Mgr. inż. Piotr Hańczyc, członek grupy prof. dr. hab. Marka Samocia z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej, laureata programów WELCOME i Mistrz Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, we współpracy z prof. Samociem oraz prof. Bengtem Nordénem z Chalmers University of Technology w Szwecji odkrył, że naświetlanie amyloidów krótkimi impulsami światła laserowego, może odegrać ważną rolę w leczeniu neurodegeneracyjnych chorób mózgu. Wyniki ich prac zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Photonics.

 

Naukowcy prowadzili badania nad agregatami białkowymi, tzw. amyloidami: strukturami, które powstają w procesie powolnego odkładania złogów i prowadzą do tego, że komórka przestaje prawidłowo funkcjonować. Są one również związane z rozwojem takich neurodegeneracyjnych chorób mózgu, jak np. choroba Alzheimera, Parkinsona czy Creutzfeldta-Jakoba, znana również jako ?choroba wściekłych krów?.

 

Okazało się, że w trakcie naświetlania fibryli amyloidowych krótkimi, femtosekundowymi impulsami światła laserowego (100 femtosekund to 0,0000000000001 s), występują w nich niespodziewanie silne optyczne efekty nieliniowe polegające na jednoczesnym pochłonięciu przez fibryl dwóch lub więcej fotonów. Odkrycie to może mieć znaczenie dla diagnostyki i leczenia wspomnianych chorób mózgu przy użyciu laserów. Dzięki niemu możliwe będzie odróżnienie skupisk białek powodujących choroby od tych prawidłowo funkcjonujących.

 

Te optyczne efekty nieliniowe wydają się być związane ze specyficzną strukturą amyloidów. Analogiczne białka, które nie mają takiej struktury, nie wykazują podobnych efektów. Bardzo ważne jest również to, że dzięki wykorzystaniu technik optyki nieliniowej możemy badać próbki materiału biologicznego w zakresie podczerwieni. Dzięki temu materiał biologiczny nie ulega uszkodzeniu, jak np. przy wykorzystaniu światła ultrafioletowego. Ma to duże znaczenie dla badań medycznych i biologicznych ? wyjaśnia Piotr Hańczyc, który jest pierwszym autorem publikacji.

 

Próbki do badań zostały przygotowane przez Piotra Hańczyca w warunkach laboratoryjnych in vitro w Chalmers University of Technology, pod kierownictwem prof. Bengta Nordéna, członka Szwedzkiej Akademii Nauk oraz przewodniczącego Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii w latach 2000-2003. W próbówkach zostały przygotowane roztwory zawierające białka o odpowiednim stężeniu, które następnie zostały poddane działaniu wysokiej temperatury. Doprowadziło to do zmiany konformacji białka i utworzenia fibryli amyloidowych.

 

Kolejną część badań Piotr Hańczyc wykonał  w Instytucie Chemii Fizycznej i Teoretycznej Politechniki Wrocławskiej, w grupie ?Organometallics in Nanophotonics? kierowanej przez prof. Marka Samocia. Użył w nich układu laserowego przeznaczonego do badań nieliniowych efektów optycznych. W trakcie pomiarów została wykorzystana tzw. technika Z-scan.

 

Wyniki naszych badań są stymulacją do dalszych prac mających na celu określenie jaki jest mechanizm molekularny odkrytego zjawiska i na ile może być ono użyteczne dla zastosowań medycznych. Chcemy się dowiedzieć, czy to zjawisko może być podstawą dla wykorzystania femtosekundowych impulsów światła laserowego w terapiach ? dodaje Piotr Hańczyc.

 

Link do artykułu w Nature Photonics

 

***

Mgr inż. Piotr Hańczyc w 2009 r. ukończył studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej uzyskując stopień magistra inżyniera biotechnologii. Równocześnie w ramach programu ?Molecular nano-and bio-photonics for biotechnologies and telecommunications? otrzymał stopień magistra fizyki Ecole Normale Superierure de Cachan we Francji. Po studiach odbył staż w Australijskim Uniwersytecie Narodowym w Canberze pod opieką prof. Marka Samocia. Po powrocie do Polski rozpoczął studia doktoranckie na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej w grupie prof. Marka Samocia oraz w Chalmers University of Technology w grupie prof. Bengta Nordena. W 2010 r. odbył staż na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley w grupie prof. Paula Alivisatosa.

 

Prof. dr hab. Marek Samoć w 1973 r. ukończył studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej. Również na Politechnice Wrocławskiej uzyskał stopień doktora (w 1977 r.) oraz habilitację (w 1985 r.). W latach 1979 ? 1980 odbył staż podoktorski w National Research Council Canada w Ottawie. Później prowadził badania m.in. w Dartmouth College (1987 – 1988) oraz State University of New York at Buffalo (1988 – 1989). W latach 1991 ? 2008 pracował w Australijskim Uniwersytecie Narodowym w Canberze. W 2008 r. prof. Samoć uzyskał grant w ramach programu WELCOME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, którego celem jest umożliwienie wybitnym uczonym z zagranicy tworzenie zespołów naukowych w Polsce. Dzięki grantowi prof. Samoć wraz ze swoim zespołem prowadzi na Politechnice Wrocławskiej nowatorskie badania w dziedzinie nanofotoniki Wykorzystuje w nich układy laserowe wytwarzające bardzo krótkie impulsy światła – w skali femtosekundowej. W 2013 r. prof. Samoć uzyskał subsydium profesorskie w ramach programu Mistrz Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

 

Kontakt prasowy: 

Marta Michalska-Bugajska, Specjalista ds. Informacji i Promocji, Zespół ds. Kapitału Ludzkiego

Tel. kom.: 604 128 182; e-mail: bugajska@fnp.org.pl

  

***

Fundacja na rzecz Nauki Polskiej istnieje od 1991 r. i jest niezależną, samofinansującą się instytucją pozarządową, która realizuje misję wspierania nauki. Jest największym w Polsce pozabudżetowym źródłem finansowania nauki. Statutowe cele FNP to wspieranie wybitnych naukowców i zespołów badawczych, działanie na rzecz transferu osiągnięć naukowych do praktyki gospodarczej, wspomaganie różnych inicjatyw inwestycyjnych służących nauce w Polsce. Fundacja realizuje je poprzez przyznawanie indywidualnych nagród i stypendiów dla naukowców, przyznawanie subwencji na modernizację warsztatów naukowych i ochronę zbiorów naukowych, przyznawanie subwencji na wdrażanie osiągnięć naukowych do praktyki gospodarczej, inne formy wspierania ważnych przedsięwzięć służących nauce (jak np.: programy wydawnicze, konferencje). FUNDACJA coraz aktywniej angażuje się także we wspieranie międzynarodowej współpracy naukowej, w działania ułatwiające wymianę myśli naukowej oraz zwiększanie samodzielności naukowej młodego pokolenia uczonych.