Materiał powstał we współpracy z Fundacją na rzecz Nauki Polskiej

Rośnie innowacyjny potencjał polskiej nauki, w naszym kraju z sukcesem prowadzi się znaczące badania – to wniosek z debaty „Jak polska nauka tworzy światowe innowacje” zorganizowanej przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej i „Rzeczpospolitą”. Debata została sfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR).

Jakie innowacje są tworzone przez czołowych polskich naukowców? Jak przebiega proces ich komercjalizacji? Na jakie problemy natrafiają naukowcy? Na jakie wsparcie mogą liczyć oraz jakich innowacji ze strony polskiej nauki możemy się spodziewać w przyszłości? Na takie pytania starali się odpowiedzieć uczestnicy debaty.

Czym są światowe innowacje

Czym właściwie są światowe innowacje? Według panelistów to propozycja rozwiązania pewnego globalnego problemu. Chodzi o tworzenie produktów lub usług o wartości konkurencyjnej, a przymiotnik „światowy” świadczy o konkurencji w skali globalnej. Światowe innowacje ułatwiają rozwój ludzkości. Nie tylko rozwiązują problemy, ale też zmieniają sposób, w jaki o nich myślimy.

– Określenie „światowe innowacje” to dla mnie pleonazm. Każda innowacja zmienia świat, w którym żyjemy. I tutaj nie ma znaczenia obszar ani globalna rentowność tego odkrycia. Ważne jest również to, że z perspektywy nauki zawsze odkrycie naukowe, które będzie wdrażalne, będzie oparte na światowych standardach, bo nauka jest jedna. Nie możemy mówić o innowacji w oderwaniu od kontekstu globalnego. Tak samo od globalnego rynku. Choć innowacja może być lokalnie bardzo użyteczna, niekoniecznie musi być globalnie do zastosowania. Natomiast zawsze będzie globalnie i uniwersalnie potwierdzona przez naukę – stwierdził Michał Pietras, dyrektor ds. działalności programowej Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Sukces polskich badań nad mRNA

Prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, kierownik Laboratorium Chemii Biologicznej, prezes ExploRNA Therapeutics, laureat programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowanego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR), prowadzi badania nad innowacyjnymi technologiami mRNA od 20 lat. Stały się one niezwykle istotne w momencie pandemii Covid-19.

Prof. Jemielity przypomniał, że mRNA to komórkowy przepis na konkretne białko i każde białko w naszym organizmie powstaje dokładnie według takiego mechanizmu. Dostarczenie mRNA z zewnątrz, czyli mRNA syntetyzowanego w probówce, po to, żeby wytworzyć białko terapeutyczne, stało się niezwykle atrakcyjną, nową wersją terapii genowych.

– Ich popularność miała swoje apogeum w trakcie pandemii, kiedy to dwie pierwsze szczepionki przeciw koronawirusowi zostały stworzone w oparciu o technologię mRNA. Ta technologia jest rozwijana od ponad 30 lat. Ja osobiście zajmuję się nią ponad 20 lat. Nasze pierwsze istotne osiągnięcie to było wydłużenie czasu życia mRNA. Aby wywołać efekt terapeutyczny, funkcjonowanie mRNA w komórkach musi trwać dłużej. To udało nam się zrealizować. Złożyliśmy oczywiście zgłoszenia patentowe. To był nasz pierwszy sukces – tłumaczył prof. Jemielity.

– W tym czasie zgłosili się do nas różni badacze, którzy byli zainteresowani wykorzystaniem naszej innowacji. Jedną z tych firm była BioNTech, dzisiaj słynna z tego, że jako pierwsza opracowała szczepionkę antycovidową – dodał.

Zaznaczył, że wspomniane wcześniej wydłużenie funkcjonowania mRNA było wykorzystywane w kilkunastu badaniach klinicznych nad terapiami przeciwnowotworowymi. Niestety, nie zostało użyte w szczepionce antycovidowej.

– Doświadczenie współpracy z firmą BioNTech było dla nas bardzo inspirujące i zachęciło mnie, aby tworzyć innowacje, które można komercjalizować. Jednak w przypadku przekazania licencji firmie zewnętrznej poniekąd tracimy nad tym „dzieckiem” kontrolę – przyznał profesor.

Aby tego uniknąć, postanowiono założyć spółkę spin-off Uniwersytetu Warszawskiego ExploRNA Therapeutics i kolejne technologie, o jeszcze większym potencjale i jeszcze większej możliwości różnych zastosowań, wdrażać poprzez tę spółkę.

Warszawski ośrodek stał się tak mocny w technologiach mRNA, gdyż zaczął się nimi zajmować, zanim to stało się modne. – Mieliśmy bardzo dużo czasu, aby w sposób interdyscyplinarny projektować i następnie weryfikować, jak dobre są najnowsze rozwiązania, szukając takiego, które będzie najkorzystniejsze do celów terapeutycznych. W Polsce uprawianie nauki nie jest łatwym zawodem. Często jesteśmy mało konkurencyjni, albo wolniejsi niż konkurencja w świecie zachodnim. My mieliśmy to szczęście, że po prostu zajmowaliśmy się czymś, co w pewnym momencie z dziedziny dość niszowej stało się niezwykle istotne globalnie – ocenił prof. Jemielity.

Technologia mRNA była na ustach większości świata podczas pandemii. Na fali popularności ten obszar bardzo znacząco się zagęścił i widać konkurencję ośrodków, które dotychczas w ogóle tym tematem się nie zajmowały.

Prof. Jemielity przyznał, że w przypadku ExploRNA Therapeutics kluczowym momentem było przekonanie inwestora do zaangażowania się w spółkę. Kolejny istotny moment to doprowadzenie spółki czy produktu do takiego poziomu, żeby mógł na siebie zarabiać.

– Technologię na uniwersytecie robimy z takich pobudek, jak ciekawość świata i chęć poprawienia życia społeczeństwa. Ale firmy powstają po to, żeby zarabiać pieniądze. Dla naukowca to trudny etap do przełączenia się, żeby myśleć inaczej – stwierdził.

Obecnie prof. Jemielity zajmuje się czymś, co jest szczególnie istotne w kontekście genetycznych chorób rzadkich.

– To cyrkularne RNA. Na świecie to rozwiązanie jest znane. Robi się to metodami biochemicznymi. My jako pierwsi jesteśmy w stanie zrobić to na pełnej długości, o olbrzymiej, bardzo wrażliwej na różne czynniki cząsteczce, metodami chemicznymi. Dzięki temu pozbawiamy cyrkularne RNA pewnych wad, które niesie za sobą proces biochemiczny. Myślę, że to jedna z innowacji, która jest naprawdę ważna. Natomiast jeśli chodzi o spółkę, musimy za wszelką cenę udowodnić, że technologia, którą proponujemy, może pokonywać ograniczenia technologii mRNA. Dzięki temu można będzie wykorzystać mRNA w zastosowaniach, które w tym momencie jeszcze nie są dostępne – podsumował prof. Jemielity.

Szybka diagnostyka patogenów

Prof. Piotr Garstecki, prezes Scope Fluidics, laureat programu TEAM-TECH Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowanego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR), wraz z zespołem jest twórcą innowacyjnego urządzenia, które może spełniać kluczową rolę w diagnostyce zarówno SARS-CoV-2, jak i innych patogenów.

– To system PCRIONE, nad którym prace rozpoczęliśmy w 2012 r. System do bardzo szybkiej diagnostyki molekularnej metodą PCR, czyli rozpoznawania konkretnych fragmentów DNA. Bardzo łatwy w użyciu i też dostępny cenowo. Dużo wysiłku włożyliśmy w to, żeby jednorazowe kartridże służące do przeprowadzenia badania były możliwie jak najtańsze w produkcji – mówił Garstecki.

Proces komercjalizacji został zakończony sukcesem. – Żeby stworzyć system do diagnostyki medycznej, nie wystarczy pomysł, trzeba opracować technologię zgodną z systemem zarządzania jakością, chronioną patentami, zgodną z najróżniejszymi normami. Taka technologia musi przejść przez badania kliniczne dopuszczające do rynku – wyjaśnił prof. Garstecki.

– Sam proces sprzedaży też był ciekawy. Startowaliśmy z rozmowami z globalnymi firmami. To bardzo duże firmy i w oczywisty sposób czuliśmy na początku dużą nieśmiałość. Okazało się, że niepotrzebnie. Prowadziliśmy proces przez kilka lat po to, żeby w zorganizowany sposób ze wsparciem doradców transakcyjnych sprzedać całą technologię na rzecz globalnego producenta – dodał prof. Garstecki.

Ocenił, że sprzedaż technologii to dobre rozwiązanie. – Jako Scope Fluidics chcemy się zajmować tworzeniem nowych produktów. Nie zamierzamy zajmować się tworzeniem światowej sieci dystrybucji. W tej chwili prowadzimy jeden nowy projekt, pracujemy nad tym, żeby było ich więcej – zadeklarował.

– Trzeba też popatrzeć na to z punktu widzenia rozwoju polskiego ekosystemu gospodarczego i inwestycyjnego. W tej chwili w Polsce nie ma wystarczającego zainteresowania funduszy czy inwestorów tym, żeby stąd rozwijać światową sieć sprzedaży w obszarze diagnostyki medycznej. W związku z tym koniecznością było, żeby tego typu technologię sprzedać na rzecz podmiotu amerykańskiego czy innego – dodał profesor.

Najnowszy projekt Scope Fluidics dotyczy lekooporności – to BacterOMIC.

– Projekt adresuje globalne i długotrwałe wyzwanie w obszarze ochrony zdrowia związane z narastającą epidemiologią zakażeń bakteriami antybiotykoopornymi. To ciche tsunami. Mimo że jest bardzo poważne, to nadal jest mniej istotne niż choroby wieńcowe, onkologia czy inni duzi zabójcy. Jednak narasta w tempie kilku procent rok do roku na przestrzeni dziesięcioleci i potencjalnie może to być pierwszy zabójca ludzi w perspektywie 20–30 lat – prognozował Garstecki.

– Tworzymy system, który będzie oferował pełną diagnostykę antybiotykopodatności bakterii w pojedynczym teście. Chcemy, żeby każdy pacjent miał tani, bezpośredni dostęp do testu, który od razu przetestuje wszystkie antybiotyki, które potencjalnie mogą być bronią przeciwko bakterii powodującej zakażenie. Nad tym pracujemy w tej chwili i mamy nadzieję na sukces – dodał.

Profesor zdradził, że projekt jest już bardzo zaawansowany. Pierwszy panel, który obsługuje 25 antybiotyków, przeszedł już badania kliniczne, jest dopuszczony do rynku. Firma pracuje nad tym, żeby w najbliższych tygodniach udostępnić pierwsze systemy w ramach wczesnego dostępu w klinikach, nad przygotowaniem produkcji masowej i nad rozszerzeniem panelu do wszystkich antybiotyków.

Badania mózgu i Święty Graal

Dr Michał Kucewicz z Politechniki Gdańskiej, laureat programu FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowanego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR), zajmuje się badaniami ludzkiego mózgu i pamięci, prowadzi laboratorium elektrofizjologii mózgu i umysłu. Podkreślił, że neuronauka jest dużo młodsza niż wspomniane wcześniej biologia molekularna czy genetyka.

– To całkiem świeża dziedzina, która jeśli chodzi o ścieżkę wdrożeń komercyjnych i innowacyjności, dopiero zaczyna rosnąć. Coraz częściej mówimy o chipach w mózgu czy sczytywaniu tego, co się myśli. A także o innych rzeczach, które jeszcze dziesięć lat temu były w sferze filmów science fiction, a w tej chwili stają się rzeczywistością, ale jeszcze nie komercyjną – tłumaczył Kucewicz.

Dr Kucewicz opracował technologie do pomiaru i stymulacji elektrycznej fal mózgowych.

– Osiągnięcia mamy. Czy rozumiemy, jak one działają? Tutaj już bym był dużo bardziej ostrożny. Ale udało nam się w ciągu ostatnich dziesięciu lat u pacjentów z padaczką poprawić na różne sposoby, wpływając na fale mózgowe, funkcjonowanie ich pamięci. Bez tej stymulacji nie byliby w stanie sami do tego dojść – wyjaśnił.

– Mamy odkrycie, wiemy, że możemy poprawić ludzką pamięć, mamy na to dowody, publikacje naukowe. A teraz sprawdzamy, jak to naprawdę funkcjonuje – dodał. Naukowiec przyznaje, że to częsty scenariusz w tej dziedzinie wiedzy. Np. Deep Brain Stimulation, która w tej chwili jest jedną z popularniejszych terapii w chorobach Parkinsona i w chorobach ruchu, jest wielkim sukcesem i jest rozwijana na całym świecie, choć nadal nie poznano dokładnie, jak działa.

– Mówimy o funkcjach abstrakcyjnych, funkcjach umysłowych. Jesteśmy na etapie know-how, gdzie próbujemy zrozumieć, jak najlepiej to robić, poznać mechanizmy i być pionierami, optymalizować te rozwiązania i opracowywać pierwsze terapie. Jesteśmy na etapie tworzenia patentów, mamy parę w Polsce, w Stanach Zjednoczonych, jeden europejski. Przy okazji przygotowujemy się do pierwszych prób klinicznych, będziemy mogli mieć bardziej solidny dowód na to, że nasze innowacje mogą działać na większą skalę. Dalej chcemy myśleć o start-upach i komercjalizacji – mówił Kucewicz.

Zdradził, że problemem jest fakt, że badania kliniczne tych innowacji są bardzo trudne.

– To są badania pacjentów, u których musi być możliwość implantacji elektrod, żeby można było sczytywać aktywność mózgu. Co więcej, chodzi o wykorzystywanie tych danych i prowadzenie badań. Jedno to terapia, która jest zaaprobowana do leczenia klinicznego, a drugą sprawą jest używanie rezultatów leczenia tą metodą do prowadzenia dalszych badań naukowych. To był nasz duży problem, bo akurat metoda implantacji elektrod, sczytywanie aktywności, która jest już dosyć popularna w świecie zachodnim, w Polsce jeszcze nie jest refundowana np. przez NFZ. Moje badania się praktycznie zatrzymały. Jesteśmy jednak coraz bliżej badania pilotażowego, które pozwoli nam przeskoczyć ten problem – ocenił dr Kucewicz.

– Składam teraz kolejny wniosek na finansowanie, który mógłby się zakończyć tzw. badaniami klinicznymi fazy 01, które pokażą efektywność tej terapii do poprawiania pamięci pacjentów z padaczką. To będzie nasz następny krok. I kontynuujemy też badania podstawowe. Dotychczasowe start-upy i firmy, które uważają, że potrafią sczytywać aktywność umysłu itd., nie mają jeszcze tego najważniejszego, tego Świętego Graala, który właśnie te laboratoria, takie jak moje i parę innych na świecie, próbują znaleźć – wyjaśnił doktor.

Izolacja podpatrzona od zwierząt

Prof. dr hab. inż. Urszula Stachewicz z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, prof. AGH, laureatka programu FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowanego z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (POIR), zajmuje się materiałami izolacyjnymi w bardzo ciekawym ujęciu odnoszącym się do świata przyrody, np. budowy sierści niedźwiedzi polarnych i piór pingwinów.

– Czerpiemy inspiracje z natury i przyrody, czyli mówimy o tzw. biomimetyzmie, który stosujemy w inżynierii materiałowej. Zajmujemy się nanowłóknami, które są tysiąc razy cieńsze niż ludzki włos, produkujemy je metodą elektroprzędzenia. Tworzymy takie membrany, maty, które wyglądają jak chusteczka higieniczna, ale mają 90 proc. porowatości. Możemy je wykorzystywać biomedycznie jako materiały izolacyjne – tłumaczyła prof. Stachewicz.

Inspiracją była struktura włosów niedźwiedzia polarnego. Są one porowate, podobnie jak pióra pingwina. Przyroda zagrała geometrią i różnym ułożeniem tych włókien w prosty sposób, stworzyła materiał, który pozwala przetrwać zwierzętom w bardzo trudnych warunkach.

– Wykorzystujemy materiały syntetycznie wyprodukowane u nas jako izolacje termiczne, ale także jako magazyny ciepła. Wykorzystujemy elektroprzędzenie, ponieważ jest to metoda, która pozwala wyprodukować cienkie nanowłókna masowo. Jest już wiele produktów na rynku, które wykorzystują elektroprzędzone włókna. Wykorzystywane są w filtrach powietrza, np. w klimatyzacjach. Na rynkach azjatyckich ta technologia wytwarzania jest stosowana na bardzo dużą skalę. To pokazuje, że po wytworzeniu ciekawego materiału można przejść na masową produkcję – mówiła prof. Stachewicz.

– Różne problemy technologiczne, z jakimi firmy przychodziły do nas, sprowadzały się do fundamentalnych badań. Badania pozwolą nam wytworzyć coś, co naprawdę będzie funkcjonowało, co będzie wytrzymałe, mechaniczne, elastyczne, łatwe w użytkowaniu, a inspiracje mamy z natury. Na razie jednak materiały wytwarzamy w skali laboratoryjnej – tłumaczyła.

Pomysł na włókna powstał wiele lat temu. – Zanim napisałam wniosek, dostałam fundusze, zbudowałam zespół, kupiłam sprzęt, potrzebny był na to czas. A konkurencja nas goni. Wiele innych grup, które mają może szybszy czas produkcji, nie śpi i wytwarza podobne rzeczy – zdradziła Stachewicz.

Stwierdziła, że po publikacjach widać, że ten temat stał się bardzo popularny. Trzeba więc dokładnie rozważyć, które ścieżki komercyjnie mają największe szanse, i w nie inwestować, jeśli chodzi o ochronę patentową.

– W tej chwili pracujemy głównie nad wykorzystaniem membran do izolacji termicznej. Próbujemy je wzmocnić mechanicznie, a w porównaniu z innymi materiałami efektywność zatrzymywania ciepła jest przynajmniej dwa razy lepsza. Druga rzecz, nad którą pracujemy, to wykorzystanie materiałów polimerowych, które są bardzo dobre izolacyjnie, ale ich przewodność termiczna jest niska, więc spróbujemy ją zwiększyć, żebyśmy mogli np. porowatość tych materiałów wykorzystać jako miejsce do magazynowania energii cieplnej. Tworzymy inteligentne systemy, które będą w pewnych warunkach uwalniać ciepło. Wykorzystujemy także nasze membrany do wielu zastosowań biomedycznych – wyliczała prof. Stachewicz.

Prof. Stachewicz podkreśliła, że jest naukowcem, a do komercjalizacji potrzebne są osoby i organizacje z innymi kompetencjami. – Ja będę zawsze patrzyła na moje włókna z pasją i traktowała je jako wspaniałe materiały, ale żeby je sprzedać komercyjnie, potrzebni są ludzie z innym doświadczeniem – mówiła.

Wspieranie polskich naukowców

Michał Pietras, dyrektor ds. działalności programowej Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, wyjaśnił, w jaki sposób organizacja wspiera polskie odkrycia naukowe.

Podkreślił, że trzeba to robić na bardzo wczesnym etapie, kiedy powstaje projekt, hipoteza. – To jest nasza klasyczna działalność grantodawcza. Zawsze wspieraliśmy talenty, każdego, kto miał oryginalny pomysł w ramach swoich badań, który przyniesie obiecujące wyniki – tłumaczył dyr. Pietras. – Obecnie dysponujemy funduszami europejskimi jeszcze z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, ale też nowymi, z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG), gdzie w warunkach naszych programów idziemy o krok dalej. Musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, czy wyniki, które planujemy osiągnąć, będą miały zastosowanie w jakiejś dziedzinie życia? Czy też nauki? Czy będą przełomowe? Stawiamy na partnerstwo z rynkiem, ale także na programy typu First Team, gdzie dajemy dużą przestrzeń wolności młodym liderom. Chcemy jak najmniej narzucać z góry – dodał.

– Mamy nowy program o nazwie Proof of Concept, który będzie finansowany z FENG. On jest dla tych, którzy już wyniki mają, ale powstały one przy okazji jakiegoś poprzedniego grantu. Proof of Concept może oznaczać zweryfikowanie tychże wyników pod kątem kolejnego działania, efektu, zastosowania czy jakiejś możliwości pójścia dalej z tymi wynikami na ścieżce komercjalizacji – wyjaśnił.

– Mamy jeszcze finansowanie w programie Międzynarodowe Agendy Badawcze, gdzie chcemy, żeby kilka zespołów synergicznie pracowało nad rozwiązaniem istotnego problemu naukowego, gospodarczego, który będzie miał przełożenie później na świat – wyliczał dyr. Pietras.

Podkreślił, że polska nauka się wzmacnia. – Osoby zaproszone do debaty są przykładem tego, że w polskiej nauce są ludzie, którzy w swoich ośrodkach potrafią pracować na najwyższym światowym poziomie. Mamy ogromne zainteresowanie badaniami naukowymi w Polsce. W samym programie Proof of Concept, który ogłosiliśmy po raz pierwszy, otrzymaliśmy 236 wniosków. Jestem przekonany o tym, że naukowcy w innowacyjny sposób odpowiedzą na współczesne problemy i na potrzeby naszego życia – podsumował Michał Pietras.

Badania prowadzone przez naukowców uczestniczących w debacie były współfinansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z Funduszy Europejskich w ramach programu Inteligentny Rozwój (POIR).

Materiał powstał we współpracy z Fundacją na rzecz Nauki Polskiej