Dr Maciej Spiegel projektuje innowacyjne leki

Większość chorób przewlekłych jest powiązana ze stresem oksydacyjnym. Jest to stan, w którym zaburzona zostaje fizjologiczna równowaga między utleniaczami a przeciwutleniaczami. Utleniacze to niestabilne cząsteczki, które - jeśli nie zostaną odpowiednio wcześnie unieszkodliwione - mogą uszkadzać biocząsteczki, takie jak DNA, aminokwasy czy lipidy. — Gdy organizm nie nadąża z przeciwdziałaniem temu zjawisku dochodzi do akumulacji uszkodzeń i zaburzeń w funkcjonowaniu białek oraz struktury błon komórkowych, co może mieć poważne konsekwencje dla zdrowia — wyjaśnia dr Maciej Spiegel. Stres oksydacyjny jest jednym z ważniejszych czynników prowadzących współcześnie do rozwoju nowotworów, choroby Alzheimera, Parkinsona i innych chorób cywilizacyjnych np. miażdżycy czy cukrzycy. Stąd zainteresowanie badacza właśnie tym tematem.

Choć organizm produkuje własne antyoksydanty ten ewolucyjnie niezwykły system staje się coraz mniej wydajny w obecnych czasach. Zanieczyszczenie środowiska, dym tytoniowy, konsumpcja alkoholu czy nadmierna ekspozycja na promieniowanie UV to tylko niektóre czynniki, które upośledzają jego działanie zwiększając ryzyko zmian nowotworowych, chorób Alzheimera i Parkinsona oraz innych schorzeń cywilizacyjnych.

- Wiele badań wskazuje na wzajemne korelacje między występowaniem tzw. „choroby wieku starczego” a stopniem uszkodzeń tlenowych objawiających się w lokalnym lub systemowym chronicznym stanie zapalnym — mówi badacz.  

Dlatego tematyka antyoksydantów wzbudza niemałe zainteresowanie naukowców na całym świecie. Do tej grupy substancji należą m.in. selen, β-karoten, witamina C i E, koenzym Q10, ale nie tylko.

Praca doktorska dr Macieja Spiegel, zatytułowana “Badania in silico aktywności antyoksydacyjnej związków fitochemicznych”, koncentrowała się na wykorzystaniu zaawansowanych metod chemii obliczeniowej do analizy aktywności naturalnych antyoksydantów pochodzenia roślinnego zwanych polifenolami.

- W badaniach, posługując się odpowiednimi metodami i protokołami badawczymi, zidentyfikowałem molekularne mechanizmy działania oraz przeanalizowałem relacje struktura–aktywność — wyjaśnia doktor Spiegel.

Polifenole są znane ze swojego prozdrowotnego efektu, a ich obecność w diecie śródziemnomorskiej, uznawanej za jeden z najzdrowszych modeli żywienia, dodatkowo podkreśla ich znaczenie. Okazuje się jednak, że dysertacja była tylko wstępem do szerszego, aktualnie realizowanego na UMW projektu badawczego.

- Niektóre polifenole, jak flawonoidy fisetyna lub kwercetyna, poza działaniem antyoksydacyjnym, wykazują również aktywność senolityczną. Oznacza to, że potrafią niszczyć komórki senescentne, które nie reagują na czynniki apoptotyczne. Komórki te, mimo że nie dzielą się już i teoretycznie są “martwe” to  z perspektywy cyklu komórkowego mogą stymulować lokalne oraz ogólnoustrojowe stany zapalne, wywołując wspomniane wcześniej choroby i pogarszając stan zdrowia pacjenta - tłumaczy naukowiec i dodaje: - Ukierunkowana modyfikacja istniejących substancji to jeden z paradygmatów komputerowo wspomaganego modelowania leków. Moje badania nad fisetyną obejmują komputerową modyfikację grup funkcyjnych oraz wprowadzanie nowych celem uzyskania potencjalne hitów o zwiększonym potencjale terapeutycznym w obrębie przytoczonych właściwości. Otrzymane związki zostaną zsyntetyzowane, a następnie przetestowane. To innowacyjna dziedzina badań, dla której obecnie brakuje porównywalnych prac.

Całokształt dorobku naukowego doktora Macieja Spiegela został szeroko doceniony – otrzymał m.in. grant Narodowego Centrum Nauki „Preludium” na kontynuowanie badań w tym obszarze z wykorzystaniem AI oraz liczne nagrody, takie jak „Stypendium Nagrody Zaufania Złoty OTIS 2024” czy „Stypendium im. Ludwika Hirszfelda za osiągnięcia w dziedzinie nauk biologicznych i medycznych” uzyskane jeszcze podczas doktoratu. Ponadto jego praca została wyróżniona na okładce renomowanego czasopisma Journal of Chemical Information and Modeling, publikowanego przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (ACS, American Chemical of Society).

Dr Spiegel znalazł się także w tegorocznej edycji prestiżowego rankingu World’s Top 2% Scientists. W kategorii dotyczącej osiągnięć naukowych i publikacji w 2023 roku spośród 28 naukowców Uczelni znalazł się na 15. miejscu. World’s Top 2% Scientists jest zestawieniem przygotowywanym przez zespół badawczy pod kierownictwem profesora Johna Ioannidisa z Uniwersytetu Stanforda. Ranking ten powstaje przy współpracy z wydawnictwem Elsevier i systemem baz danych Scopus, który gromadzi szczegółowe informacje na temat publikacji naukowych i cytowań. Ma on na celu identyfikację 2% najlepszych naukowców na świecie, opierając się na ich wkładzie w rozwój nauki i osiągnięciach badawczych.  Z tego powodu ma ogromne znaczenie zarówno dla naukowców, jak i dla samej Uczelni.

Foto: Tomasz Walów