Prof. dr hab. Jan Potempa - mikrobiologia, biochemia, nauki medyczne. Nominacja w uznaniu za odkrycie biochemicznych mechanizmów związku bakteryjnych chorób przyzębia z reakcjami autoimmunologicznymi, co otworzyło nowe perspektywy walki z chorobą Alzheimera.

Jan Potempa jest mikrobiologiem i biochemikiem. Zajmuje się badaniem czynników wirulencji bakterii jamy ustnej. W 2011 r. otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej za scharakteryzowanie nowej rodziny proteaz bakteryjnych, nazwanej gingipainami, oraz wykazanie ich roli w rozwoju chorób przyzębia. Dzięki niemu obecnie wiadomo, że za patologiczne zmiany w przyzębiu odpowiedzialna jest stosunkowo niewielka grupa bakterii w płytce nazębnej, które wydzielają enzymatyczne czynniki wirulencji umożliwiające kolonizację i proliferację w organizmie gospodarza. Wyniki tych badań pozwoliły zrozumieć molekularne mechanizmy patogenności tych bakterii i zaproponować nowe metody profilaktyki i leczenia. Rewolucyjny charakter miało odkrycie związku bakterii chorób przyzębia ze schorzeniami autoimmunologicznymi i możliwość przekraczania bariery krew-mózg przez czynniki wirulencji bakterii płytki nazębnej. Prace Jana Potempy mają przełomowe znaczenie dla medycyny, co dobitnie potwierdziły spektakularne wyniki badań, prowadzonych w ostatnich dziesięciu latach. Ich kulminacją było ogłoszenie w 2019 roku, na łamach Science Advances, pracy „mającej znamiona zaskakującego odkrycia naukowego" (prof. Maciej Żylicz, recenzent kandydatury), potwierdzającej związek bakteryjnych gingipain ze zmianami patologicznymi zachodzącymi w mózgu osób cierpiących na chorobę Alzheimera oraz możliwość zahamowania ich aktywności poprzez odpowiednio zaprojektowane inhibitory proteaz. Zdaniem prof. Żylicza: ,,to odkrycie w przyszłości może doprowadzić do opracowania nowej metody blokowania (lub opóźniania) pojawiania się w mózgu człowieka zmian patologicznych związanych z chorobą Alzheimera". Dzięki tym odkryciom badania Jana Potempy - pierwotnie poświęcone białkowym, głównie proteolitycznym, czynnikom sprzyjającym chorobom przyzębia - zyskały fundamentalne znaczenie dla zrozumienia patogenezy i opracowania metod leczenia chorób neurodegeneracyjnych, reumatoidalnego zapalenia stawów i zachłystowego zapalenia płuc.

Prof. dr hab. Jan Potempa jest kierownikiem Zakładu Mikrobiologii na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ oraz profesorem University of Louisville (USA), prowadzi badania we współpracy z ośrodkami badawczymi oraz firmami biotechnologicznymi i farmaceutycznymi w Europie i Stanach Zjednoczonych.

Recenzent kandydatury: prof. dr hab. Maciej Żylicz, doktor honoris causa Uniwersytetu Wrocławskiego, członek rzeczywisty PAN, członek korespondent PAU, Prezes Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Jakie są Pana fascynacje naukowe i zawodowe marzenia?

Z wykształcenia jestem biochemikiem, który zakochał się w bakteriach. Kiedy ponad 30 lat temu przygotowywałem po raz pierwszy wykłady z mikrobiologii ogólnej dla studentów biotechnologii, z ogromnym zainteresowaniem przestudiowałem podręcznik Brock Biology of Microorganisms i niewidzialny gołym okiem świat mikrobów zafascynował mnie. Aktualizując swoje wykłady z roku na rok śledziłem niewiarygodnie szybkie postępy w zrozumieniu, w jaki sposób ten niewidzialny świat wpływa na funkcjonowanie całego ekosystemu kuli ziemskiej. Zwykłym zjadaczom chleba bakterie kojarzą się zwykle z chorobami zakaźnymi, ale bez bakterii życie na Ziemi by nie istniało. Teraz już wiemy, że bakterie, dla których nasze ciało jest „domem”, wywierają piętno na niemalże każdym aspekcie funkcjonowania naszego organizmu. Studiowanie życia bakterii na poziomie molekularnym to niekończąca się przygoda pełna zadziwiających niespodzianek, bo mikroorganizmy przystosowały się do życia niemalże w każdych warunkach istniejących na Ziemi. Niestety, nie można studiować wszystkich bakterii na raz i w większości przypadków ślepy los wybiera za nas. Dzięki kontaktom z dentystami, którzy otworzyli moje oczy na pasjonujący świat bakterii żyjących w jamie ustnej, moje zainteresowania skoncentrowały się na bakteriach odpowiedzialnych za zapalenie ozębnej, w tym przede wszystkim Porphyromonas gingivalis. (…)

W badaniach przedklinicznych na modelu mysim paradontozy pokazaliśmy, że P. gingivalis lub przynajmniej DNA i toksyny tej bakterii przedostają się do mózgu zwierząt i wywołują tam zmiany neurodegeneracyjne, podobne do tych obserwowanych w chorobie Alzheimera. Można temu zapobiec, traktując myszy związkami blokującymi aktywność gingipain. Obecnie moim największym marzeniem jest to, żeby te wyniki zostały potwierdzone w badaniach klinicznych prowadzonych przez amerykańską firmę CORTEXYME (GAIN and PEAK Trials). W badaniach, które są w toku, testowana jest zdolność inhibitora gingipian COR388 (Atuzaginstat) w zapobieganiu postępom choroby Alzheimer i choroby Parkinsona. Pozytywny wynik tych badań jednoznacznie potwierdzi udział bakterii w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych i otworzy drogę do skutecznego zapobiegania tych obecnie nieuleczalnych chorób.

Drugie moje marzenie jest bardziej osobiste. Wychowałem wielu młodych, zdolnych naukowców i mam nadzieje, że będą z sukcesem kontynuować moją pasję, jaką jest prowadzenie badań naukowych jako życiowe hobby, które dostarczy im satysfakcję i poczucie spełnienia.

Czy Pana badania mają zastosowanie w życiu codziennym człowieka?

Z dzieciństwa pamiętam powiedzenie, że na starość traci się włosy i zęby. W tym drugim przypadku powodem utraty zębów jest nieleczone zapalenie ozębnej, które jest nadal lekceważoną chorobą. Ponieważ choroba postępuje wolno i praktycznie bezboleśnie, to dopiero kiedy zęby zaczną się ruszać w dziąsłach pacjenci dowiadują się, że cierpią na zaawansowaną paradontozę. Zwykle jest już wtedy za późno na skuteczne leczenie. Niestety, utrata zębów to nie koniec, bo paradontoza sprzyja, lub może nawet jest przyczyną rozwoju wielu zagrażających życiu chorób. Dbając o uzębienie zapobiegamy więc innym schorzeniom i dlatego spacyfikowanie patogenności P. gingivalis, bakterii odpowiedzialnej za paradontozę, swoistymi związkami w paście do zębów czy w płynie do płukania ust może nie tylko zapobiegać zapaleniu ozębnej, ale również innym chorobom. W tym kontekście wyniki moich badań nad toksynami P. gingivalis otworzyły duże możliwości zastosowania związków blokujących ich uwalnianie i działanie w leczeniu i profilaktyce. Najlepszym przykładem jest inhibitor gingipain (COR388), który jest obecnie testowany w badaniach klinicznych 3-ciej fazy w zapobieganiu paradontozie i postępowi choroby Alzheimera.

Co uważa Pan za największe wyzwanie nauki na następne 10 lat?

W tym miejscu jednym tchem mógłbym wymienić całą litanię wyzwań, które stoją przed współczesną nauką, od globalnego ocieplenia do zapobiegnia wymierania gatunków organizmów zamieszkujących ziemię. Już w tej chwili zagłada grozi na przykład rafom koralowym. Jak wszystko będzie tak postępować, to pozostaną po nas tylko bakterie i ewolucja życia na Ziemi zacznie się od początku. (…)

Za największe wyzwanie uważam powstrzymanie chorób zakaźnych, zarówno bakteryjnych jak i wirusowych. Według szacunków ekspertów WHO, w 2020 r. choroby zakaźne, takie jak HIV, gruźlica, wirusowe zapalenie wątroby, malaria, choroby tropikalne i przenoszone drogą płciową uśmierciły około 4 mln ludzi na całym świecie, w większości tych żyjących w biedzie. Do tego doszła jeszcze pandemia wywołana koronawirusem SARS-CoV-2, w której do tej pory zmarło już ponad 4,6 miliona osób i codziennie przybywa kolejne 10 tys. ofiar pandemii. Pomimo skutecznej szczepionki, nie widać końca pandemii Covid-19. (…). Do tego prognozuje się, że kolejny wariant wirusa SARS-CoV-2 uodporni się szczepionkę. Jeśli jednak w końcu uporamy się z Covid-19, to w niedługiej przyszłości możemy liczyć na to, że czekają nas kolejne pandemie.

Kolejnym wyzwaniem jest narastająca odporność bakterii na antybiotyki. Pesymiści twierdzą, że grozi nam powrót do czasów sprzed wprowadzenia antybiotyków do powszechnego leczenia bakteryjnych chorób infekcyjnych. Z tego powodu istotne jest ograniczenie profilaktycznego podawania antybiotyków w leczeniu chorób wirusowych oraz w hodowli zwierząt.

Wielki problem stanowi też starzenie się społeczeństwa oraz choroby cywilizacyjne, w tym choroby układu krążenia i otyłość. Żyjemy dłużej, ale za to płacimy cenę, którą jest wzrastająca liczba osób chorych na cukrzycę lub/i demencję, a zwłaszcza chorobę Alzheimera. Jak na razie nie ma skutecznych leków na demencję i otyłość. Dlatego odkrycia naukowe, które wskazują, że określone bakterie lub niewłaściwa jelitowa flora bakteryjna są odpowiedzialne za chorobę Alzheimera i otyłość, zasługują na wielką uwagę. Jesteśmy już w stanie manipulować florą bakteryjną przez podawanie prebiotyków, więc może to jest droga do zapobiegania tym chorobom?