Rozmowy na 25-lecie Fundacji: z dr Haliną Waś, badaczką zajmującą się biologią komórkową, rozmawia Patrycja Dołowy

Dodano: :: Kategorie: Aktualności, 25 lat FNP
-A A+

25 rozmów na 25-lecie Fundacji. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej obchodzi w tym roku 25-lecie swojej działalności. Z tej okazji zaprosiliśmy 25 laureatów naszych programów do rozmowy o tym, jak się „robi” naukę. Co ich fascynuje?  Co jest tak ciekawe i ważne w tym, czym się zajmują, że zdecydowali się poświęcić temu większą część życia? Jak osiąga się sukces?

Bohaterki i bohaterowie wywiadów to badacze, którzy reprezentują wiele odległych od siebie dziedzin, są na różnych etapach kariery naukowej i mają różnorodne doświadczenia. Łączy ich jedno – uprawiają naukę na światowym poziomie, mają na koncie imponujące osiągnięcia, a w swoim bogatym CV – różnego typu wsparcie od FNP. Kolejne wywiady będą ukazywać się cyklicznie na stronie FNP.

Zapraszamy do lektury!

Niekończąca się opowieść

Z dr Haliną Waś, badaczką zajmującą się biologią komórkową, rozmawia Patrycja Dołowy

PATRYCJA DOŁOWY: Jak to w końcu jest z tymi starymi komórkami nowotworowymi?

HALINA WAŚ: Zacznę może od tego, że pierwszy staż podoktorski odbyłam w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie, w zespole prof. Ewy Sikory, który zajmuje się molekularnymi podstawami starzenia się komórek. Na początku byłam zaangażowana w projekt dotyczący ścieżek sygnalizacyjnych, które mogą być istotne dla tego procesu. Właśnie przy okazji tych badań dowiedziałam się o nietypowym podziale starych komórek nowotworowych. Podstawowy dogmat biologii starzenia mówi, że komórki stare nie dzielą się. 10 lat temu prof. Rengaswami Rajamaran i jego zespół zaobserwowali, że stare komórki nowotworowe dzielą się, ale  w nietypowy sposób, który nazwali neozą. Nie na dwie, jak przy mitozie, ani na cztery, jak przy mejozie, ale na kilka-kilkanaście komórek potomnych. To mnie kompletnie zafascynowało! Rajamaran zasugerował też, że komórki potomne mogą wykazywać (przynajmniej przejściowo) cechy nowotworowych komórek macierzystych. Tematem nowotworowych komórek macierzystych zainteresowałam się jeszcze podczas doktoratu. Postanowiłam zgłębić ten niesamowity mechanizm.

I to był początek Twoich badań nad starą komórką nowotworową?

Tak, ale potrzebowałam funduszy. To jedna z wielu cennych lekcji, które odebrałam podczas doktoratu od moich nauczycieli – prof. Alicji Józkowicz i prof. Józefa Dulaka: jeśli chcesz prowadzić badania, musisz aktywnie zdobywać fundusze. Dobra nauka kosztuje. Złożyłam więc dwa wnioski grantowe: jeden do Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego  (do programu Iuventus Plus), a drugi do Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (na konkurs INTER). Udało mi się pozyskać pieniądze z obu źródeł. Te środki pozwoliły mi na samodzielność naukową: prowadzenie badań według własnych pomysłów, wypłacenie wynagrodzenia dla współpracowników, kupienie odczynników i zwierząt. Dzięki wsparciu ministerstwa oraz FNP (w tym przypadku były to fundusze nie tylko na realizację projektu, ale także część stypendialna dla mnie), mogłam skupić się wyłącznie na nauce i to było świetne. Jednym z głównych założeń projektu INTER FNP była współpraca interdyscyplinarna. To było duże wyzwanie! Głównie dlatego, że naukowcy różnych dziedzin mówią innymi językami i czasem trudno się porozumieć. Projekty zrealizowałam w pracowni prof. Bożeny Kamińskiej w Nenckim. Kiedy patrzę z perspektywy czasu, mogę powiedzieć, że to było dla mnie bardzo ważne doświadczenie, dzięki któremu nauczyłam się samodzielności i mnóstwa nowych rzeczy: od prowadzenia badań, nawiązywania i prowadzenia współpracy, po kwestie organizacyjne związane z prowadzeniem projektów. Utwierdziłam się też w przekonaniu, że nigdy nie można się poddawać, tylko robić swoje. Nawet, jeśli nie wszyscy to akceptują albo rozumieją. Prawdziwa nauka i ciężka praca obronią się zawsze!

Pamiętam Twoje show w trakcie konkursu INTER. Świetnie trafiłaś z wiedzą do publiczności.

Dziękuję. Finał poprzedziły szkolenia z wystąpień publicznych. To było dla mnie bardzo inspirujące. Zmieniłam koncepcję swojego wystąpienia konkursowego o 180 stopni. Kiedy podczas próbnej prezentacji opowiedziałam o swoich badaniach, po minach kolegów i koleżanek zorientowałam się, że niewiele z tego zrozumieli. Moja prezentacja była zbyt skomplikowana, naszpikowana szczegółami i mocno abstrakcyjna. Prowadzący – Mirek Oczkoś – powiedział nam, że przygotowując prezentację musimy odpowiedzieć sobie na trzy pytania: Co chcemy powiedzieć? Kto jest odbiorcą? W jaki sposób chcemy to przekazać? I koniecznie powinniśmy odwołać się do czegoś, co ludzie znają, co kojarzą ze swojego życia. Chciałam mówić o mechanizmach zachodzących w komórkach nowotworowych w odpowiedzi na chemioterapię. Po pierwsze, że komórki nowotworowe mogą się starzeć w takiej sytuacji i tak nietypowo się dzielić. Po drugie, jakie mogą być tego konsekwencje dla pacjenta. I olśniło mnie: stara komórka nowotworowa, dobra czy zła? No to sąd! Wcieliłam się więc w postać sędziny, która podsumowuje mowy końcowe obrony i oskarżenia. W roli starej komórki nowotworowej oskarżonej o wznowę choroby u pacjentów onkologicznych wystąpiła moja współpracowniczka mgr Joanna Czarnecka. Wobec nieprzekonywujących dowodów puściłam ją wtedy wolno…

Są jakieś nowe dowody dla sądu?

Tak, zdecydowanie. Nasze badania, prowadzone we współpracy z naukowcami z Nenckiego, szczególnie z Joanną Czarnecką i Kamilą Barszcz, rzucają trochę nowego światła na ten temat. Po pierwsze wiemy już, które chemioterapeutyki powodują starzenie komórek raka jelita grubego, a które nie. Przetestowaliśmy w warunkach hodowli komórkowych in vitro trzy leki, które podaje się pacjentom w klinice i odpowiedź komórkowa na każdy z nich była inna. Co ciekawe, po odstawieniu leków, niektóre z tych komórek nowotworowych zaczynały się dzielić, ale ze sporym opóźnieniem. Sądzę, że starzenie komórkowe może być jednym z mechanizmów odpowiedzialnych za wznowę choroby po zakończonym leczeniu. Wyobrażam sobie też, że stara komórka nowotworowa jest czymś w rodzaju przetrwalnika, który nieaktywny przez długi czas w trakcie i po leczeniu, w sprzyjających warunkach podejmuje aktywność podziałową i odnawia nowotwór.

halina-was_2

Na zdjęciu dr Halina Waś, fot. One HD

Czyli jednak winna?

Zadałam sobie pytanie, czy możemy w jakiś sposób zahamować podziały starych komórek nowotworowych. Pomyślałam o autofagii. To bardzo ważny proces komórkowy. Komórka w warunkach stresu spowodowanego np. głodzeniem albo działaniem czynników toksycznych, sama siebie zjada. Usuwa w ten sposób uszkodzone makromolekuły i organella komórkowe. W guzie nowotworowym panują bardzo niekorzystne warunki. Brakuje substancji odżywczych. Jest przegęszczenie. Brakuje tlenu. Komórki nowotworowe bardzo szybko się dzielą i wyczerpują wszelkie zapasy. Dodatkowy stres powodujemy my, podając radio- i chemioterapie. Autofagia jest jednym z procesów, który pozwala komórce nowotworowej (szczególnie starej) radzić sobie z tym całym bałaganem. Do zablokowania autofagii zastosowaliśmy substancję chemiczną hamującą ten proces, tzw. inhibitor.

Podziałało?

W pierwszych dniach po jego podaniu komórki nowotworowe dostały w kość i sporo z nich umarło. Jednak później te, które przeżyły, w szybkim tempie odnowiły populacje. Najbardziej zaskoczył nas wynik doświadczeń na zwierzętach. Guzy urosły szybciej, jeśli podaliśmy myszom stare komórki nowotworowe, u których hamowaliśmy autofagię! Szukamy teraz odpowiedzi na pytanie, dlaczego tak się stało. Obecnie prowadzone są badania kliniczne, podczas których próbuje się potęgować efektywność chemioterapii właśnie za pomocą inhibitorów autofagii. Nasze badania mogą przyczynić się do opisania molekularnych mechanizmów występujących w trakcie takiej terapii. Zarówno tych pozytywnych, jak i negatywnych dla pacjenta. Trzeba pamiętać o tym, że dla pacjenta chemioterapia jest toksyczna. Działa nie tylko na komórki nowotworowe, ale też na dzielące się w organizmie komórki prawidłowe: komórki krwi, nabłonków w przewodzie pokarmowym i w skórze. Pacjenci doświadczają niebezpiecznych dla zdrowia i życia efektów ubocznych, między innymi spadku odporności. Najmniejsza infekcja u pacjenta w trakcie chemii może skończyć się bardzo źle. Dlatego czasem sytuacja robi się patowa – albo rak, albo pacjent… Zdarza się też, że choroba w odpowiedzi na leczenie cofa się, ale po kilku miesiącach lub latach pacjent wraca z nawrotem choroby. I często bardziej złośliwej. Badania (także innych zespołów na świecie) sugerują, że starzenie komórkowe, indukowane przez chemioterapię, może być paradoksalnie jednym z mechanizmów oporności na nią.

Co jeszcze indukuje starzenie komórek nowotworowych?

Czynniki stresowe uszkadzające DNA, np. substancje chemiczne lub promieniowanie, które stosujemy podczas terapii. Indukują one tzw. starzenie przyspieszone. Jest to proces gwałtowny, zachodzący w ciągu kilku dni. W odpowiedzi na uszkodzenie DNA komórka ma trzy wyjścia. Może te uszkodzenia naprawić i wznowić podziały komórkowe. Jeżeli uszkodzenia są bardzo rozległe i zagrażają integralności komórki, wtedy komórka jest kierowana na drogę śmierci. Trzecie wyjście to właśnie starzenie komórkowe. Komórka wtedy pozostaje przy życiu, ale nie dzieli się. Przynajmniej w teorii. Sam proces starzenia się komórkowego jest potrzebny. Zapobiega procesom nowotworzenia, hamując powielanie się komórek z wadliwym DNA. Jeśli w komórce prawidłowej dojdzie do aktywacji onkogenów, czyli genów sprzyjających nowotworzeniu, taka komórka również kierowana jest na drogę starzenia. W końcu, jeśli jakaś komórka przełamie te wszystkie bariery i ulegnie transformacji nowotworowej, to wciąż, działając na nią czynnikami uszkadzającymi DNA, możemy spowodować jej starzenie. Jeszcze 10 lat temu sądzono, że starzenie komórkowe może stanowić pożądany cel podczas terapii. Przecież stare komórki nowotworowe nie dzielą się, a zatem choroba w takiej postaci jest kontrolowana, nie rozprzestrzenia się.

Ale dziś wiecie, że stare komórki mogą podlegać tym dziwnym specyficznym podziałom?

To jest przeciwne dogmatowi, prawda? Cztery lata temu ukazała się publikacja pokazująca, że obecność starych komórek nowotworowych w guzie może zwiększać śmiertelność pacjentów. Być może jest to związane właśnie z tymi nietypowymi podziałami. Tak przynajmniej sugerują badania in vitro. Trzeba będzie to  zweryfikować stosując bardziej złożone modele. Wciąż nie wiemy, dlaczego niektóre stare komórki podejmują podziały. Możemy sobie wyobrazić, że starzenie się jest procesem, który ma swoje etapy, a nie jest tylko punktem końcowym. Być może na pewnym etapie komórka może „zawrócić z drogi starzenia” i zacząć się znów dzielić. Nie wiemy jeszcze, na jakim etapie jest ten przełącznik i jak on wygląda. Podział komórki starej to bardzo rzadkie zjawisko, trudne do badania. Złapanie zmian, które zachodzą na poziomie pojedynczych komórek, w hodowli jest skomplikowane. Nie mówiąc już o tym, jak trudne będzie opisanie tego w warunkach in vivo – posługując się modelami zwierzęcymi, a następnie w materiale pochodzącym od pacjentów. Sporo już na ten temat wiemy, ale jeszcze wiele pytań zostaje bez odpowiedzi. Niewykluczone, że wyniki tych analiz zmuszą nas do zmiany definicji.

Daleką mamy wciąż drogę do  poznania  tajemnic raka…

Tak, czasem mam poczucie, że im bardziej zagłębiam się w ten temat, tym mniej wiem. Jest tak wiele rzeczy do zbadania. To złożona choroba – wielopoziomowa, bardzo zmienna. Ta heterogenność występuje nie tylko pomiędzy różnymi typami nowotworów, ale też pomiędzy guzami tego samego typu, a w końcu nawet w obrębie jednego guza, u jednego pacjenta. Wszystkie sytuacje stresowe – niedobór substancji odżywczych i tlenu, toksyczność terapii – powodują, że komórki nowotworowe ewoluują w ciele pacjenta. Przeżywają tylko te najlepiej przystosowane. Dlatego nie wystarczy podać jednego leku, żeby zabić wszystkie komórki guza. Obecnie testuje się terapie opierające się na łączeniu kilku leków na raz. Jeśli na przykład wiemy, że komórki stare mogą się podzielić, warto je wyeliminować albo przynajmniej zahamować ich podziały. Komórki stare są niebezpieczne też dlatego, że produkują różnego rodzaju czynniki, które mogą zmieniać ich otoczenie. Te czynniki wpływają na inne komórki nowotworowe i np. inicjują ich podziały albo przerzuty do innych narządów. Mogą indukować też tworzenie naczyń krwionośnych. Dzięki naczyniom możliwy jest wzrost guza pierwotnego, a także przerzuty. Czynniki produkowane przez stare komórki nowotworowe mogą w końcu wpływać na komórki układu odpornościowego. Nowotwór potrafi tak je przeprogramować, że działają na jego rzecz, zamiast go zwalczać.

halina-was_1

Na zdjęciu dr Halina Waś, fot. One HD

Jak to się stało, że zajęłaś się nowotworami?

Od zawsze chciałam robić coś ważnego. Coś, co może pomóc innym ludziom. Moja Mama zachorowała na raka, kiedy byłam dzieckiem. Kilka lat temu zachorowała moja Siostra. To na pewno determinowało i determinuje moje wybory i działanie. Podjęłam studia biologiczne na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie. Pracę magisterską i doktorską wykonałam w Zakładzie Biotechnologii Medycznej kierowanym przez prof. Dulaka. Kiedy moja przyszła promotorka prof. Józkowicz zapytała mnie, czym się interesuję, odpowiedziałam, że nowotworami i układem odpornościowym. Wtedy w zakładzie nikt się tym nie zajmował. Głównym przedmiotem badań była angiogeneza i jeden z enzymów antyoksydacyjnych – oksygenaza hemowa-1 (HO-1). Ale akurat wtedy dostaliśmy „w prezencie” od prof. Stanisława Szali z Gliwic komórki mysiego czerniaka. Więc prof. Józkowicz zaproponowała mi projekt dotyczący roli HO-1 w czerniaku właśnie. To było to! Zakasałam rękawy i zabrałam się do pracy. Okazało się, że podwyższony poziom HO-1 w komórkach nowotworowych powodował, że nowotwory lepiej się rozwijały – szybciej się dzieliły, były bardziej odporne na stres, na terapie, miały właściwości proangiogenne. Przeprowadziliśmy też doświadczenia na myszach z wyłączonym genem HO-1, żeby przekonać się, jak poziom HO-1 w zdrowej tkance wpłynie na inicjację raka. Był to model chemicznej karcinogenezy w skórze myszy. Jeśli mysz miała wysoki poziom oksygenazy, guzy pojawiały się później niż u myszy, u której ten poziom był niższy lub u myszy bez oksygenazy. Sugerowało to, że prawidłowy poziom HO-1 w skórze miał ochronny wpływ na mysz. Natomiast w sytuacji, gdy guz już się wytworzył, enzym ten powodował szybszy wzrost nowotworu. W niektórych naszych badaniach siłą napędową był przypadek albo pozornie niewielka obserwacja, szczegół.

Na przykład?

Jeden z przykładów to rola hormonów płciowych w rozwoju czerniaka. Generalnie eksperymenty na zwierzętach prowadzi się na jednej płci. Jednak w przypadku myszy z usuniętym genem oksygenazy trudno było nam uzyskać odpowiednio liczną grupę jednej płci. Dlatego zdecydowaliśmy się przeprowadzić doświadczenie zarówno na samcach jak i samicach. Obecność przerzutów ocenialiśmy wtedy stosując metody przyżyciowego obrazowania. Tydzień po podaniu myszom odpowiednio wyznakowanych komórek czerniaka przeprowadziliśmy pierwszy skan. U wszystkich zwierząt w płucach zaczęły się tworzyć guzy. Ale już w drugim, i w trzecim tygodniu, co druga mysz nie miała guzów. Po szczegółowej analizie okazało się, że to u samic guzy przestały rosnąć, podczas gdy u samców rosły dalej! Zrobiliśmy dodatkowe testy in vitro. Rzeczywiście, hormony płciowe wpływały na wzrost czerniaka. To znajduje potwierdzenie w danych klinicznych – śmiertelność spowodowana czerniakiem jest większa u mężczyzn niż u kobiet.

Inna sytuacja. Komórki czerniaka produkują barwnik – melaninę, dlatego są ciemne. Jednak, kiedy wprowadziliśmy do tych komórek gen HO-1, komórki straciły kolor. Zaczęliśmy zgłębiać problem. Okazało się, że ma to związek ze stopniem zróżnicowania komórek czerniaka. To był pierwszy krok w badaniu roli HO-1 w nowotworowych komórkach macierzystych.

Podobnie było, gdy postanowiłam zweryfikować w swoim modelu badawczym hipotezę prof. Rajamarana mówiącą, że komórki potomne powstające po podziale starej komórki nowotworowej mogą mieć fenotyp komórek macierzystych. Okazało się wtedy, że to głównie komórki stare posiadają takie cechy! Ta obserwacja stała się podstawą do napisania przeze mnie grantu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego Iuventus Plus.

To jest właśnie w nauce najfajniejsze. Ciągle pojawiają się nowe pytania, jedno odkrycie rodzi kolejne pytania. Trzeba obserwować, być uważnym. I nie zrażać się, kiedy wynik jest inny niż spodziewany. Wtedy jest najciekawszy! I trzeba za nim pójść.

Dlaczego jest ważne, by o tym wszystkim mówić?

Podstawową rolą nauki jest poznawanie świata, szukanie prawdy. Naukowcy wymieniają się wiedzą, pisząc publikacje lub jeżdżąc na konferencje, gdzie dyskutują i nawiązują współpracę. Ale w kontekście chorób nowotworowych – tematu tak istotnego dla społeczeństwa – powinniśmy mówić o naszej pracy szerzej, do wszystkich. Myślę, że to nasz obowiązek. Praktycznie każdy ma w swojej rodzinie lub wśród znajomych kogoś chorego na raka. Ludzie boją się tej choroby. Boimy się tego, czego nie rozumiemy. I tu jest nasza rola – naukowców i lekarzy – by wspólnie tłumaczyć społeczeństwu, na czym ta choroba polega, jakie są metody leczenia i diagnostyki. Wierzę, że taka wiedza może komuś uratować życie.

Dwa lata temu w ramach ogólnopolskiej konferencji BIO2014 wraz z prof. Agnieszką Dobrzyń i prof. Urszulą Wojdą z Nenckiego zorganizowałyśmy sesje: „Nauka i społeczeństwo”. Zaprosiłyśmy do współpracy laureatów konkursu INTER FNP z różnych lat. Wykłady dotyczyły tematów związanych z biologią, chemią i fizyką. Było też o nowotworach. Była to sesja otwarta dla wszystkich. W promocji wydarzenia w szkołach i w uniwersytetach trzeciego wieku pomogły nam dr Anna Wasik, Joanna Czarnecka i Kamila Barszcz. Pamiętam ten moment, kiedy stałyśmy przed salą wykładową, zastanawiając się, czy w ogóle ktoś przyjdzie. I wtedy pojawił się jeden z zaproszonych nauczycieli biologii z wielką grupą młodzieży. To było bardzo wzruszające.

Opowiadasz o nauce dla biznesu na Meet Biotech Boot Biotech, ale pojechałaś też do Nowego Targu, do szkoły, w której się kiedyś uczyłaś.

Tak, myślę, że to ważne, żeby dotrzeć z nauką do różnych odbiorców. Związek nauki z biznesem jest istotny. Tak samo nauki i medycyny. Świetnym przykładem jest tu działalność  prof. Bożeny Kamińskiej z Nenckiego, która tworzy właśnie taką platformę łączącą naukę, medycynę i biznes, aby opracować metody diagnostyki i leczenia glejaków.

Moje wykłady dla klas biologiczno-chemicznych w liceum zorganizowała przyjaciółka ze szkolnej ławki Agnieszka Paprocka-Maciaś w porozumieniu z panią dyrektor. Mówiłam o swoich badaniach i pracy naukowca. Chciałam pokazać młodzieży, że nauka to fajna sprawa, że pozwala robić ciekawe i ważne rzeczy. I nie jest istotne, czy ktoś pochodzi z Warszawy, z Krakowa, czy z Nowego Targu.

Czym dla Ciebie jest nauka?

To moja pasja. Ja nawet nie nazywam tego pracą. Lubię odkrywać, szukać, zastanawiać się, eksperymentować. A jeżeli ktoś chce z tego skorzystać, chętnie o tym opowiadam. Maria Skłodowska-Curie mówiła, że nauka to taka jedyna przestrzeń, w której człowiek może się pobawić, pobrudzić i jeszcze dostaje za to pieniądze. Zdecydowanie coś w tym jest! Ale to też bardzo odpowiedzialna i trudna praca, która wymaga sporo determinacji i odporności psychicznej. Bo nie jest tak, że każdego dnia jest „eureka”. Na co dzień to często żmudna robota, abstrakcyjna, czasem bez efektów. I tej pracy nie da się zostawić za drzwiami laboratorium. Ciągle czytam, szukam, sprawdzam nowe hipotezy. A kiedy wydaje mi się, że znajduję odpowiedź, pojawiają się nowe pytania. To jest taka niekończąca się opowieść.

Czegoś naszej nauce brakuje?

Za mało współpracujemy. A podejmowanie ważnych, często ryzykowanych pytań badawczych tego wymaga. Istotna jest kooperacja na styku różnych dziedzin. To otwiera horyzonty. W przypadku nowotworów znaczenie ma na pewno współpraca między naukowcami a lekarzami. Jeśli chcemy znaleźć sposób na tę chorobę, musimy działać razem.

DR HALINA WAŚ pracuje w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, w Pracowni Molekularnych Podstaw Starzenia. Jest dwukrotną stypendystką w programie START (2008 i 2009) oraz laureatką konkursu popularyzatorskiego INTER (2013).

Przeczytaj także:

Kilka myśli o myśleniu – z prof. BARTOSZEM BROŻKIEM, filozofem i prawnikiem, rozmawia Anna Mateja

Niektórzy lubią trudne zadania – z dr BERNADETĄ SZEWCZYK, neurobiologiem, rozmawia Anna Mateja

Cofnij