sens.

Spersonalizowana diagnostyka jest już prowadzona w oparciu o metody genetyczne i na tym polu notowane są duże sukcesy. Natomiast moja działalność służy zrozumieniu działania organizmu i choroby, ale od innej strony, czyli z perspektywy aktywności poszczególnych enzymów. W tym sensie obie wymienione metody są komplementarne, będą mogły być stosowane razem z badaniami genetycznymi – by tworzyć kolejną oś czy kolejny wymiar rozumienia choroby. Oczywiście chciałbym, żeby nasze metody stały się równie popularne, jak badania genetyczne.

KB: Skoro pana badania pośrednio dotyczą nowotworów, chciałem zapytać, czy śledząc światowe doniesienia na temat tej choroby, można mieć więcej nadziei na jej pełną wyleczalność.

MP: To jest bardzo ciekawe zagadnienie, bo w zasadzie z biologicznego punktu widzenia większość nowotworów jest wyleczalna. Natomiast główne pytanie dotyczy tego, kiedy je diagnozujemy i czy nie robimy tego zbyt późno. Niestety w przypadku nowotworów jesteśmy notorycznie spóźnieni z diagnozą. Dlatego kładzie się dziś tak duży nacisk na badania genetyczne. Otrzymujemy określenie prawdopodobieństwa tego, czy choroba się rozwija albo w jakim stopniu się rozwinie – nawet jeśli jej jeszcze nie ma.

Owe badanie genetyczne jest takim najwcześniejszym testem sprawdzającym prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu. My staramy się później wprowadzić właśnie uzupełnienie tych badań. Zatem jeżeli badania genetyczne przewidują, że jakiś gen spowoduje mutacje w jakimś białku i przez to owo białko będzie niefunkcjonalne, czyli nieaktywne albo wręcz przeciwnie – nadaktywne, to my naszą metodą faktycznie możemy określić stopień aktywności tego białka. Musimy więc śledzić wszystkie doniesienia naukowe dotyczące badań nad nowotworami. Gdy okazuje się, że genetycy zidentyfikowali nową mutację genu, który jest odpowiedzialny za produkcję białka, to wtedy takie białko jest naszym celem badawczym.

Badania, które wykonujemy, przebiegają dwutorowo. Pobieramy próbkę od pacjentów i analizujemy ją w laboratorium. Pierwszego typu analiz dokonujemy przy użyciu związków chemicznych, tzw. małocząsteczkowych fluorescencyjnych markerów chemicznych. Mówią nam one właśnie o zaburzonej aktywności enzymów, które chcemy obserwować. Badania te wykonujemy np. za pomocą wysokorozdzielczego mikroskopu fluorescencyjnego lub specjalnych czytników fluorescencyjnych. Natomiast drugi typ naszych badań to cytometria masowa. Jest to kompletnie nowa technika, a nasze laboratorium na Politechnice Wrocławskiej jest jedynym w Polsce, które posiada cytometr masowy. W tym przypadku również skupiamy się na badaniach z wykorzystaniem markerów chemicznych, ale już za pomocą cytometru masowego. Tak więc te markery chemiczne, zamiast znacznika fluorescencyjnego, zawierają jeden ze stabilnych izotopów metali z grupy lantanowców. Dzięki temu możemy bardzo precyzyjnie powiedzieć, jaka jest ilość i aktywność enzymu w pojedynczej komórce, spośród milionów komórek, które analizujemy. Co więcej, dzięki cytometrii możemy zbadać nawet 40 enzymów w tym samym czasie, co jest niemożliwe przy wykorzystaniu mikroskopii fluorescencyjnej, gdzie możemy analizować jedynie 4–5 enzymów jednocześnie.

  

Marcin Poręba został nominowany do tytułu "Młody Promotor Polski 2021". Uroczystość odbyła się podczas Gali "Teraz Polska" w Pałacu Prezydenckim, czerwiec 2021r. Fot. Kamil Broszko

 

KB: Odebrał pan odznaczenie państwowe za walkę z pandemią COVID-19. Na czym dokładnie polegała pana działalność?

MP: To jest bardzo ciekawa sytuacja, ponieważ wspomniane odznaczenie odebrałem za pracę wykonaną w latach 2013–2015. Robiłem wtedy doktorat w laboratorium prof. Marcina Drąga. Razem z nim i dr Pauliną Kasperkiewicz – wtedy też doktorantką – opracowaliśmy metodę, która pozwala na bardzo dokładną analizę tzw. miejsca aktywnego każdego enzymu proteolitycznego. Wyobraźmy sobie, że enzym jest zamkiem. Stworzyliśmy metodę chemiczną, która pozwala bardzo szybko dopasować klucz do tego zamka. Gdy znamy miejsce aktywne enzymu, mamy otwartą drogę, by stworzyć sondy chemiczne do badania tego enzymu. Kiedy pojawił się wirus SARS-CoV-2, okazało się, że są w nim dwa enzymy proteolityczne, które są istotne dla jego wirulencji i inwazyjności. A my mieliśmy już gotową metodę, żeby szybko zmapować miejsce aktywne owych enzymów w tymże wirusie. Nasza metoda w odniesieniu do koronawirusa znalazła rozwinięcie przy tworzeniu narzędzia do testowania. Tak więc mimo że pracowałem nad tą metodą w latach 2013–2015, to gdy pojawił się SARS-CoV-2, została ona błyskawicznie wykorzystana przez prof. Marcina Drąga i jego grupę badawczą do stworzenia nowych sond chemicznych pozwalających badać enzymy proteolityczne koronawirusa.

W związku z tymi badaniami otrzymaliśmy również grant badawczy z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu „Szybka ścieżka – koronawirusy”. Na tym polu moja grupa badawcza zajmuje się analizą krwi ozdrowieńców. Wykorzystujemy w tym celu wspomnianą cytometrię masową, po to, żeby dokładnie zbadać system immunologiczny. Poszukujemy odpowiedzi na pytania, czy po przebyciu COVID-19 system immunologiczny wraca do formy i czy jest to skorelowane z przebiegiem choroby, a także jaką funkcję w tym procesie pełnią enzymy proteolityczne. Kolejnym naszym zadaniem badawczym jest pomiar stężenia przeciwciał, dzięki czemu stworzymy algorytm, by jak najszybciej identyfikować „najlepszych” ozdrowieńców, którzy mogą być donorami osocza dla ludzi zakażonych.

KB: Fundacja Polskiego Godła Promocyjnego realizuje cykl konferencji poświęcony roli koalicji nauki z biznesem i roli innowacji w reformie służby zdrowia. Wiem, że zna pan główne tezy tych spotkań. Jak je pan ocenia?

MP: Absolutnie zgadzam się z tezą, że nauka powinna być autonomiczna i nie może podlegać doraźnie rozumianej aplikacyjności. Podczas państwa debaty padła teza, że często pojawia się presja na szybkie opublikowanie określonych wyników badań ze strony różnych interesariuszy – władz wydziału, polityków czy biznesu. Tak się nie da robić nauki. Wymaga ona bowiem długofalowego podejścia. Tym bardziej, że co do zasady jej ustalenia nie powinny zaspokajać potrzeb określonych grup interesu, tylko służyć całemu społeczeństwu. Zgadzam się również z poglądem, że kluczowe jest dzisiaj dalsze umiędzynarodowienie badań, włączanie się do zespołów międzynarodowych, praca w zagranicznych ośrodkach. Są to ważne tezy, szczególnie dla młodych uczonych, a ich wartość jest szczególna, bo wypowiadają je uznane autorytety naukowe, jak np. prof. Janusz Bujnicki.

KB: Podczas pandemii uczeni – na czele z reprezentantami biologii, chemii i nauk ścisłych – stali się kluczowymi postaciami na największych medialnych frontach.

MP: Mam wrażenie, że nigdy wcześniej naukowcy i nauka nie byli obecni w powszechnych mediach na tak wielką skalę. Chciałbym zwrócić uwagę na jeden zasadniczy fakt. Myślę, że żaden z naukowców nie bierze pod uwagę tego, że będzie musiał występować przed kamerami, tłumaczyć ludziom zawiłości swojej dyscypliny. Dotychczas po prostu skupialiśmy się na swojej działalności, na swoim obszarze badawczym.

Równocześnie w dobie COVID-19 nastąpiła ogromna mobilizacja i zjawisko bez precedensu – ogromna współpraca naukowców reprezentujących różne dyscypliny. I każda z tych dyscyplin ma swoją reprezentację w przekazie medialnym. Eksperci mówią o wynikach badań biologicznych, które skupiają się na mRNA, na enzymach, na układzie odpornościowym, ale także o społecznych czy psychologicznych konsekwencjach pandemii.

Z tym wszystkim wiąże się też inna kwestia. Wzrasta świadomość społeczeństwa, które poniekąd dzięki koronawirusowi zrozumiało, że pieniądze przeznaczane na badania podstawowe zwracają się w postaci środków niezbędnych do walki z przeciwnościami takimi jak koronawirus. Badania podstawowe mają to do siebie, że czasem nagle i nieoczekiwanie stają się podstawą nowych narzędzi, rozwiązujących poważne problemy ludzkości. Nasza politechnika była chyba jednym z pierwszych miejsc w Polsce, w którym zaczęto produkować maski, niezbędne w związku z eskalacją pandemii.

Oczywiście sama obecność naukowców w mediach i ich wola oraz talent do przekazania wiedzy nie wystarczą. Żeby przykładowo zrozumieć działanie szczepionek mRNA, trzeba rozwinąć pewien aparat poznawczy, a to nie zawsze jest możliwe, ale też nie zawsze potrzebne. Nie każdy może kończyć w liceum klasę o profilu biologiczno-chemicznym, nie każdy musi studiować nauki przyrodnicze. Jeżeli ktoś nie rozumie, jaki jest wpływ na organizm szczepionki mRNA, to oczywiście może się jej bać. A lęk jest jednym z powodów narastania hejtu.

KB: Jak ocenia pan odpowiedź krajowych instytucji finansujących naukę, czyli de facto państwa polskiego, na potrzebę finansowania badań związanych z COVID-19?

MP: Instytucje zareagowały dość szybko. Nasz zespół również pracuje dzięki finansowaniu z grantów Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, przyznawanych w ramach konkursu „Szybka ścieżka – koronawirusy”. Do decyzji, żeby przyznać dodatkowe środki na granty i szybkie procedury konkursowe, nie można mieć zastrzeżeń. Natomiast osobnym problemem jest niewydolność administracji instytucji naukowych i przestoje związane z obsługą samych grantów. To są typowe krajowe problemy, które oczywiście mieliśmy już wcześniej.

KB: A czy przy okazji większej intensywności relacji pomiędzy ośrodkami władzy politycznej i nauki utrwali się jakiś nowy trend lepszej współpracy i wzajemnego zrozumienia?

MP: Chciałbym, żeby ten trend się utrzymał. Współpraca między nauką, medycyną, administracją i władzami państwowymi jest bardzo potrzebna. Teraz przy ministrze zdrowia działa specjalnie powołana rada konsultacyjna. Obecny minister zdrowia nie jest lekarzem, tylko menedżerem, ekonomistą. I nie musi być lekarzem. Ważne, aby politycy potrafili się otaczać ludźmi rzeczywiście mądrymi, a nie klakierami. Ważne, żeby zauważyli, że naukowcom można zaufać. A z tym wiąże się projekt upraszczania procedur grantowych i prawa zamówień publicznych, które w obecnym kształcie mocno przeszkadza nauce. Aby skutecznie walczyć z koronawirusem, wprowadzono ustawę, która de facto znosi konieczność zamówień publicznych. To był strzał w dziesiątkę. Nie da się inaczej usprawnić nauki i szybko reagować na sytuację. Jeżeli ten trend odchodzenia od zawiłych procedur się utrzyma, będzie to miało pozytywny skutek, nie tylko w aspekcie naukowym, ale też społecznym.

KB: Wspomniany wcześniej postulat umiędzynarodowienia nauki jest już dziś chyba coraz szerzej realizowany. Czego jeszcze brakuje, by młodzi polscy uczeni mogli uwolnić swój potencjał, a nasza nauka – znaleźć się w światowej awangardzie?

MP: W kwestii umiędzynarodowienia – nie ma już żadnych granic. Każda osoba zajmująca się nauką i odpowiednio zmotywowana znajdzie odpowiedni grant i ośrodek zagraniczny, który ją przyjmie. I sobie poradzi, bo okazuje się, że nasza edukacja, od tej wczesnoszkolnej aż po liceum i studia wyższe, daje nam dobre podstawy do tego, żeby rozbudowywać naukowy aparat poznawczy – w szczególności w dyscyplinach technicznych – i konkurować z uczonymi z innych krajów. To samo dotyczy również popularnej ścieżki kariery, w ramach której po doktoracie wyjeżdża się na kilka lat za granicę, aby zdobyć wiedzę i doświadczenie naukowe, a następnie wraca do kraju, by tworzyć własne laboratorium. Pracując w Polsce, można korzystać z tutejszych programów grantowych, ale także ze środków Unii Europejskiej i innych instytucji międzynarodowych przeznaczanych na naukę. Więc w tym sensie zmiana, która dokonała się w ostatnim dziesięcioleciu, jest potężna.

Natomiast w aspekcie „wykonawczym” niewiele się zmieniło. To, co było główną bolączką polskiej nauki, jeszcze się pogłębia – brakuje wykwalifikowanej administracji, która pomagałaby młodym aplikować o granty i realizować je w rzetelny sposób. Pod tym względem Zachód ma nad nami ogromną przewagę.

Młodzi polscy naukowcy poradzą sobie z badaniami, również na poziomie międzynarodowym. Potrzebujemy jednak większej pomocy administracji w kwestii aplikowania, realizowania i rozliczania grantów. Nawarstwia się wokoło nich coraz więcej przepisów, procedur, norm i żaden uczony nie poradzi sobie z równoczesną pracą badawczą, tworzeniem publikacji i pracą administracyjną przy grantach. Mówiąc to, staram się przedstawić ogólną sytuację młodych ludzi nauki w Polsce, bo akurat na mojej uczelni rektor prof. Arkadiusz Wójs i dziekan Wydziału Chemicznego prof. Piotr Młynarz doskonale rozumieją, że aby liczyć się w europejskiej i światowej nauce, trzeba postawić na młodych. A żeby tego dokonać, trzeba powiększać, szkolić i dbać o zespół ludzi, który z kolei pomaga młodym naukowcom aplikować o granty, realizować je, rozliczać i raportować. Młodzi naukowcy pozostawieni bez realnego wsparcia administracyjnego w pewnym momencie stają się przeciążeni pracą i zamiast skupiać się na nauce – wypełniają formularze. To zawsze rodzi frustrację i znacząco obniża motywację do pracy. Może to zabrzmieć jak banał, ale bez sprawnej administracji polska nauka nie ma szans, by dogonić świat.

 

Dr hab. Marcin Poręba jest chemikiem pracującym na Politechnice Wrocławskiej. W 2014 r. otrzymał stopień naukowy doktora w dziedzinie nauk chemicznych (promotor: prof. Marcin Drag). W 2015 r. jako pierwszy naukowiec z Polski otrzymał prestiżowe stypendium naukowe Marie Skłodowska-Curie Global Fellowship w programie Horyzont 2020. W ramach tego stypendium w latach 2016–2018 zrealizował staż podoktorski w Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute w San Diego (USA) w laboratorium prof. Guya Salvesena, światowego autorytetu w dziedzinie badania mechanizmów śmierci komórki. Po powrocie na Politechnikę Wrocławską w 2020 r. otrzymał stopień naukowy doktora habilitowanego w dziedzinie nauk chemicznych.

Dr hab. Marcin Poręba jest autorem ponad 50 artykułów naukowych w recenzowanych czasopismach zagranicznych z listy filadelfijskiej. W trakcie swojej pracy badawczej był wielokrotnie nagradzany za osiągnięcia naukowe. Otrzymał: Nagrodę Komitetu Chemii Analitycznej PAN za rozprawę habilitacyjną (2021), Nagrodę Polskiego Towarzystwa Chemicznego za habilitację (2021), Nagrodę Rektora Politechniki Wrocławskiej (2019, 2017), Nagrodę Uniwersytetu Zachodniej Australii (2019), stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych naukowców (2017) i doktorantów (2013), stypendium Start Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2014, 2013). Obecnie dr Marcin Poręba kieruje czterema projektami badawczymi z Narodowego Centrum Nauki oraz Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.