Laureaci FNP publikują w JACS

Dodano: :: Kategorie: Aktualności, Sukcesy naszych laureatów
-A A+

Laureaci programów FNP z Politechniki Wrocławskiej, we współpracy z amerykańskimi badaczami, opracowali nową metodę równoległego obrazowania aktywności enzymów proteolitycznych w komórkach. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Journal of the American Chemical Society (JACS). Głównym autorem pracy jest dr inż. Marcin Poręba, dwukrotny laureat programu START, a drugim polskim autorem jest prof. Marcin Drąg, wielokrotny laureat programów FNP oraz Nagrody FNP 2019. Część pracy została zrealizowana w ramach programu TEAM-NET Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

W opublikowanej pracy autorzy opracowali zestaw markerów chemicznych znakowanych stabilnymi izotopami metali przejściowych (głównie lantanowców) do obrazowania poszczególnych enzymów proteolitycznych za pomocą cytometrii masowej. Cytometria masowa to nowoczesna technologia, która polega na wykorzystaniu stabilnych izotopów metali (głównie lantanowców) jako znaczników do przeciwciał czy sond DNA. Z uwagi na fakt, że każdy z tych metali (znaczników) ma ściśle określoną masę cząsteczkową, możliwe jest wykorzystanie wielu takich metali podczas jednego eksperymentu, gdyż ich widma masowe się nie nakładają. Konsekwencją tego jest możliwość równoległego pomiaru ponad 40 parametrów komórkowych, co znacząco przewyższa możliwości cytometrii przepływowej, która wykorzystuje znaczniki fluorescencyjne. W ciągu kilku ostatnich lat nastąpił gwałtowny rozwój cytometrii masowej zarówno od strony technicznej, jak i jej aplikacji w badaniach różnymi chorobami, włączając w to choroby autoimmunologiczne, infekcje, czy choroby nowotworowe. Dzięki cytometrii masowej stało się możliwe dokładne określenie immunofenotypu poszczególnych (pod)typów chorób immunologicznych czy nowotworów, co przyczyniło się do ich lepszej klasyfikacji i w konsekwencji do doboru optymalnego leczenia. Co więcej, cytometria masowa znajduje obecnie coraz większe zastosowanie w badaniach klinicznych, pomagając np. monitorować postępy leczenia i prognozować skuteczność terapii.

Cytometria masowa Team-Net

W swoich badaniach autorzy jako pierwsi na świecie stworzyli markery chemiczne dla enzymów proteolitycznych, które mogą być wykorzystane w cytometrii masowej. Dzięki temu stało się możliwe równoległe badanie aktywności wielu enzymów, co może doprowadzić do lepszego zrozumienia wielu procesów komórkowych, w tym także tych dotyczących rozwoju chorób. Zestaw wielu markerów chemicznych dla poszczególnych enzymów umożliwi bowiem badanie aktywomu (koncept stworzony przez naukowców z PWr), który definiowany jest jako ta część białek (proteomu), które są aktywne. W swojej pracy autorzy skupili się na analizie aktywności czterech medycznie ważnych enzymów proteolitycznych, które są zaangażowane w rozwój wielu chorób, np. chorób nowotworowych, tj. legumainy, katepsyny L, katepsyny B oraz neutrofilowej elastazy. Badacze określili poziom ekspresji i aktywności tych enzymów w poszczególnych populacjach jednojądrzastych komórkach krwi obwodowej (ang. PBMCs), dzięki czemu będzie można lepiej poznać mechanizm powstawania i rozwoju chorób, w których kluczową rolę odgrywają enzymy proteolityczne.

Jedną z takich chorób jest neutropenia, czyli stałe lub okresowe obniżenie liczby neutrofili (granulocytów obojętnochłonnych) w krwi obwodowej. Uważa się, że jedną z przyczyn neutropenii jest zaburzenie aktywności katalitycznej elastazy neutrofilowej. Dzięki zastosowaniu selektywnego markera chemicznego znakowanego wybranym lantanowcem dla elastazy w połączeniu z panelem przeciwciał dla komórek krwi obwodowej (również znakowanych lantanowcami), badawcze dokładnie określili w jakich populacjach komórek krwi obwodowej u zdrowych dawców, enzym ten wykazywał aktywność katalityczną. Ta część badań zawarta w pracy jest bezpośrednią realizacją grantu TEAM-NET Fundacji pt. ?FIXNET: Wyleczymy Neutropenię?. Obecnie autorzy wykorzystują swoją technologię do badania aktywności nie tylko elastazy, ale i pozostałych serynowych proteaz neutrofilowych w próbkach pochodzących od pacjentów z neutropenią. Badania te realizowane są we współpracy z Uniwersytetem Medycznym w Łodzi.

activome

Wiodącym autorem opublikowanej pracy jest dr inż. Marcin Poręba, który realizował te badania w ramach swojego grantu naukowego Marie Skłodowska-Curie Global Fellowship w laboratorium prof. Guya Salvesena (Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute w La Jolla, CA, USA). Następnie badania były kontynuowane w laboratorium prof. Marcin Drąga na Politechnice Wrocławskiej we współpracy z mgr inż. Katarzyną Groborz, która jest pierwszym współautorem pracy. Obecnie dr inż. Marcin Poręba jest zatrudniony przy projekcie TEAM-NET, w którym jest odpowiedzialny za wykorzystanie markerów chemicznych znakowanych metalami w badaniu neutropenii. Koordynatorem tego projektu na Politechnice Wrocławskiej jest prof. Marcin Drąg. Warto także wspomnieć, że Katedra Chemii Biologicznej i Bioobrazowania PWr, w której pracują naukowcy, jako jedyna w Polsce wyposażona jest w unikalną aparaturę do cytometrii masowej firmy Fluidigm, tj. system Helios do obrazowania komórek w zawiesinie oraz system Hyperion do obrazowania komórek i tkanek na slajdach.

Więcej informacji:

Na zdjęciu: dr inż. Marcin Poręba, archiwum prywatne

 

nowa belka (1)

Cofnij