SYMFONIA

Mechanizmy farmakoterapeutyczne, markery spektroskopowe, i nanomechanika dysfunkcyjnego śródbłonka w stłuszczeniu wątroby i w niewydolności serca; w poszukiwaniu narządowej specyficzności

Kierownik: prof. dr hab. Stefan Karol Chłopicki
Kierownicy zespołów badawczych: prof. dr hab. Marek Szymoński, prof. dr hab. Małgorzata Anna Barańska
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program SYMFONIA 3
Wnioskowane dofinansowanie: 6 996 680 PLN
Okres realizacji: 60 miesięcy 

Śródbłonek naczyniowy wyścielający układ krążenia od środka, jest dzisiaj postrzegany jako ważny narząd ustroju człowieka. Waży ok 1 kg, zajmuje 4000-7000 m2 powierzchni, i stanowi heterogenną grupę komórek odgrywającą fundamentalną rolę w regulacji układu krążenia i czynności narządów. Upośledzona czynność śródbłonka, poprzez działanie czynników ryzyka miażdżycy takich jak nadciśnienie, podwyższone stężenie cholesterolu, cukrzyca i inne prowadzi do  dysfunkcji śródbłonka i skutkiem tego do rozwoju blaszki miażdżycowej i jego klinicznych powikłań takich jak zawał mieśnia sercowego, udar mózgu czy choroby naczyń obwodowych. Stąd, dysfunkcje śródbłonka można uznać za barometr stanu układu krążenia a farmakoterapię śródbłonka za nowy sposób prewencji miażdżycy i jej powikłań. Dzisiaj istnieje już wiele dowodów na to, że dysfunkcji śródbłonka przyczynia się nie tylko do rozwoju miażdżycy, ale ma istotny udział w patogenezie wielu innych patologii jak stłuszczenia wątroby czy niewydolności mięśnia sercowego. W tych chorobach jednak dysfunkcja śródblonka nie jest pierwotną przyczyną chorób jak w miażdżycy (pierwotna dysfunkcja śródbłonka), ale raczej skutkiem uszkodzenia narządów przez proces chorobowy (wtórna dysfunkcja śródblonka). O ile coraz lepiej znane są mechanizmy pierwotnej dysfunkcji śródbłonka prowadzące do rozwoju i progresji blaszki miażdżycowej, to jednak mechanizmy wtórnej dysfunkcja śródbłonka są słabiej poznane. Celem projektu jest poszukiwanie mechanizmów komunikacji międzykomórkowej pomiędzy komórkami wątroby a komórkami śródbłonka naczyniowego w wątrobie oraz komórkami serca i komórkami śródbłonka w mięśniu sercowym, które to mechanizmy determinują fenotyp śródbłonka i mogą stać się podstawą do poszukiwania hepato- i kardioselektywnej terapii dysfunkcji śródbłonka. Stawiamy hipotezę ze dysfunkcja komórek śródbłonka zatok wątroby (LSEC) zależna od sygnałów z hepatocytów ma istotne znaczenie w rozwoju stłuszczenia wątroby, a dysfunkcja śródbłonka mikrokrążenia wieńcowego zależna od sygnałów z kardiomiocytów ma istotne znaczenie w rozwoju niewydolności serca.

Zastosowanie wielu komplementarnych i unikatowych metod badawczych in vitro, ex vivo oraz in vivo zaadaptowanych do badania czynności śródbłonka, które w ramach tego projektu będą znaczenie rozwinięte dzięki ekspertyzie interdyscyplinarnego zespołu pozwoli na lepsze zrozumienie mechanizmów rozwoju wtórnej dysfunkcji śródbłonka LCES i CMEC wymagających się klasycznej metodyce badawczej. Projekt również pozwoli na rozwój dziedziny obrazowania MRI in vivo w zakresie obrazowania śródbłonka i czynności mikrokrążenia, nanomechaniki struktur miękkich i szczotkowych w zastosowaniu do badania warstwy korowej śródbłonka i jego glikokaliksu, oraz spektroskopii ramanowskiej żywych komórek.


HARMONIA

Badania przeciwpłytkowego i przeciwzakrzepowego działania związków uwalniających tlenek węgla

Kierownik: prof. dr hab. Stefan Karol Chłopicki
Partner projektu: dr Roberto Motterlini, University Paris-Est, INSERM U955, Faculty of Medicine
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program HARMONIA
Wnioskowane dofinansowanie: 1 222 182 PLN
Okres realizacji: 36 miesięcy

Tlenek węgla (CO) wykazuje działania naczyniorozszerzające, przeciwpłytkowe i przeciwzakrzepowe, lecz mechanizm leżący u podstaw tych aktywności farmakologicznych ciągle pozostaje niezbadany. Dotychczas niemożliwe było rozdzielenie przeciwpłytkowych i przeciwzakrzepowych efektów CO od działania hipotensyjnego i toksycznego CO. Nasze badania, przeprowadzone we współpracy z zespołem Prof. Roberto Motterlini’ego wykazały, że kinetyka uwalniania CO z CO-RMs ma istotny wpływ na farmakologiczne oddziaływanie tych związków na agregację płytek in vitro i procesy zakrzepowe in vivo. Celem tego projektu jest poszukiwanie mechanizmów które odpowiadają za działanie CO, przeciwpłytkowe in vitro i przeciwzakrzepowe in vivo. W szczególności celem projektu będzie: 1/ badanie kinetyki uwalniania CO ze znanych oraz z nowych CO-RMs w warunkach stresu oksydacyjnego; 2/ Scharakteryzowanie oddziaływania farmakologicznego nowych CO-RMs na płytki krwi i komórki śródbłonka naczyniowego w warunkach normoksji i hipoksji wraz z oceną zaangażowania cyklazy guanylanowej i mitochondriów w mechanizm działania tych związków; 3/ Zbadanie właściwości przeciwzakrzepowych CO-RMs w klasycznym modelu zakrzepicy tętniczej u szczurów oraz w najnowocześniejszym modelu zakrzepicy połączonym z przyżyciowym obrazowaniem konfokalnym w czasie rzeczywistym u myszy.


OPUS

Schwytać choroby cywilizacyjne na gorącym uczynku – spektroskopia Ramana in vivo

Kierownik: dr hab. Agnieszka Kaczor
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program OPUS 9
Wnioskowane dofinansowanie: 907 320 PLN
Okres realizacji: 36 miesięcy

Spektroskopia Ramana jest z powodzeniem wykorzystywana do badań zmian biochemicznych w tkankach i komórkach w modelach in vitro oraz ex vivo. Modele te, choć niewątpliwie użyteczne, są oparte na pewnych ważkich założeniach: dotyczących braku wpływu nieobecności “otoczenia tkankowego” (w przypadku modeli komórkowych in vitro) i procedur utrwalania tkanek lub komórek na uzyskane wyniki, czy możności wnioskowania o rozwoju patologii u człowieka na podstawie wyników uzyskanych na zwierzętach. Ograniczenia metodologii ex vivo i in vitro wynikają także z faktu, iż na ogół w tego typu badaniach używane są zwierzęce modele knock-outów genowych lub modele, w których rozwój patologii następuje wskutek pojedynczego bodźca. Ograniczenia te są wyeliminowane w metodyce in vivo z użyciem sond światłowodowych, w przypadku której badana tkanka jest badana bezpośrednio w żyjącym organizmie. Spektroskopia ramanowska in vivo nie jest rozwijana w Polsce, choć jest z powodzeniem używana w wielu laboratoriach na świecie. W obliczu wzrastających zagrożeń związanych z chorobami cywilizacyjnymi, rozwijanie wiedzy o tych patologiach jest istotnym czynnikiem, który może przyczynić się do ich zapobiegania. Dlatego celem projektu jest zastosowanie spektroskopii Ramana in vivo (w rzeczywistych warunkach fizjologicznych) do badania i charakterystyki zmian chemicznych w tkankach z rozwiniętą patologią w stosunku do kontrolnych.


SONATA

Badania strukturalne i obrazowanie chemiczne witaminy A i E oraz ich metabolitów w zdrowych i patologicznie zmienionych tkankach zwierzęcych

Kierownik: dr Katarzyna M. Marzec
Wykonawcy: dr Chruszcz-Lipska Katarzyna, dr Maślak Edyta, mgr Kamila Kochan
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program SONATA 4
Wnioskowane dofinansowanie: 362 38 PLN
Okres realizacji: 36 miesięcy 

Podstawowym celem pracy jest określenie in situ dystrybucji witamin A, E oraz ich metabolitów w wybranych tkankach mysich. Pierwszy etap badań dotyczy próbek biologicznych osobników zdrowych pobranych z różnych organów (wątroba, płuca, mózg, nerki, aorta). Drugi, tkanek pobranych z oragnów zmienionych chorobowo. Badania będą prowadzone przy pomocy obrazowania ramanowskiego oraz IR. W celu weryfikacji/potwierdzenia danych planuje się również barwienia histologiczne. Analiza strukturalna oraz konformacyjna tytułowych związków pozwoli na odnalezienie „spektroskopowych pasm markerowych”, które umożliwią analizę obrazowania próbek biologicznych. Stosowane w projekcie techniki podzielić można na metody eksperymentalne (IR, RS) oraz kwantowo-chemiczne metody teoretyczne (głównie DFT).


Opracowanie metodyki tlenometrii EPR do oceny śródbłonkowego działania leków

Kierownik i wykonawca: dr Patrycja Kaczara
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program SONATA 3
Wnioskowane dofinansowanie: 391 482 PLN
Okres realizacji: 36 miesięcy 

Śródbłonek naczyń krwionośnych pełni ważną rolę w utrzymaniu homeostazy naczyń w warunkach fizjologicznych oraz patologicznych. Wyniki badań wstępnych wykazały, że stan zapalny u myszy spowodował znaczne obniżenie szybkości konsumpcji tlenu przez skrawki wyizolowanych naczyń krwionośnych, a efekt mógł być regulowany farmakologicznie. Większość rodzajów komórek zużywa tlen podczas oddychania mitochondrialnego w celu wyprodukowania energii w procesie fosforylacji oksydacyjnej. Jednakże komórki śródbłonka do produkcji ATP wykorzystują w znacznej mierze glikolizę, a dokładniej proces nazwany glikolizą tlenową, nawet w obecności wystarczającej ilości tlenu. Ta nietypowa własność śródbłonka jest prawdopodobnie wynikiem adaptacji do środowiska o wysokiej zawartości tlenu, a udział glikolizy tlenowej w stosunku do fosforylacji oksydacyjnej może silnie zależeć od fizjologicznych lub patologicznych warunków. Sposób pozyskiwania przez komórki energii może być bardzo czułym parametrem pozwalającym na ocenę odpowiedzi komórek na różne korzystne lub szkodliwe czynniki. Dlatego głównym celem  proponowanych badań jest opracowanie i optymalizacja opartej o spektroskopię elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR) metodologii pomiaru oddychania komórek śródbłonka in vitro lub izolowanych mysich naczyń krwionośnych ex vivo w warunkach fizjologicznych lub patologicznych. Drugim celem badań jest ocena, przy użyciu opracowanej metody, zmian aktywności procesów glikolizy i oksydacyjnej fosforylacji w odpowiedzi na czynniki prozapalne lub inne rodzaje stresu komórkowego. Opracowana metodologia będzie także pomocną w badaniach nad rolą nowych, farmakologicznie aktywnych związków,  jak CORM, mildronian czy trimetazydyna na oddychanie i stres oksydacyjny w komórkach śródbłonka.


PRELUDIUM

Badania bioanalityczne i farmakologiczne kompensacyjnych mechanizmów zależnych od MNA/COX-2/PGI2 w mysim modelu niedoboru tlenku azotu

Kierownik: mgr inż. Agnieszka Kij
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 9
Wnioskowane dofinansowanie: 99 992 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące

Celem projektu jest zbadanie kompensacyjnej roli szlaku MNA/COX-2/PGI2 w toku rozwoju dysfunkcji śródbłonka i upośledzenia aktywności NO oraz zbadanie skutków farmakologicznej jego aktywacji na aktywność płytek krwi w mysim modelu niedoboru śródbłonkowego NO.

MNA (1-methylo-nikotynamid) podawany egzogennie wywołuje działanie przeciwzakrzepowe i przeciwzapalne przez mechanizmy zależne od COX-2/PGI2, a podwyższone stężenie endogennego MNA w przebiegu dysfunkcji śródbłonka towarzyszącej miażdżycy czy zapaleniu wątroby wskazuje na znaczenie kompensacyjne tej cząsteczki. Stawiamy hipotezę, że endogenny MNA jest regulatorem aktywności układu COX-2/PGI2 i stanowi istotny mechanizm kompensacyjny uruchamiany wobec upośledzenia wydzielania śródbłonkowego NO. Niniejszy projekt ma na celu zweryfikowanie tej hipotezy z wykorzystaniem mysiego modelu nadciśnienia wywołanego przez farmakologiczne zahamowanie syntezy NO. Zbadany zostanie wpływ niedoboru NO na zmiany aktywności szlaku MNA/COX-2/PGI2 w oparciu o pomiary stężenia MNA i jego metabolitów (2-Met-PY, 4-Met-PY), profilu eikozanoidów w osoczu i w moczu w odniesieniu do zmian aktywności płytek krwi, która będzie badana w oryginalnym eseju w pełnej krwi ex vivo. Badania przeprowadzone będą w toku rozwoju nadciśnienia wywołanego przez farmakologiczny niedobór NO, jak i po podaniu związków będących egzogennym źródłem MNA (MNACl) lub MNA i NO (MNANO2, MNANO3, c2913). Ważnym elementem tego projektu będzie opracowanie metody analizy ilościowej oznaczania wybranych eikozanoidów w moczu oraz w osoczu, a także przeprowadzenie walidacji metody.


Charakterystyka roli płytek krwi w procesie przerzutowania oraz ocena skuteczności leczenia przeciwpłytkowego na zahamowanie przerzutów w doświadczalnym modelu przerzutowości mysiego raka gruczołu sutkowego

Kierownik: mgr Elżbieta Buczek
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 8
Wnioskowane dofinansowanie: 99 980 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące

Głównym celem niniejszego projektu jest zbadanie i charakterystyka roli płytek krwi w rozwoju przerzutów w płucach w doświadczalnym modelu przerzutowości nowotworowej mysiego raka gruczołu sutkowego 4T1 za pomocą trzech uzupełniających się metod badania płytek krwi: cytometrii przepływowej, oceny produkcji tromboksanu B2 w pełnej krwi, badania adhezji i agregacji płytek. Ponadto planowana jest ocena skuteczności leczenia przeciwpłytkowego na zahamowanie rozwoju przerzutów. Szczegółowe cele badawcze projektu są następujące: (1) optymalizacja metodyki, w tym opracowanie protokołu badania adhezji i agregacji mysich płytek krwi za pomocą nowatorskiego systemu mikrowagi kwarcowej z monitoringiem rozpraszania energii – Quartz Crystal Microbalance with Dissipation (QCM-D), wybór protokołu do analizy cytometrycznej płytek krwi myszy szczepu BALB/c oraz (2) scharakteryzowanie zmian reaktywności płytek krwi poprzez zbadanie markerów aktywacji płytek przy użyciu cytometrii przepływowej (FACS), ocenę produkcji tromboksanu B2 oraz zbadanie adhezji i agregacji płytek krwi za pomocą mikrowagi kwarcowej z monitoringiem rozpraszania energii u myszy w różnych stadiach rozwoju przerzutów w płucach, (3) z wykorzystaniem opracowanych trzech metod zbadanie wpływu leczenia przeciwpłytkowego o różnych mechanizmach działania (ASA, clopidogrel, ASA + clpopidogrel oraz NaNO3, NaNO3 + clopidogrel) na aktywność płytek krwi oraz na rozwój guza pierwotnego oraz przerzutów mysiego raka gruczołu sutkowego 4T1.


Badanie wpływu wybranych właściwości fizykochemicznych na dystrybucję leków do komórek śródbłonka oraz wiązanie leków z białkami krwi

Kierownik: mgr Anna Agnieszka Gonciarz-Dytman
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 7
Wnioskowane dofinansowanie: 99 990 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące

Celem projektu jest poszukiwanie zależności pomiędzy właściwościami fizykochemicznymi leków a stopniem ich wiązania się z białkami krwi oraz dystrybucją do śródbłonka. W planowanych badaniach wykorzystane będą leki naczynioprotekcyjne o ugruntowanej pozycji w leczeniu chorób układu sercowo-naczyniowego, mianowicie inhibitory konwertazy angiotensyny (ACE-I) oraz leki β- adrenolityczne (β-blokery, β-B). Dobór leków o zróżnicowanych właściwościach fizykochemicznych oraz zaznaczonej z różną siłą aktywności śródbłonkowej umożliwi określenie wpływu właściwości kwasowo- zasadowych oraz lipofilności badanych leków na ich dystrybucję do śródbłonka oraz wiązanie z głównymi białkami krwi. Wyniki badań pozwolą na lepsze zrozumienie czynników odpowiedzialnych za wiązanie leków z białkami krwi oraz dystrybucję. W szczególności planowane badania umożliwią odpowiedź na pytania na temat istniejących różnic w dystrybucji do śródbłonka zależności od lipofilności i właściwości kwasowo-zasadowych badanych leków. W efekcie końcowym planowane badania będą mogły wskazać, które z badanych właściwości fizykochemicznych mogą mieć wpływ na aktywność śródbłonkową.


Wpływ farmakokinetyki dwóch nowych hepato-selekytwnych NO-donorów V-PYRRO/NO i V-PROLI/NO na ich aktywność biologiczną w leczeniu eksperymentalnego modelu NAFLD u myszy

Kierownik: dr Kamil Kuś
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 6
Wnioskowane dofinansowanie: 99 985 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące

Głównym celem niniejszego projektu jest pełna ocena profilu farmakokinetycznego dwóch nowych, hepatoselektywnych proleków uwalniających tlenek azotu (NO): V-PYRRO/NO oraz V-PROLI/NO, wywierających różne efekty farmakologiczne w mysim modelu NAFLD (niealkoholowe stłuszczenie wątroby). Badania wstępne prowadzone przez zespół badawczy JCET, wykazały że V-PYRRO/NO, lecz nie V-PROLI/NO, okazał się skuteczny w hamowaniu stłuszczenia wątroby, poprawiał wrażliwość na insulinę oraz modyfikował hepatotoksyczny profil lipidów w wątrobie. Na podstawie wyników tych badań przypuszczamy, że właściwości farmakokinetyczne obu związków mają znaczący wpływ na różny efekt farmakologiczny, dlatego też ich dokładne zbadanie pozwoli wytłumaczyć te różnice.

Szczegółowe cele badawcze projektu są następujące:

  1. optymalizacja metodyki, w tym opracowanie i zwalidowanie metody LC/MS/MS oznaczania badanych związków w różnych matrycach biologicznych
  2. określenie profilu farmakokinetycznego V-PYRRO/NO i V-PROLI/NO in vivo
  3. wyznaczenie parametrów eliminacji wątrobowej V-PYRRO/NO i V-PROLI/NO ex vivo
  4. badania metabolizmu V-PYRRO/NO i V-PROLI/NO w mikrosomach wątroby myszy oraz pierwotnych mysich hepatocytach in vitro
  5. wyjaśnienie różnic efektywności terapeutycznej V-PYRRO/NO i V-PROLI/NO, opierając się na wynikach badań farmakokinetycznych zaplanowanych w ramach przedstawianego projektu.

Obrazowanie „label-free” wewnątrzkomórkowych struktur śródbłonka za pomocą konfokalnej mikroskopii ramanowskiej oraz spektroskopii FT-IR, mikroskopii sił atomowych i mikroskopii fluorescencyjnej

Kierownik: dr Katarzyna Majzner
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 5
Wnioskowane dofinansowanie: 149 500 PLN
Okres realizacji: 36 miesięcy

Projekt zakłada opracowanie nowatorskiej metodyki z wykorzystaniem konfokalnej mikrospektroskopii ramanowskiej, spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni, mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz mikroskopii fluorescencyjnej do równoczesnej oceny zmian wewnątrzkomórkowych na poziomie morfologicznym, biochemicznym oraz fizykochemicznym, ze szczególnym naciskiem na badanie tworzenia i roli ciałek lipidowych w śródbłonku.
Wiodącą metodą badawczą planowaną w projekcie jest spektroskopia ramanowska. Jest to podyktowane kilkoma czynnikami: 1. możliwością badania składu biochemicznego komórki na poziomie subkomórkowym w sposób czuły i niedestrukcyjny (możliwość badania żywych komórek), 2. możliwością szybkiej i jednoznacznej identyfikacji ciałek lipidowych w komórce w oparciu o unikalny „podpis” spektroskopy tych organelli, 3. łatwością uzyskania informacji o dystrybucji głównych komponentów biochemicznych z dużą rozdzielczością przestrzenną (do ca. 300 nm) z użyciem konfokalnego obrazowania ramanowskiego, co pozwala na rekonstrukcję 3D układu i śledzenie dystrybucji, kształtu i rozmiaru badanych struktur.


Od symptomów do leczenia: kompleksowa charakterystyka rozwoju zmian patologicznych w doświadczalnym modelu stłuszczenia wątroby za pomocą metod obrazowania spektroskopii oscylacyjnej

Kierownik: Kamila Kochan
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 5
Wnioskowane dofinansowanie: 116 400 PLN
Okres realizacji: 28 miesięcy

Głównym celem niniejszego projektu jest opracowanie profilu biochemicznego wątroby związanego z jej niealkoholowym stłuszczeniem oraz zbadanie zmian patologicznych towarzyszących mu na różnych etapach rozwoju w doświadczalnym modelu uszkodzenia wątroby, za pomocą nowoczesnych technik obrazowania spektroskopowego (FT – Raman, FT – IR). W szczególności, prezentowany projekt wiąże się z realizacją czterech celów. Pierwszym etapem jest (1) opracowanie metodyki pomiarowej badania stłuszczenia wątroby, zwłaszcza optymalnej preparatyki próbki do jednoczesnego obrazowania spektroskopowego i barwienia histochemicznego. Kolejne dwa zadania obejmują (2) charakterystykę zmian biochemicznych stłuszczonej wątroby w zaawansowanym stadium względem kontroli, za pomocą markerów spektralnych oraz (3) zbadanie rozwoju stłuszczenia wątroby (w oparciu o markery spektralne jej profilu biochemicznego) na jego wczesnych etapach. W ostatniej fazie projekt skupi się na (4) analizie wpływu leczenia hamującego stłuszczenie wątroby m.in. leków referencyjnych (np. metforminy) przez charakterystykę spektralną wątroby pobranej od osobników poddanych terapii w porównaniu do nieleczonych.


Spektroskopia oscylacyjna w poszukiwaniu biochemicznego odbicia patologii ściany naczyń krwionośnych we krwi zwierząt z nadciśnieniem tętniczym i płucnym

Kierownik: Emilia Staniszewska
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 5
Wnioskowane dofinansowanie: 99 750 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące

Głównym celem projektu jest opracowanie metodyki i określenie całościowego profilu biochemicznego osocza i składników morfotycznych krwi w zwierzęcych modelach systemowego nadciśnienia tętniczego i nadciśnienia płucnego przy użyciu spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (FTIR) oraz spektroskopii rozpraszania Ramana. Planowane badania i opracowana metodyka umożliwią rozwój nowej strategii prognozowania patologii ściany naczyń krwionośnych i zagrożeń z tym związanych na podstawie „odbicia”, jakie patologia ściany naczynia w nadciśnieniu wywołuje w profilu biochemicznym krwi widocznym w widmach oscylacyjnych.


Mała skala, wielkie znaczenie: spektroskopia ramanowska, obrazowanie 3D, mikroskopia sił atomowych i barwienie immunohistochemiczne w badaniach cukrzycy

Kierownik: Marta Pilarczyk
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 4
Wnioskowane dofinansowanie: 137 500 PLN
Okres realizacji: 33 miesiące

Głównym celem projektu jest opracowanie unikatowej wieloparametrowej metodyki oceny ściany naczynia z wykorzystaniem spektroskopii ramanowskiej, mikroskopii sił atomowych (AFM), barwienia immunohistochemicznego (IHC) oraz mikroskopii optycznej bliskiego pola (SNOM) do równoczesnej oceny ściany naczynia na poziomie morfologicznym, biochemicznym oraz fizykochemicznym. Celem projektu jest spektroskopowa analiza preparatów ściany naczynia krwionośnego w mysim modelu cukrzycy (db/db). Do poszukiwania różnic między osobnikami cukrzycowymi, a zdrowymi zostanie wykorzystana technika spektroskopii rozpraszania ramanowskiego z naciskiem na obrazowanie ramanowskie, również obrazowanie 3D skorelowana z innymi technikami: mikroskopii sił atomowych i barwienia immunohistochemicznego. Zaproponowane badania mają na celu wyznaczenie składu biochemicznego preparatów ściany naczynia, poznanie wpływu cukrzycy na skład biochemiczny i strukturę ścian naczyń, znalezienie różnic między tkanką zdrową a cukrzycową i określenie biochemicznych źródeł tych różnic.


Badania fizykochemiczne błony i środowiska wewnątrzkomórkowego śródbłonka

Kierownik: dr Aleksandra Jaworska
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, Program PRELUDIUM 3
Wnioskowane dofinansowanie: 98 400 PLN
Okres realizacji: 24 miesiące (2013-2015), projekt zakończony 

Głównym celem projektu jest badanie spektroskopowe (jako główna metoda zastosowana będzie powierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramana, SERS) oraz fluorescencyjne (metoda referencyjna) fizykochemicznych właściwości komórek śródbłonka poprzez pomiary błony komórkowej oraz środowiska wewnątrzkomórkowego. Powyższe badania umożliwią badanie dystrybucji specyficznych białek funkcjonalnych występujących na błonie komórkowej (Selektyna P, L i E oraz ICAM-1 i VCAM-1), a także badanie pH i potencjału redox wewnątrz komórek. Planowane badania i opracowana metodyka umożliwią opis stanu czynnościowego zdrowych komórek śródbłonka oraz komórek śródbłonka stymulowanych przez TNFα, wywołujący ich stan zapalny. Planowana badania umożliwią opisanie różnic spektroskopowych pomiędzy prawidłowymi komórkami śródbłonka i komórkami śródbłonka aktywowanymi zapalnie.

Zaplanowane eksperymenty umożliwią lepsze poznanie komórek śródbłonka, których dysfunkcja, według doniesień literaturowych, powoduje rozwój chorób cywilizacyjnych (np. miażdżycy). Zastosowanie spektroskopii SERS w badaniach biochemicznych rozwija się bardzo szybko, jednak głównie w detekcji komórek rakowych (jednoznaczne rozróżnianie zdrowych i chorych komórek). W projekcie proponowane jest nowe podejście, kładące nacisk na równoczesne monitorowanie dystrybucji wielu protein na błonie komórkowej, które wraz z ‘mapą’ pH i potencjału redox wewnątrz komórek przyniesie bogaty opis fenotypu komórki zdrowej i umożliwi monitorowanie zmian podczas powstawania stanów chorobowych. Oczekiwane rezultaty nie będą miały bezpośredniej wartości aplikacyjnej, natomiast umożliwią rozwijanie techniki SERS jako metody badawczej komórek, co poszerzy dotychczasowy stan wiedzy w tej dziedzinie.