Natural sciences [2021-06-02]

Promocja doktorska. Farmaceuta z misją

— Żaneta Kopczyńska

- Mamy ogromny rynek leków bez recepty, a Polacy je lubią. Niestety często je przedawkowują. Jest sposób, by temu zaradzić – lepsza i kompleksowa opieka farmaceutyczna. Do tego potrzeba jednak większego zaufania do zawodu farmaceuty oraz rozwiązań systemowych – mówi Maciej Karolak, jeden z nowo promowanych doktorów Collegium Medicum UMK.

Tegoroczne promocje doktorskie ze względu na sytuację pandemiczną w kraju niestety nie mogły odbyć się w tradycyjnej, uroczystej oprawie. Dlatego też postanowiliśmy przybliżyć społeczności akademickiej sylwetki nowo promowanych doktorów i doktorek – po części toruńskiej czas na młodych naukowców z Collegium Medicum.

Jednym z nich jest Maciej Karolak z Katedry Technologii Postaci Leku na Wydziale Farmaceutycznym CM UMK, dziś zatrudniony tam jako adiunkt badawczo-dydaktyczny. Po kilku latach wytężonej pracy badawczej pod kierunkiem prof. dr. hab. Jerzego Krysińskiego z Wydziału Farmaceutycznego CM (promotor pomocniczy: dr Łukasz Kubik z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego) obronił jesienią ub. r. rozprawę "Badanie in silico zależności struktura-aktywność chlorków bis-imidazoliowych".

Czy można przewidzieć przyszłość?

Rosnące zjawisko oporności bakterii na stosowane leki zmusza do szybkiego odkrywania nowych substancji o wysokiej skuteczności działania.

Analiza zależności miedzy strukturą a aktywnością, tzw. QSAR, jest narzędziem umożliwiającym znaczne przyspieszenie i ograniczenie kosztów poszukiwania nowych substancji o pożądanych właściwościach. Interesowało mnie przewidywanie potencjalnej aktywności związków chemicznych, by znaleźć substancje o szerokim spektrum aktywności przeciwdrobnoustrojowej – tłumaczy dr Maciej Karolak. – Mówiąc bardziej ogólnie: drobnoustroje, m.in. bakterie, mutują, zmieniając swój materiał genetyczny, aby chronić się przed substancjami, np. antybiotykami, które je zwalczają. Mówimy wtedy właśnie o oporności nabytej. To powszechne i niebezpieczne zjawisko.

Dr Karolak przeprowadził analizę obszernego zbioru chlorków bis-imidazoliowych, należących do grupy czwartorzędnych soli amoniowych. Celem było znalezienie ilościowych zależności między deskryptorami molekularnymi, opisującymi właściwości struktury badanych związków, a ich aktywnością przeciwdrobnoustrojową. Jednocześnie podjął próbę wykazania przewagi wielokrotnego obliczania modeli predykcyjnych nad generowaniem pojedynczych równań – jego zdaniem zwiększa to wiarygodność analiz i umożliwia wybranie właściwych modeli, w związku z możliwością występowania szerokich obszarów zmienności parametrów predykcyjnych.

- Ludzie starają się przewidzieć wiele rzeczy przy pomocy algorytmów i równań, choćby np. pogodę. Im jednak więcej czynników wpływa na dane zjawisko, tym trudniej jest je przewidzieć, zawsze będzie tam jakiś nieokreślony element losowości – tłumaczy dr Karolak. – Zająłem się przewidywaniem aktywności konkretnych substancji – było to o tyle trudne, a jednocześnie niezwykle fascynujące, że dla każdej z tych substancji wpływ na aktywność mogą mieć tysiące wyznaczonych zmiennych, czyli deskryptorów molekularnych.

Następnie młody naukowiec starał się ze wszystkich cech wybrać te najbardziej istotne, mogące mieć największy wpływ na aktywność danego związku chemicznego. Do swoich obliczeń i analiz używał superkomputera.

To istotne o tyle, że nie trzeba marnować odczynników, zasobów i czasu na sprawdzanie, jak dana substancja się zachowa – wyjaśnia dr Karolak. – Trzeba tu też uściślić, że badania nie dotyczyły typowego sprawdzania aktywności danych związków, a możliwości przewidzenia tej aktywności. Interesowało mnie to, czy na podstawie cech ich struktur chemicznych jesteśmy w stanie przewidzieć, jak dana substancja będzie działała przeciwko drobnoustrojom.

Farmaceuta - to brzmi dumnie

- Nasza praca zależy w pewnym stopniu od tego, w jaki sposób lekarze pokierują terapią danego pacjenta. Ale to wcale nie znaczy, że jest odtwórcza, że nie ma w niej miejsca na kreatywność – mówi dr Karolak. – To wbrew pozorom praca niemonotonna – zawsze pojawiają się zagadnienia do rozwiązania, gdzie trzeba odejść od schematu i zastosować specjalistyczną wiedzę, by odnieść sukces. Farmaceuci są ekspertami od leków, zarówno ich postaci, jak i losów w organizmie, czyli uwalniania, wchłaniania, dystrybucji czy metabolizmu. Jednym z zadań farmaceuty powinno być pełnienie nadzoru nad terapią, którą zapisuje pacjentowi lekarz, lub którą pacjent chce zastosować na własną rękę. Oczywiście, zdaję sobie sprawę, że jako farmaceuta-naukowiec pracujący na Uniwersytecie, mam inne obowiązki niż koleżanki i koledzy pracujących w aptekach. Jednak każdy z nas ma duże pole do popisu – mam też nadzieję, że rola i praca farmaceutów będą coraz ważniejsze.

Dr Karolak widzi duże szanse w opiece farmaceutycznej – niedawno w życie weszła ustawa o zawodzie farmaceuty, która określa, jak taka opieka mogłaby być sprawowana.

- Ustawa definiuje wykonywanie zawodu farmaceuty jako "mającego na celu ochronę zdrowia pacjenta oraz ochronę zdrowia publicznego", m.in. właśnie poprzez sprawowanie opieki farmaceutycznej. Świetnie byłoby, gdybyśmy jako pacjenci mogli przyjść do apteki na konsultacje bądź np. zrobić przegląd swoich leków razem z farmaceutą. Mamy ogromy rynek leków dostępnych bez recepty, środki te możemy kupić nawet na stacjach benzynowych. Polacy biorą je na potęgę, a potem wynika z tego szereg problemów – mówi dr Karolak. – Choćby taka banalna rzecz jak paracetamol: występuje u nas pod wieloma nazwami handlowymi. Nietrudno później o pomyłkę i przedawkowanie, a niesie to za sobą poważne konsekwencje, w skrajnych przypadkach z koniecznością przeszczepu wątroby włącznie. Takie apteczne konsultacje mógłby zapobiec wielu poważnym problemom.

Dr Karolak podkreśla, że w opiece farmaceutycznej nie chodzi o wchodzenie w kompetencje lekarzy, a o współdziałanie, co skutkować może nawet odciążeniem w pracy tych pierwszych.

Farmaceuta ma dużą wiedzę medyczną, dlatego w wielu przypadkach mógłby pomóc pacjentom bezpośrednio – doradzić lub skierować do specjalisty – mówi dr Karolak. – Do tego potrzeba jednak wielu rozwiązań systemowych, choćby regulujących kwestie finansowania takiej opieki. Drugą sprawą jest kwestia zaufania, z którym bywa różnie. Nie powinniśmy jednak bać się ufać przedstawicielom tego zawodu, każdy z nich jest bowiem zobowiązany do przestrzegania etycznego kodeksu aptekarza.

Recepta na sukces

Wybór kierunku studiów wcale nie był oczywisty – dr Karolak w liceum nie potrafił dokładnie określić, w jaką stronę podążać.

- Cierpiałem na "klątwę uniwersalności" – mówi. - Radziłem sobie dobrze zarówno w przedmiotach humanistycznych, jak i ścisłych. Z czasem moje zainteresowania zaczęły kierować się w stronę kierunków medycznych.

Jeszcze na studiach był jednym ze współzałożycieli Koła Naukowego Farmakologii i Farmakodynamiki Molekularnej. Był też wykonawcą kilku grantów, m.in. "Grants4NCUstudents" w ramach Inicjatywy Doskonałości – Uczelni Badawczej.

Ze studentami prowadzi zajęcia z przedmiotów technologia postaci leku i opieka farmaceutyczna. Od tego roku zajmuje się również opieką nad kołem naukowym Technologii Postaci Leku. Opiekował się też studentami, którzy realizowali projekt dotyczący świadomości społeczeństwa na temat zgłaszania niepożądanych działań leków.

- Bardzo lubię pracę ze studentami. Chciałbym, aby młodzi ludzie z moich zajęć wynieśli nie tylko suchą wiedzę, staram się ich pobudzić do krytycznego myślenia. Nie chodzi o to, by brali za pewnik to, co mówi Karolak – niech podważają, krytykują, dyskutują. To przecież podważanie koncepcji prowadzi do rozwoju, wtedy inicjują się różnego rodzaju procesy twórcze – tłumaczy dr Karolak. – Po drugie staram się ich też zarazić pasją, pokazać, że zajmowanie się praktycznym wykonywaniem przyszłego zawodu, m.in. sporządzanie leków recepturowych, nie jest nudne i odtwórcze – jest w tym szczypta tajemnicy i swoistego uroku.

Takie podejście skutkuje – dr Karolak każdego roku uzyskuje bardzo wysokie noty od studentów za prowadzone przez niego zajęcia.