Rola biotechnologii w ochronie zdrowia na przykładach dokonań laureatów Konkursu „Teraz Polska”

Czym jest biotechnologia i jakie ma zastosowania w systemie ochrony zdrowia

Biotechnologia to interdyscyplinarna dziedzina nauki wykorzystująca procesy biologiczne na skalę przemysłową w celu wytwarzania lub modyfikowania produktów lub procesów znajdujących zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak rolnictwo, przemysł spożywczy, ochrona środowiska oraz system ochrony zdrowia. W medycynie biotechnologia jest wykorzystywana do produkcji leków i szczepionek oraz w badaniach genetycznych. Pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej jest insulina.

Rozwój biotechnologii w naturalny sposób wiąże się z koncepcją One Health, promowaną przez Światową Organizację Zdrowia, a podkreślającą współzależność pomiędzy zdrowiem ludzi, zwierząt i stanem środowiska naturalnego (co ma współcześnie znaczenie choćby z powodu rosnącej liczby chorób odzwierzęcych).

– Na naszych oczach dokonuje się obecnie największa rewolucja w medycynie. Między innymi za sprawą rozwoju biotechnologii, która obejmuje wszystkie aspekty działalności medycznej, począwszy od projektowania i syntezy nowych leków, poprzez rewolucję w diagnostyce, prewencję, aż do wprowadzenia nowych metod leczenia różnych chorób – podkreśla dr Jarosław Górski.

Celem biotechnologii w medycynie jest dostarczanie nowoczesnych rozwiązań mających zastosowanie zarówno w prewencji chorób (co potwierdzają nowoczesne szczepionki stosowane ostatnio choćby przeciwko wirusowi Sars-CoV-2), jak i w diagnostyce oraz terapii. – Od kilku lat jest dostępna terapia czerniaka oparta na zmodyfikowanym genetycznie wirusie opryszczki (herpes), tak aby już nie szkodził człowiekowi, natomiast niszczył komórki nowotworowe – podaje przykład prof. Krzysztof Pyrć.

 

Jakich kompetencji i zasobów potrzeba, aby tworzyć nowe rozwiązania w biotechnologii

 

Biotechnologia jest dziedziną interdyscyplinarną, potrzebującą specjalistów o bardzo wyspecjalizowanych kompetencjach. – Spółka ADJ Nanotechnology, którą kieruję, skupia specjalistów z zakresu nanotechnologii. Rozwijamy kompetencje w wytwarzaniu nanomateriałów o biobójczych właściwościach, przeznaczonych do stosowania w określonych obszarach. Nanotechnologia nie jest jeszcze dziedziną dobrze rozpoznaną w Polsce, szczególnie jeżeli chodzi o etap wdrażania. Istniejące regulacje stwarzają wiele trudności – podkreśla prof. Agnieszka Jastrzębska.

 

Dr Dawid Nidzworski uważa, że w najbliższym czasie zastosowanie szeroko rozumianej biotechnologii w medycynie i weterynarii (w ramach One Health) wejdzie w fazę wzrostu wykładniczego. – Kiedyś proces wdrażania szczepionki trwał 15–20 lat. Ostatnie trzy lata pandemii Sars-CoV-2 pokazały, że mając zespół interdyscyplinarny, można wdrożyć szczepionkę w ciągu kilkunastu miesięcy. Spodziewam się, że w ciągu pięciu lat opracujemy takie technologie i procesy, że od pojawienia się kolejnego patogenu do powstania szczepionki upłyną trzy miesiące, a sztuczna inteligencja pomoże zweryfikować jej bezpieczeństwo – ocenia dr Nidzworski.

 

Przewiduje się, że najbliższa dekada będzie obfitować w liczne dokonania w obszarze biotechnologii. Dlatego potrzebni są eksperci z dziedziny informatyki, programowania, analizy danych, sztucznej inteligencji. Co więcej, będą oni musieli mieć także kompetencje z zakresu innych dziedzin; programista będzie musiał znać istotne problemy z zakresu biologii, a biolog – z zakresu informatyki.

 

– Prace nad nowym lekiem biotechnologicznym zaczynamy od wyboru 5–10 cząsteczek, które są wyłaniane przez algorytm w ciągu kilkunastu dni obliczeń i komputerowej analizy dziesiątek tysięcy różnych wariantów. Następnie proces przenosi się do laboratorium, w którym pracują biotechnolodzy, specjaliści od problemów molekularnych i od linii komórkowych. Ale są też fizycy lub chemicy, którzy wspólnie pracują, aby przyspieszyć dane doświadczenie. Zwinność i elastyczność naukowa to jedne z ważniejszych kompetencji – opisuje proces laboratoryjny dr Nidzworski.

Czy można mówić o polskiej specjalności z zakresu biotechnologii

Mamy zespoły naukowe na światowym poziomie zajmujące się sztuczną inteligencją, nanotechnologią, wirusologią i weterynarią. – Jednak nie można wskazać polskiej specjalności. To, co nas wyróżnia, to konieczność rozwiązywania problemów w sposób maksymalnie oszczędny z powodu ograniczonych środków na badania i rozwój. To powoduje, że technologie, które opracowujemy w Polsce, są naprawdę przełomowe. Do tego stopnia, że Zachód jest w stanie dojść do tych rozwiązań dopiero po paru latach – podkreśla dr Dawid Nidzworski.

 

Nauce w Polsce brakuje otoczenia biznesowo-publicznego

Takie otoczenie spowodowałoby szybkie wprowadzenie na rynek nowatorskich rozwiązań opracowanych przez naukę. Potwierdza to prof. Magdalena Król, która rozwija terapię komórkową w leczeniu glejaka. – W przyszłym roku rozpoczynamy etap badań klinicznych, podczas których nasz produkt będzie podany chorym. Niestety, nie w Polsce, ale w Szwajcarii, bo tam są już przetarte ścieżki wdrażania technologii typu first in class. Brakuje w Polsce ekspertów, którzy potrafiliby zaplanować badania kliniczne tak, aby innowacyjny produkt można było podać jak najszybciej pacjentowi. Cierpimy na ustawiczny brak funduszy, więc próbujemy wszystko robić taniej i „po swojemu”, gdyż ekspert z USA kosztuje krocie – podkreśla prof. Magdalena Król. – Polityka rządu szwajcarskiego wręcz zachęca innowacyjne firmy do przeprowadzania badań klinicznych na terenie Szwajcarii, ułatwiając ścieżkę formalno-administracyjną, po to, aby pacjenci mieli dostęp do najnowocześniejszych technologii. W Polsce proces ten trwa bardzo długo, jest kosztowny i skomplikowany pod względem wymogów prawno-formalnych – dodaje.

Brakuje nam środków finansowych przeznaczonych na naukę, a w szczególności na badania stosowane. Działalność uczelnianych centrów technologii nie wydaje się być wystarczająca, wyłoniona z instytutów branżowych Sieć Badawcza Łukasiewicz również nie zdoła naprawić systemu. Potrzebna jest ścieżka szybkiej komunikacji między nauką i przemysłem, który czeka na produkty z tzw. gotowością technologiczną. Tymczasem większość naukowców nawet nie zdaje sobie sprawy z tego, co jest ważne dla biznesu. Na uczelniach powstają spółki typu spin-off, zakładane przez naukowców, którzy chcą doprowadzić swój produkt do gotowości technologicznej i opracować dokumentację zgodnie z wymaganiami przemysłu.

 

Społeczna akceptacja porażki

Potrzebna jest zmiana podejścia do pracy naukowo-badawczej poprzez społeczną akceptację porażki. Brak sukcesu jest wpisany w DNA naukowca – nie każdy projekt badawczy się powiedzie, co więcej, brak oczekiwanego wyniku to także cenna informacja, która jest jednym z elementów rozwoju nauki i innowacyjności.

– Dzisiaj rozmowa z grantodawcą zaczyna się od pytania: jak udowodnisz, że odniesiesz sukces, czyli doprowadzisz projekt do komercjalizacji? Jeżeli dziś mam zaplanować badania, które za trzy lata zakończą się komercjalizacją, to znaczy, że nie będą to badania przełomowe na skalę światową. A tylko takie powinny nas interesować, gdyż polskie zespoły naukowe mają kompetencje do prowadzenia pionierskich prac badawczych. Ale nie ma funduszy wysokiego ryzyka, które stać na to, aby po trzech latach badań i wydatkowaniu kilkudziesięciu milionów złotych usłyszeć: „Tym razem nie udało się nam” – podkreśla dr Dawid Nidzworski.

Każda złotówka inwestowana w naukę wraca do społeczeństwa pomnożona. W 2020 r. w Łukasiewiczu obliczono, że złotówka subwencji dawała średnio sześć złotych dla gospodarki. – Brakuje przejrzystego mechanizmu refinansowania nakładów uczelni ponoszonych na innowacje, na badania i rozwój. W tej chwili mechanizm finansowania nauki nie jest stabilny i w żaden sposób nie jest powiązany z wkładem nauki w PKB, bo nikt tego nie liczy – konkluduje dr Górski.

– Dopóki nie osiągniemy odpowiedniego poziomu finansowania nie możemy oczekiwać, że pieniądze inwestowane w naukę będą do niej wracać. Potrzebna jest pewna masa krytyczna, aby móc wytworzyć ekosystem, odpowiednie otoczenie społeczno-gospodarcze akceptujące porażkę. Potrzebna jest także zmiana podejścia do akademii. Naukowiec oceniany punktowo patrzy krótkoterminowo, przez pryzmat oceny okresowej. Przy takim nastawieniu trudno o przełomowe odkrycia, które wymagają wieloletnich badań – podkreśla prof. Krzysztof Pyrć.

 

Legislacja zmorą innowatora

Kolejna bolączka innowatorów to legislacja, która jest bardzo restrykcyjna, a będzie jeszcze bardziej, gdyż Komisja Europejska wprowadza coraz więcej wymogów związanych z rejestracją produktów medycznych. Tym bardziej potrzeba nam osób z wysokimi kompetencjami w tym obszarze. Zespoły legislacyjne powinny być wspierane przez ekspertów z danej dziedziny, podobnie jak grantodawcy oceniający wnioski dotacyjne. – Eksperci będą niezbędni, aby w przypadkach niestandardowych, nowatorskich rozwiązań zaproponować ścieżkę legislacji. Teraz, jeżeli innowacyjny produkt wymyka się schematom, to jest odrzucany – zauważa dr Nidzworski. – Sytuacja staje się absurdalna: szczepionkę można opracować już w 10 miesięcy, ale jej rejestracja trwa dwa lata. Proces zaprojektowania produktów biobójczych wymaga trzech miesięcy, a ich rejestracja – kilku lat i wielu pieniędzy. Jeżeli mówimy o elastyczności w podejściu naukowym, to ten postulat odnosi się także do urzędników – dodaje.

– Podobnie wygląda współpraca z dużymi firmami: badania trwają cztery tygodnie, a podpisanie umowy na te badania trwa rok. Nie jest dobrze dla postępu, jeżeli papierkowa robota wymaga więcej czasu i wysiłku niż koncepcyjna praca nad innowacją – twierdzi prof. Pyrć.

 

W jaki sposób uspójnić perspektywę akademika i legislatora

Technologia przyspiesza proces od pomysłu do wdrożenia, przyczyniając się do poprawy jakości życia Polaków, jednak na przeszkodzie stoją biurokracja, brak elastyczności i indywidualnego podejścia do specyficznych innowacyjnych przypadków i konkretnych procesów technologicznych. Z drugiej strony regulacje prawne mają na celu zapewnienie bezpieczeństwa zdrowia publicznego, dlatego ich powolność wynika z ostrożności wobec życia ludzkiego. W jaki sposób uspójnić te perspektywy?

Dr Dawid Nidzworski proponuje tzw. pilotażowe wdrożenia, czyli konkursy ogłaszane przez konkretne placówki medyczne na rozwiązanie konkretnych problemów (np. obniżenie kosztów diagnostyki lub skrócenie terapii). Zwycięzca konkursu będzie miał gwarancję wdrożenia swojego rozwiązania we wskazanej placówce medycznej przez określony czas. W ten sposób zamawiający rozwiąże swój problem, a zwycięzca zyska pierwszego klienta. – Rozwiązania przełomowe są dostępne, diagnostyka potrafi być szybka i bezpośrednia, ale w obecnym stanie prawnym szpital czy przychodnia nie może ich zakontraktować, bo nie figurują w koszyku świadczeń gwarantowanych. Dlatego firmy dysponujące innowacyjnymi rozwiązaniami szukają swoich klientów za granicą. W ten sposób najnowsze zdobycze polskiej nauki są wykluczane z polskiego systemu ochrony zdrowia – mówi dr Nidzworski. – Obecnie diagnostyka nowotworu pęcherza moczowego, razem z analizą wyniku, trwa kilka godzin i jest inwazyjną, nieprzyjemną dla pacjenta procedurą. Mamy rozwiązanie dużo tańsze, w którym stosujemy sztuczną inteligencję, i w prawie 90 proc. jesteśmy w stanie uzyskać takie same wyniki, jak w tradycyjnym, bardzo inwazyjnym badaniu. Wraz z rosnącą liczbą danych wynik ten będzie zbliżony do badania tradycyjnego. Ale dzisiaj nie ma procedury, która pozwoliłaby na wdrożenie naszego rozwiązania, więc szukamy potencjalnych klientów za granicą. W Polsce pacjent nawet na własne ryzyko nie może zastosować niezalegalizowanego badania – podaje przykład.

Prof. Magdalena Król opowiedziała o swoich doświadczeniach w pracach nad terapią glejaka. – To niezaspokojona potrzeba medyczna, gdyż rokowania pacjentów z tym nowotworem są niepomyślne, tak więc każdy nowy pomysł na terapię jest na wagę złota. Rozumieją to Szwajcarzy. Jeżeli badacz pokaże rozwiązanie, które na modelach przedklinicznych działa i jest stosunkowo bezpieczne, to odpowiednia fundacja na uczelni pokrywa koszty eksperymentalnej produkcji leku, który można podać nawet kilku pacjentom. Jeżeli terapia przynosi spodziewane korzyści dla pacjenta, to bez problemu badacz może sięgać po większe fundusze i rozwijać projekt na większą skalę – tłumaczy.

– Niestety, nie spotkałam się z takimi rozwiązaniami w Polsce. Brakuje instytucji z otoczenia biznesowego, która pracowałaby dla spin-offów niemających kompetencji wdrożeniowych i nieradzących sobie samodzielnie w tej fazie rozwoju innowacji – mówi prof. Agnieszka Jastrzębska.

 

Potrzebujemy kompleksowej strategii rozwoju

Do tej pory mówiliśmy o rozwiązaniach pojedynczych problemów, o niszach, w których próbujemy odnaleźć polską przewagę konkurencyjną. Tymczasem potrzebujemy długofalowej strategii rozwoju, odpolitycznienia instytucji zarządzających nauką i jej rozwojem, aby zagwarantować trwałość i konsekwentne działania w obranym kierunku. Nauka, biznes i społeczeństwo oczekują wskazania celów, do których mamy dążyć, i specjalności, które chcemy rozwijać jako kraj.

Wspólnie i spójnie powinny działać instytucje finansujące naukę, takie jak Narodowe Centrum Nauki, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju czy Agencja Badań Biomedycznych. – Jeżeli rozmawiamy na kongresie o One Health, to może porozmawiajmy też o One Science w kontekście zmian klimatycznych, migracji ludności czy starzejącego się społeczeństwa, bo te kwestie będą kluczowe w perspektywie najbliższych 10 lat – postuluje prof. Krzysztof Pyrć.

– Potrzebne jest porozumienie pomiędzy resortami zdrowia, nauki i finansów w celu wypracowania strategii, aby za 10 lat nie wydawać 10 razy więcej na ochronę zdrowia. Polityka państwa dotycząca systemu ochrony zdrowia powinna być ukierunkowana na optymalizację kosztów, zapewnienie dostępu do leczenia i profilaktyki każdemu obywatelowi. A personelu medycznego brakuje już dziś –potwierdza dr Dawid Nidzworski.

– Historie dokonań naszych rozmówców dowodzą, że sukcesy są możliwe, a mogłyby być bardziej spektakularne, jeżeli rozwijać się będzie współpraca nauki, biznesu i sfery publicznej. Nauka przyczynia się istotnie do rozwoju systemu ochrony zdrowia i do rozwoju gospodarki. Środki finansowe przeznaczone na naukę to dobra inwestycja, która podnosi konkurencyjność gospodarki, zwraca się w horyzoncie długofalowym i powinna być relokowana powrotnie w naukę na potrzeby innowacyjnych projektów, ku społecznej korzyści – podsumował dyskusję dr Jarosław Górski.

 

Postulaty w sprawie rozwoju biotechnologii w Polsce

Prof. Agnieszka Jastrzębska: Bardzo chciałabym w nieodległej przyszłości zobaczyć dobrze funkcjonujące otoczenie biznesowe, które pomagałoby start-upom we wprowadzaniu innowacji na rynek.

Prof. Krzysztof Pyrć: Obserwujemy liczne wyjazdy młodych naukowców z Polski na Zachód. Powrotów jest znacznie mniej. Potrzebujemy wielostronnej komunikacji z krajami wysokorozwiniętymi, aby wymiana naukowców była faktyczna, a nie jednokierunkowa. Powracający polscy naukowcy to szybki sposób na pozyskanie brakujących kompetencji dla krajowego systemu rozwoju innowacyjności.

Dr Dawid Nidzworski: Życzę nam wszystkim rozwoju biznesu w obszarze biotechnologii. Wtedy w Polsce będzie można rozwijać najnowsze technologie na skalę światową, bo potencjał naukowy już mamy.

Prof. Magdalena Król: Dwa lata temu byłam na spotkaniu organizowanym przez big pharmę, na którym pokazano mapę innowacji w Europie. Mapa kończyła się na Odrze, a za nią była biała plama. Życzyłabym sobie, aby w naszym kraju odnotowano wreszcie sukcesy w innowacyjności, które spowodują efekt kuli śnieżnej, i by na tej mapie pojawiła się Polska.