Laboratorium cytometrii i spektroskopii nanoobiektów

Teranostyka

Słowo teranostyka powstało ze złożenia dwóch słów terapia (leczenie) i diagnostyka (wykrywanie chorób) i oznacza nowe podejście do medycyny, mające na celu tworzenie nowych rozwiązań technologicznych umożliwiających jednoczesne wykrywanie i leczenie chorób. Teranostyka zazwyczaj sięga do najnowszych technologii i materiałów, takich jak nanotechnologie, nanomateriały, biomateriały i biomimetyki, które pozwalają na jednocześnie na wykrywanie procesów chorobowych w ciele pacjenta i podjęcie działań, które umożliwiają dostarczenie leków do obszarów objętych patologią. Taka ukierunkowana interwencja pozwala nie tylko na szybsze podjęcie leczenia, ale także umożliwia dostosowanie metod leczenia (w tym dawki leku) do indywidualnych potrzeb pacjenta. Teranostyka jako diagnostyka i terapia na poziomie molekularnym jest podstawą nowoczesnej medycyny precyzyjnej lub medycyny spersonalizowanej, zwanej także medycyną szytą na miarę.

Theranostyka łączy zatem najnowsze technologie materiałowe (nanotechnoligie), metody molekularne (genetyka, biologia strukturalna) i fizykę (spektrometria mas, spektroskopia Ramana i FTIR, plazmonowy rezonans powierzchniowy SPR) do opracowania:

  • Spersonalizowanych metod diagnostycznych: lab-on-a-chip, obrazowanie molekularne, metody omiczne
  • Celowych nośników leków: nanocząstki, nano- i mikropęcherzyki, aptamery, nanorurki
  • Terapii celowanej: radiofarmaceutyki, aptamery, nanociała

Laboratorium cytometrii i spektroskopii nanoobiektów

Nasza grupa zajmuje się poszukiwaniem nowych biomarkerów chorób układu krążenia w tym powikłań naczyniowych związanych z cukrzycą, oraz chorób nowotworowych. Uwaga nasza koncentruje się na mikropęcherzykach krążących obecnych w krwi oraz innych płynach fizjologicznych, pochodzenia płytkowego i śródbłonkowego. Badamy ich profil molekularny i genetyczny. Do badań wykorzystujemy materiał kliniczny (pacjenci) oraz pracujemy na modelu komórek śródbłonka ludzkiego in vitro. W naszych badaniach stosujemy zarówno metody molekularne: spektroskopia w podczerwieni (IR), spektrometria jonów wtórnych (SIMS), metody genetyczne (PCR, NGS) oraz techniki mikroskopowe (AFM, ESEM, TEM).

Mikropęcherzyki

Mikropęcherzyki krążące to fragmenty komórkowe znajdujące się w krwi i innych płynach ustrojowych, są nośnikami makromolekuł, których obecność odwzorowuje stan fizjologiczny lub patologię [1,2].

Badaniami nad mikropęcherzykami zajmuje się Zespół mikropęcherzykowy w składzie:

  • dr hab. n. med. prof. UJ Ewa Łucja Stępień - Profesor nadzwyczajny – lider
  • mgr inż. Anna Drożdż - Doktorantka
  • mgr Martyna Durak-Kozica  - Doktorantka
  • mgr inż. Agnieszka Kamińska  - Doktorantka
  • mgr Aleksandra Tokarz – asystent specjalista z diagnostyki medycznej

Galektyna - 3

Współpraca z klinicystami oraz systemowe podejście do naszych badań pozwala na wykorzystanie wyników do opracowania nowych testów do diagnostyki powikłań naczyniowych u chorych z cukrzycą i nadciśnieniem. Naszym najnowszym osiągnięciem jest zgłoszenie, razem z Zespołem Analiz Toksykologicznych i Farmaceutycznych kierowanym przez prof. Wojciecha Piekoszewskiego (Wydział Chemii UJ) nowego biomarkera uszkodzenia nerek u chorych z cukrzycą – galektyny-3.
(https://prezi.com/view/A8pzpfwtkaSMvqk7DE6j/)
 

Wizyta dziennikarki Dalii Haidar z BBC Arabic

Lab-on-a-chip

Laboratorium chipowe jest miniaturowym urządzeniem o rozmiarach od kilku do kilkudziesięciu milimetrów którego konstrukcja umożliwia analizę mikropróbek. Nasz zespół zajmuje się opracowaniem technologii do wykrywania nowych biomarkerów, takich jak mikropęcherzyki, galektyna-3 i innych (mikroRNA). Jednym z naszych osiągnięć jest wykorzystanie sfunkcjonalizowanych powierzchni pokrytych przeciwciałami klasy IgM do wykrywania białek powierzchniowych (integryn) znajdujących się na powierzchni mikropęcherzyków pochodzenia płytkowego [3].

Laktadheryna

Jest to glikoproteina zbudowaną z 427 aminokwasów, która po raz pierwszy została wyizolowana z kuleczek tłuszczowych mleka krowiego, ale można ją również znaleźć w innych tkankach i narządach: nabłonka gruczołów mlecznych i najądrzy, komórkach dróg żółciowych, płynach ustrojowych i gruczołach potowych. Jej rola biologiczna w tych tkankach nie jest w pełni poznana. Laktadheryna jest ponadto wydzielana przez stymulowane makrofagi i jako białko wiążące fosfolipidy bierze udział w fagocytozie komórek apoptotycznych - tworzy rodzaj mostu pomiędzy komórką apoptotyczną eksponującą posfatydyloserynę (PS) a makrofagiem, na powierzchni którego znajduje się białko receptorowe integryna αVβ3, które reguluje odpowiedź zapalną makrofagów. Domeny wiążące PS odpowiadają budowie domen czynników krzepnięcia (C1, C2) [4].

Referencje

[1] STEPIEŃ E, Targosz-Korecka M. Mikrocząstki w regulacji funkcji śródbłonka. Postępy Biochemii. 59 (4) 2013: 395-404

[2] Gąsecka A, van der Pol E, Nieuwland R, STĘPIEŃ E. Extracellular vesicles in post-infarct ventricular remodelling. Kardiol Pol. 2018;76(1):69-76.

[3] Gajos K, Kamińska K, Awsiuk K, Bajor A, Gruszczynski K, Pawlak A, Żądło A, Kowalik A, Budkowski A, STĘPIEŃ E. Immobilization and detection of platelet-derived extracellular vesicles on functionalized silicon substrate: cytometric and spectrometric approach. Anal Bioanal Chem. 2017 Feb;409(4):1109-1119

[4] Kamińska A, Enguita FJ, Stępień EŁ. Lactadherin: An unappreciated haemostasis regulator and potential therapeutic agent. Vascul Pharmacol. 2018 Feb;101:21-28.