Strona główna > Projekty badawcze
Dofinansowanie mikrograntu w ramach działania IV.4.1. „Kompleksowy program wsparcia dla doktorantów UW” realizowanego w programie „Inicjatywy Doskonałości – Uczelnia Badawcza (IDUB)” (IV edycja): Ocena skuteczności oraz potencjału aplikacyjnego środków przeciwgrzybicznych w leczeniu zapalenia wymienia u krów (mastitis) wywołanego przez glony Prototheca spp.
Do rodzaju Prototheca zaliczane są jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu glony, które są jedynymi znanymi roślinami zdolnymi do wywoływania zakażeń oportunistycznych u ludzi i zwierząt. Prototekoza u zwierząt występuje głównie jako zapalenia wymienia (mastitis) krów mlecznych, stanowiąc poważny problem dla sektora weterynaryjnego i przyczyniając się do znacznych strat ekonomicznych w przemyśle mleczarskim na całym świecie. Wykrycie choroby zwykle skutkuje przedwczesnym ubojem zwierząt, bez wcześniejszej próby leczenia, ze względu na oporność alg na większość konwencjonalnie stosowanych w praktyce weterynaryjnej antybiotyków i chemioterapeutyków. Dodatkowo, wiele obecnie używanych leków (gł. przeciwgrzybiczych) charakteryzuje się silną cytotoksycznością. Zatem konieczne jest poszukiwanie nowych środków terapeutycznych, skutecznych wobec zakażeń glonami Prototheca spp.
Celem projektu jest kompleksowa ocena możliwości zastosowania nowych (niedawno zaakceptowanych do użycia lub dopiero w trakcie testów klinicznych) środków przeciwgrzybiczych (antybiotyków, preparatów azolowych i ich pochodnych) w leczeniu prototekowego zapalenia wymienia krów (Prototheca mastitis).
Kierownik projektu: Mgr Angelika PROSKURNICKA
Szczegółowa analiza struktury i składu ściany komórkowej patogennych i saprofitycznych glonów z rodzaju Prototheca – w poszukiwaniu czynników chorobotwórczości glonów Prototheca spp.
Prototheca to jednokomórkowe, bezbarwne, drożdżopodobne mikroalgi, szeroko rozprzestrzenione w przyrodzie. Choć zwykle saprofityczne, mikroorganizmy te mogą być chorobotwórcze dla ludzi i zwierząt, wywołując tzw. prototekozy. Glony Prototheca są jedynymi znanymi roślinami wywołującymi zakażenia u ludzi i innych kręgowców. Celem projektu jest przeprowadzenie kompleksowej analizy struktury i składu osłon komórkowych glonów Prototheca, a w szczególności ich ściany komórkowej. Projekt zaplanowano jako badanie dwutorowe, łączące wysokorozdzielcze obrazowanie struktury ściany komórkowej z ultraczułymi metodami biochemicznego profilowania osłon komórkowych. Projekt dostarczy odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące ściany komórkowej glonów Prototheca, w tym: (i) jaka jest dokładna struktura i skład chemiczny ściany komórkowej, w zależności od gatunku i jego strategii życiowej (patogeny vs. saprofity)? (ii) Jak (i czy) struktura i skład chemiczny ściany komórkowej zmieniają się w czasie (na różnych etapach cyklu życiowego mikroorganizmu)? (iii) Jakie są kluczowe cząsteczki, składniki ściany komórkowej, potencjalnie zaangażowane w patogenezę choroby?
Projekt badawczy stanowi największe badanie, jakie kiedykolwiek przeprowadzono, w celu scharakteryzowania struktury i składu osłon komórkowych glonów Prototheca. Wyniki projektu znacząco poszerzą obecną wiedzę na temat biologii tych mikroorganiznów.
Ze względu na fakt, że ściana komórkowa często odgrywa istotną rolę w kształtowaniu potencjału zakaźnego
(chorobotwórczego) patogenu, ważnym celem projektu jest identyfikacja i charakterystyka potencjalnych czynników zjadliwości glonów Prototheca, które mogą służyć jako cele molekularne dla nowych leków lub być wykorzystane do immunizacji lub immunoterapii prototekozy.
Kierownik projektu: Mgr Angelika PROSKURNICKA
Kierownik projektu: Mgr Angelika PROSKURNICKA
Dofinansowanie mikrograntu w ramach działania IV.4.1. „Kompleksowy program wsparcia dla
doktorantów UW” realizowanego w programie „Inicjatywy Doskonałości – Uczelnia Badawcza
(IDUB)” (II edycja): Występowanie i charakterystyka szczepów Mycobacterium spp. izolowanych od zwierząt domowych
Prątki niegruźlicze (non-tuberculous mycobacteria, NTM) to grupa mykobakterii niebędących czynnikami etiologicznymi gruźlicy (TB) i trądu. Prątki powszechne są zarówno w środowisku naturalnym, jak i antropogenicznych. Izolowane są głównie z wody (kranowej, naturalnej) i gleby (także doniczkowej). Dokładna epidemiologia NTM pozostaje niejasna. Obecnie obserwuje się wzrost liczby przypadków chorób wywoływanych przez NTM – mykobakterioz. Manifestacja kliniczna zwykle przypomina chorobę płuc podobną do gruźlicy, rzadziej przybiera postać owrzodzenia, infekcji węzłów chłonnych, czy uogólnioną.
Mykobakteriozy diagnozowane są także u zwierząt hodowlanych i towarzyszących. Literatura odnośnie częstości występowania NTM wśród zwierząt jest niemal nieobecna, jednak zwraca się coraz większą uwagę na rolę zwierząt jako potencjalnych nosicieli mykobakterioz.
Celem badania jest ocena ilościowo-jakościowa występowania prątków niegruźliczych w próbach pobranych od zwierząt domowych.
Wyniki projektu pozwolą ocenić częstość występowania NTM w próbkach odzwierzęcych, a także szczegółowo rozpoznać ich skład gatunkowy i ilościowy. Wyniki przyczynią się do określenia roli zwierząt towarzyszących jako źródła zakażeń NTM. Ustalenia te będą miały istotne znaczenie dla prewencji zakażeń NTM.
Kierownik projektu: Mgr Paulina J. Wójtowicz
W poszukiwaniu rezerwuaru prątków niegruźliczych – badania środowiskowe i molekularne
Prątki niegruźlicze (ang. nontuberculous mycobacteria, NTM) to grupa około 240 różnych gatunków prątków, niebędących czynnikami etiologicznymi gruźlicy i trądu. Bakterie te występują powszechnie w otoczeniu, i są szczególnie dobrze przystosowane do życia w środowiskach pochodzenia antropogenicznego, takich jak systemy dystrybucji wody pitnej i instalacje wodno-kanalizacyjne. Co więcej, badania wskazują, że NTM izolowane są powszechnie w placówkach opieki zdrowotnej. Znacząca większość gatunków NTM to patogeny oportunistyczne ludzi i zwierząt. Najczęstszą postacią kliniczną jaką przybiera zakażenie NTM (mykobakterioza) jest przewlekła choroba płuc. Znacznie rzadziej dochodzi do zakażeń tkanek innych niż płuca, np. węzłów chłonnych, skóry i tkanek miękkich czy choroby uogólnionej, szczególnie u pacjentów z AIDS.
W dzisiejszych czasach, równolegle ze spadkiem częstości występowania gruźlicy w krajach rozwiniętych, obserwowany jest wzrost liczby zakażeń wywołanych NTM. Częstsze występowanie tych zakażeń oraz ich szersze rozpowszechnienie geograficzne wiązane jest z globalnymi zmianami populacyjnymi i środowiskowymi, takimi jak: starzenie się społeczeństwa, rosnąca liczba osób cierpiących z powodu immunosupresji, postępująca urbanizacja i ocieplenie klimatu. Rosnąca liczba diagnozowanych mykobakterioz wraz z osobami z grup ryzyka sprawiła, że infekcje NTM otrzymały status „choroby rozprzestrzeniającej się” (ang. emerging infections) a same NTM – nowych superbakterii (ang. new uber-bugs).
Ekologia NTM stanowi zaniedbany obszarem badań na świecie. W Polsce literatura poświęcona środowiskowym zagadnieniom związanym z NTM jest prawie nieobecna. Aspekty takie jak rezerwuar patogenu, zakaźność, drogi transmisji, rozpowszechnienie w różnych regionach geograficznych pozostają niejasne. Proponowany projekt pozwoli szczegółowo rozpoznać rozpowszechnienie NTM w różnych środowiskach w Polsce (naturalnych, domowych i szpitalnych) . Uzyskane w ramach wielkoskalowego badania środowiskowego próby, poddane zostaną konwencjonalnym analizom z wykorzystaniem metod opartych na kulturach, a także nowoczesnym analizom molekularnym, takim jak niezależne od hodowli analizy metagenomiczne i wysokoprzepustowe sekwencjonowanie całych genomów. Wyniki projektu dostarczą odpowiedzi na pytania, takie jak: jakie są naturalne rezerwuary patogenu?; jaki jest związek między rezerwuarami patogenu a chorobą u ludzi?; czy wszystkie gatunki NTM mają podobny potencjał epidemiologiczny?; czy istnieją konkretne czynniki biotyczne lub abiotyczne wpływające na częstość izolacji NTM ze środowiska? jakie są molekularne podstawy wirulencji i oporności na leki w NTM? Wiedza na ten temat może mieć ogromne znaczenie dla opracowania wdrożenia nowych strategii profilaktycznych i przyczynić się do całkowitej eliminacji chorób wywoływanych przez NTM jako problemu zdrowotnego populacji ludzkiej.
Kierownik projektu: Dr Zofia BAKUŁA
Rezerwuar środowiskowy a cykl zakaźny chorobotwórczych glonów z rodzaju Prototheca. Ocena występowania glonów Prototheca spp. w środowiskach glebowych.
Rodzaj Prototheca obejmuje jednokomórkowe, bezchlorofilowe glony, izolowane m.in. z gleby, naturalnych i sztucznych zbiorników wodnych, ścieków i wydalin zwierzęcych. Glony te, zwykle saprofityczne, mogą wywoływać oportunistyczne zakażenia u ludzi i zwierząt. Są to jedyne znane dotąd rośliny patogenne dla kręgowców włączając ludzi. Większe zainteresowanie glonami Prototheca spp. pojawiło się niedawno, wraz z rosnącą liczbą przypadków prototekozy u krów mlecznych. Stąd wiedza na temat tych drobnoustrojów jest niewielka. Dotyczy to również ich naturalnego habitatu. Zagadnienie to jest wyjątkowo skąpo ujęte w literaturze. Choć podkreśla się ubikwistyczność rodzaju, brak jakiegokolwiek syntetycznego opracowania poświęconego występowaniu alg w środowisku naturalnym. Celem projektu jest zbadanie obecności glonów Prototheca spp. w różnych środowiskach glebowych na terenie Polski. Tym samym, projekt, po raz pierwszy w sposób kompleksowy i przekrojowy, podejmuje problem dystrybucji środowiskowej tych mikroorganizmów. Wyniki projektu istotnie poszerzą wiedzę z zakresu ekologii glonów Prototheca spp., a powiązane z danymi o wystąpieniach prototekozy, mogą okazać się kluczowe dla zrozumienia epidemiologii choroby, w szczególności rozpoznania rezerwuaru środowiskowego patogenu, zdefiniowania jego roli w szerzeniu się zakażeń, a przez to rekonstrukcji jego cyklu infekcyjnego. W tym sensie wyniki projektu będą miały niebagatelny wkład w rozwój mikrobiologii zakaźnej i weterynaryjnej.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Ocena potencjału wirulentnego glonów Prototheca spp., oportunistycznych patogenów ludzi i zwierząt – badania in vitro oraz in vivo
Rodzaj Prototheca obejmuje jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu, saprofityczne glony, które jako jedyne rośliny, zdolne są do wywoływania oportunistycznych zakażeń u człowieka i zwierząt. Główną postacią prototekozy zwierzęcej jest mastitis, zapalenie gruczołu mlekowego u krów. Choroba przyczynia się do znacznych strat ekonomicznych w przemyśle mleczarskim na całym świecie. Prototekoza u ludzi przyjmuje głównie postać infekcji skórnych, stawowych i ogólnoustrojowych, szczególnie u osób z obniżoną odpornością.
Niejasna jest patogeneza zakażeń prototekowych. Nie przeprowadzono dotąd badań oceniających porównawczo chorobotwórczość różnych gatunków Prototheca spp. Niewiele też wiadomo o czynnikach zjadliwości tych patogenów. Badanie mechanizmów wirulencji utrudnia brak ustalonych modeli eksperymentalnych prototekozy in vitro oraz in vivo.
Celem niniejszego projektu jest rozpoznanie potencjału wirulentnego glonów Prototheca spp., a ściślej określenie zdolności różnych gatunków Prototheca spp. do wywoływania miejscowych lub ogólnoustrojowych infekcji oraz prześledzenie oddziaływań patogen-gospodarz w strategii dwutorowej, tj. in vitro, przy użyciu eukariotycznych linii komórkowych oraz in vivo, na mysim modelu zwierzęcym.
Proponowany projekt badawczy stanowi pierwsze, tak kompleksowe studium eksperymentalno-badawcze poświęcone chorobotwórczości glonów Prototheca spp. Uzyskane wyniki gruntownie poszerzą wiedzę na temat wirulencji tych drobnoustrojów. W istotny sposób przyczynią się do wyświetlenie ich wpływu na medycynę weterynaryjną i zdrowie publiczne.
Wyniki projektu utorują drogę dla opracowania i wdrożenia nowych testów diagnostycznych umożliwiających precyzyjne określenie zjadliwości i zakaźności szczepów klinicznych oraz znacznie przybliżą do opracowania skutecznych metod leczenia i zapobiegania prototekozie u ludzi i zwierząt.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Zastosowanie analizy genomicznej dla zbadania mechanizmów lekooporności, wirulencji i transmisji szczepów Mycobacterium tuberculosis z obszaru Litwy i Polski
Każdego roku notuje się około 10 mln nowych zachorowań na gruźlicę i blisko 2 mln zgonów z powodu tej choroby, przez co gruźlica pozostaje jednym z najważniejszych problemów zdrowotnych na świecie. Głównym celem projektu jest przeprowadzenie wszechstronnej analizy struktury genetycznej szczepów Mycobacterium tuberculosis, zarówno o fenotypie lekowrażliwym, jak i lekoopornym, z obszaru Litwy i Polski. Analiza ta będzie oparta na szczegółowej charakterystyce zidentyfikowanych genotypów, ich porównaniu wzajemnym oraz z genotypami opisanymi w innych krajach europejskich i na świecie (i), oszacowaniu transmisji gruźlicy miedzy Litwą a Polską oraz wewnątrz tych krajów (ii), określeniu genetycznych determinantów lekooporności, a także, być może, innych cech fenotypowych (zakaźność, wirulencja), przy uwzględnieniu ich znaczenia klinicznego w przebiegu postępowania diagnostyczno-terapeutycznego w gruźlicy (iii).
Zaplanowana strategia eksperymentalna łączy techniki wielotorowej analizy molekularnej z wnikliwą analizą epidemiologiczną i kliniczną. Dane o chorych wraz z materiałem badawczym będą zbierane prospektywnie, w trakcie hospitalizacji chorych, jak też retrospektywnie, na podstawie przeglądu dokumentacji medycznej, rejestrów chorych i laboratoryjnych baz danych. Badaniem zostaną objęci wyłącznie chorzy z potwierdzonym rozpoznaniem gruźlicy płuc, od których wyizolowano co najmniej jeden szczep M. tuberculosis. Ostateczna wielkość próby badanej będzie zależała od żywotności prątków oraz kompletności zebranych danych klinicznych i epidemiologicznych. Dla wszystkich szczepów zostaną wykonane testy identyfikacji gatunkowej. Profile lekowrażliwości zostaną określone przy użyciu metod hodowlanych i molekularnych, opartych o hybrydyzację DNA. Zróżnicowanie genetyczne szczepów M. tuberculosis będzie badane przy użyciu trzech metod, tj.: spoligotyping (i), MIRU-VNTR (ang. mycobacterial interspersed repetitive unit – variable- umber tandem-repeat) typing dla 24 loci (ii) oraz typowania w oparciu o analizę sekwencyjną genomów prątkowych (WGS, ang. whole-genome sequencing). Dane otrzymane przy zastosowaniu techniki WGS zostaną poddane wielopoziomowej analizie wykorzystującej szeroki zestaw narzędzi bioinformatycznych. W ostatniej części projektu, wyniki typowania genetycznego szczepów M. tuberculosis, uzupełnione danymi klinicznymi i epidemiologicznymi chorych, złożą się, w toku licznych analiz porównawczych i statystycznych, w kompleksowe studium molekularne gruźlicy.
Proponowany projekt stanowi największe jak dotąd badanie z zakresu epidemiologii molekularnej gruźlicy na terenie Litwy i Polski. Wyniki przeprowadzonych badań istotnie poszerzą wiedzę na temat genetycznych determinantów lekooporności, wirulencji i transmisji prątków M. tuberculosis, torując drogę dla opracowania nowych strategii diagnostycznych i terapeutycznych w gruźlicy. Badania przewidziane w projekcie wkomponowują się globalną strategię walki z gruźlicą, wiodącej do eliminacji choroby jako problemu zdrowotnego społeczności ludzkiej.
Przedłożony projekt, jako pierwszy, tak szeroko włącza bilateralnie Polskę i Litwę, w nurt badań dotyczących mykobakteriologii i epidemiologii gruźlicy. Zakłada on wieloośrodkową współpracę szpitali, poradni przeciwgruźliczych i laboratoriów prątka, działających na terenie Polski i Litwy, której koordynacją w obu krajach pokieruje odpowiednio Uniwersytet Warszawski, w konsorcjum z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym, oraz Uniwersytet Wileński. Realizacja projektu nie tylko wzmocni współpracę między wnioskującymi instytucjami, ale także da impuls do działania innym krajom regionu, angażując je jeszcze bardziej w wielkoskalowe, zintegrowane, międzynarodowe, inicjatywy badawcze poświęcone zwalczaniu gruźlicy.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Projekt: V.4.1. Kompleksowy program wsparcia dla doktorantów UW – I konkurs na badania: Występowanie glonów z rodzaju Prototheca spp. w stacjach uzdatniania wody w Warszawie oraz określenie ich lekowrażliwości
Rodzaj Prototheca (Trebouxiophyceae) obejmuje jednokomórkowe, bezbarwne (nie fotosyntetyzujące), saprofityczne mikroalgi, które mogą wywoływać oportunistyczne zakażenia człowieka i zwierząt. Algi Prototheca spp. to mikroorganizmy, wykazujące silne upodobanie do obszarów o wysokiej zawartości materii organicznej i wilgoci. Po raz pierwszy, glony Prototheca spp. wyizolowano z wycieków przyrannych drzew liściastych. Później zaczęto je wykrywać w próbkach z wielu środowisk wodnych (rzeki, jeziora, stawy, kanały) i lądowych (gleba, błoto, osady). Wśród sztucznych środowisk wodnych, z których izoluje się algi Prototheca spp. można wyróżnić kanały irygacyjne, stawy rybne, zbiorniki akwariowe, poidła dla bydła. Ważnym rezerwuarem alg Prototheca spp. są ścieki oraz osady ściekowe. Już w latach 80. zaobserwowano, że algi Prototheca spp. mają zdolność wytrzymywania standardowego procesu chlorowania w systemach oczyszczania ścieków oraz wykazują oporność na wysokie temperatury (np. używane w pasteryzacji). Wnioski te zostały potwierdzone w późniejszych badaniach. Zdolność glonów Prototheca spp. do przeżywania w nieprzyjaznych i trudnych warunkach środowiskowych zwiększa ryzyko ich przeniesienia na zwierzęta lub ludzi.
Celem projektu będzie zbadanie występowania glonów Prototheca spp. podczas kolejnych etapów oczyszczania ścieków – w komorze zbiorczej, osadnikach wstępnych i osadnikach wtórnych w oczyszczalni ścieków „Czajka”.
Strategia Doskonałości – Uczelnia Badawcza: Identyfikacja gatunkowa oraz ocena lekowrażliwości glonów z rodzaju Prototheca wyizolowanych z przypadków psiej prototekozy
Celem niniejszego projektu jest identyfikacja gatunkowa oraz analiza lekowrażliwości szczepów Prototheca, wyizolowanych z przypadków prototekozy u psów. Mikroalgi Prototheca są jedynymi znanymi roślinami zdolnymi do wywoływania zakażeń oportunistycznych u ludzi i zwierząt. Leczenie choroby utrudnia oporność glonów na wiele konwencjonalnych antybiotyków i chemioterapeutyków. Do identyfikacji gatunkowej zostanie użyta metoda PCR-sequencing dla genu cytB. Natomiast badanie lekowrażliwości będzie polegało na oznaczeniu, metodą mikrorozcieńczeń, minimalnych stężeń hamujących (MIC) oraz minimalnych stężeń bójczych (MAC). Wyniki projektu pozwolą ustalić etiologię zakażeń prototekowych u psów oraz wskazać, które preparaty miałyby największą użyteczność kliniczną w leczeniu psiej prototekozy.
Zielony Uniwersytet Warszawski „Ochrona bioróżnorodności glonów z rodzaju Prototheca sp.”
Glony to grupa morfologiczno-ekologiczna, składająca się z ok. 72 500 gatunków należących do kilku niespokrewnionych linii ewolucyjnych. Poza istotnym znaczeniem ekologicznym w produkcji pierwotnej biomasy i obiegu węgla w przyrodzie, glony mają szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym przemyśle rolnym, spożywczym, kosmetycznym i bioremediacyjnym. Szczególną grupę stanowią jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu glony z rodzaju Prototheca, które jako jedyne rośliny mają zdolność wywoływania zakażeń u zwierząt i ludzi. Celem projektu jest ochrona bioróżnorodności ex situ szczepów środowiskowych Prototheca spp., poprzez ich krioprezerwację i zdeponowanie w kolekcji kultur Zakładu Mikrobiologii Medycznej, Wydziału Biologii, Uniwersytetu Warszawskiego.
Konkurs Projektów Młodych Badaczy: Zastosowanie metod typowania genetycznego do oceny transmisji gruźlicy w Nigerii
Nigeria jest jednym z najsilniej dotkniętych problemem gruźlicy krajów, zajmując pod względem zachorowalności 6. miejsce na świecie (219 przypadków/100 000 osób rocznie). Celem projektu jest ocena zróżnicowania genetycznego szczepów Mycobacterium tuberculosis wyizolowanych od chorych na gruźlicę płuc w Nigerii, przy użyciu nowoczesnej techniki MIRU-VNTR typing. Realizacja projektu pozwoli na pogłębioną analizę polimorfizmu genetycznego populacji M. tuberculosis, a przy tym umożliwi ocenę częstości transmisji gruźlicy lekowrażliwej i lekoopornej wśród nigeryjskich chorych.
Konkurs Projektów Młodych Badaczy: Sekwencjonowanie i analiza genomu Prototheca lentecrescens PK1 (T)
Glony Prototheca spp. są, poza Chlorella spp., jedynymi znanymi dotąd roślinami zdolnymi wywoływać choroby ludzi i zwierząt. Aktualnie znanych jest 18 gatunków Prototheca. Kompletne sekwencje genomowe opisane są tylko dla 5 z nich (P. ciferrii, P. bovis, P. cutis, P. wickerhamii). Badania zaprojektowane w niniejszym projekcie powiększą pulę zsekwencjonowanych genomów Prototheca spp. o kolejny, umożliwiając coraz bardziej kompleksowe porównania między poszczególnymi gatunkami omawianych glonów (oraz organizmami blisko spokrewnionymi, takimi jak Chlorella variabilis, czy Helicosporidium sp.). Takie badania porównawcze ukierunkowane są na poznanie genetycznych determinantów biologii (trybu życia) tych organizmów, prześledzenie ewolucyjnej historii nabycia patogenności przez glony Prototheca spp., a wreszcie znalezienie nowych, skutecznych markerów genetycznych w celach taksonomicznych i diagnostycznych. Celem niniejszego projektu jest sekwencjonowanie i wstępna analiza strukturalno-funkcjonalna genomu szczepu typowego nowo opisanego w Polsce gatunku, tj. Prototheca lentecrescens PK1.
Kierownik projektu: Mgr inż. Mateusz Iskra
Strategia Doskonałości – Uczelnia Badawcza: Opracowanie aplikacji on-line umożliwiającej szybką i wiarygodną identyfikację gatunkową glonów z rodzaju Prototheca
Glony z rodzaju Prototheca, obok Chorella spp., są jedynymi znanymi dotąd roślinami mogącymi wywoływać zakażenia u kręgowców. Spośród 15 opisanych gatunków, sześć, tj. Prototheca wickerhamii, Prototheca ciferrii,Prototheca bovis, Prototheca miyaji, Prototheca blashkeae i Prototheca cutis uznaje się za organizmy patogenne dla człowieka i zwierząt, czynniki etiologiczne prototekozy.
Najbardziej wiarygodną metodą identyfikacji gatunkowej glonów Prototheca spp. jest analiza sekwencyjna fragmentu genu cytB. Analiza ta wymaga przyrównania badanej sekwencji do odpowiednich (i rygorystycznie zwalidowanych) sekwencji zdeponowanych dla przedstawicieli wszystkich opisanych gatunków z rodzaju Prototheca. Dotychczas nie było jednolitej bazy danych zawierających takie referencyjne sekwencje cytB dla glonów Prototheca spp. Brakowało też wygodnego narzędzia umożliwiającego prostą i szybką analizę porównawczą oraz deponowanie prototekowych sekwencji DNA (w tym sekwencji genu cytB).
Celem projektu jest opracowanie pierwszej aplikacji on-line, umożlwiającej wiarygodną identyfikację gatunkową glonów Prototheca spp. w oparciu o wprowadzane sekwencje cytB. Aplikacja zostanie oparta o autorską bazę sekwencji DNA pochodzących z największej na świecie kolekcji glonów Prototheca spp., osadzonej w Zakładzie Mikrobiologii Medycznej Instytutu Mikrobiologii UW (kierownik kolekcji: dr hab. Tomasz Jagielski).
Kierownik projektu: Dr Zofia BAKUŁA
Strategia Doskonałości – Uczelnia Badawcza: Sekwencjonowanie i analiza genomów Prototheca moriformis SAG 263-2 (T) oraz Prototheca zopfii ATCC 16533 (T)
Celem niniejszego projektu jest sekwencjonowanie i wstępna analiza strukturalno-funkcjonalna genomów dwóch szczepów glonów: Prototheca moriformis SAG 263-2 (T) oraz Prototheca zopfii ATCC 16533 (T), pierwszych dwóch gatunków z rodzaju Prototheca. Badania te umożliwią pozyskanie istotnych informacji dotyczących organizacji strukturalnej, pojemności kodującej oraz właściwości metabolicznych drobnoustrojów. Do badań zostaną wykorzystane szczepy zdeponowane w kolekcji Zakładu Mikrobiologii Medycznej (ZMM, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski). Metodyka będzie obejmowała następujące etapy: przygotowanie materiału badawczego, izolacje genomowego DNA, sekwencjonowanie genomu oraz adnotacje i poszukiwanie genów. Uzyskane wyniki w połączeniu z danymi literaturowymi przyczynią się do poszerzenia wiedzy na temat biologii (w tym właściwości patogennych) i ewolucji badanych alg.
Kierownik projektu: Mgr inż. Mateusz Iskra
Strategia doskonałości – Uczelnia Badawcza: Propozycja nowej metody typowania genetycznego szczepów Mycobacterium kansasii complex
W ub. r., dzięki badaniom Zakładu Mikrobiologii Medycznej WB UW opisano tzw. Mycobacterium kansasii complex (MKC). Należy do niego 6 gatunków wcześniej traktowanych jako tzw. typy genetyczne (I-VI) M. kansasii. Spośród opisanych gatunków kompleksu, szczególne znaczenie kliniczne i epidemiologiczne mają dwa z nich tj. Mycobacterium kansasii i Mycobacterium persicum. Ma to związek z ich wysoką częstością izolacji z materiałów klinicznych i wysokim potencjałem chorobotwórczym. Znaczenie typowania genetycznego (identyfikacji gatunkowej) MKC polega więc przede wszystkim na różnicowaniu szczepów patogennych i środowiskowych (klinicznie obojętnych). Dotychczas jedyną w pełni skuteczną metodą identyfikacji poszczególnych gatunków MKC było sekwencjonowanie genomowe – metoda wciąż zbyt kosztowna, szczególnie w krajach nisko- i średnio rozwiniętych.
Projekt ma na celu opracowanie, na podstawie analiz bioinformatycznych, nowych markerów molekularnych umożliwiających wiarygodną identyfikację gatunkową MKC.
Kierownik projektu: Dr Zofia BAKUŁA
Strategia Doskonałości – Uczelnia Badawcza: Występowanie glonów z rodzaju Prototheca w środowisku naturalnym – projekt realizowany we współpracy z WUM
Glony należące do rodzaju Prototheca są jedynymi znanymi dotąd roślinami, mogącymi wywoływać zakażenia u kręgowców, w tym człowieka. Występują często w przyrodzie, jednak kompleksowe badania dotyczące rozpowszechnienia glonów Prototheca w środowisku nie były dotychczas prowadzone.
Celem projektu jest ocena występowania glonów z rodzaju Prototheca w środowisku naturalnym. Zdefiniowany zostanie rezerwuar patogennych gatunków Prototheca. Materiał do badań stanowiły będą próbki środowiskowe, pochodzące ze zbiorników wodnych oraz gleby, izolowane na terenie Polski.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Strategia Doskonałości – Uczelnia Badawcza: Analiza sekwencji genomu Prototheca xanthoriae – projekt otwierający badania z zakresu genomiki porównawczej Prototheca sp.
Glony z rodzaju Prototheca to rozpowszechnione w przyrodzie jednokomórkowe, bezchlorofilowe saprofity. Niektóre gatunki są oportunistycznie patogenne wywołując zakażenia człowieka i zwierząt, zwane prototekozami. Przedmiotem działania jest analiza sekwencji genomowej P. xanthoriae SAG 263-11, szczepu który do niedawna uważany był za reprezentanta gatunku P. wickerhamii. Analiza ta pozwoli na porównanie dwóch blisko spokrewnionych gatunków Prototheca, różniących się potencjałem patogennym. Przedłożony projekt stanowi wstęp do analizy sekwencji genomów wszystkich przedstawicieli Prototheca sp. Proponowanie badania z zakresu genomiki porównawczej mają charakter pionierski i dostarczą niezwykle cennych informacji dotyczących m.in. molekularnych determinantów patogenności, wirulencji, czy lekooporności poszczególnych gatunków. Pozwolą też na zaprojektowanie nowych metod przydatnych w identyfikacji gatunkowej Prototheca sp.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Ocena potencjału epidemicznego chorobotwórczych glonów z rodzaju Prototheca w Polsce: badania środowiskowe, kliniczne i molekularne prototekozy u zwierząt
Do rodzaju Prototheca należą jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu, drożdżakopodobne glony, powszechnie występujące w przyrodzie. Spośród 6 obecnie znanych gatunków Prototheca, cztery – P. zopfii, P. wickerhamii, P. blaschkeae i P. cutis, są patogenne dla człowieka i zwierząt, będąc etiologicznymi czynnikami prototekozy. Są przez to jedynymi znanymi dotąd roślinami zdolnymi wywoływać zakażenia u kręgowców.
Celem projektu jest szczegółowe rozpoznanie statusu epidemicznego zakażeń wywoływanych przez glony Prototheca, uwzględniającego prewalencję zakażeń, drogi ich transmisji, a także zakaźność i zjadliwość patogenu dla zwierząt. W projekcie zastosowane zostanie podejście łączące trzy typy badań: środowiskowe, kliniczne i molekularne. Materiał doświadczalny będzie pochodził z wielkoskalowych, przesiewowych badań zwierząt hodowlanych i domowych, a także badań środowiskowych.
Badania zaplanowane w ramach proponowanego projektu złożą się na największe dotychczas studium eksperymentalno-badawcze poświęcone glonom Prototheca. Uzyskane wyniki gruntownie poszerzą wiedzę na temat ekologii i filogenetyki tego rodzaju. Przeprowadzone analizy dostarczą kluczowych informacji na temat struktury genetycznej i polimorfizmu genetycznego Prototheca spp. Zbadane zostanie podłoże różnic w prezentowanym profilu fenotypowym między gatunkami i genotypami. Poznane zostaną genetyczne determinanty patogenności, wirulencji i oporności na leki. W ramach projektu opracowane zostaną oryginalne metody molekularne umożliwiające dokładniejszą i szybszą, niż dotąd, identyfikację gatunków i typów genetycznych Prototheca. Wreszcie, uzyskane wyniki być może przyczynią się do powołania pierwszego w Polsce programu nadzoru nad prototekozą u zwierząt. Ogólnie, realizacja wnioskowanego projektu umożliwi ocenę potencjału epidemicznego glonów z rodzaju Prototheca i przez to wyświetli ich wpływ na medycynę weterynaryjną, zdrowie publiczne i gospodarkę.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Nowy algorytm identyfikacji zakażeń Mycobacterium kansasii
W ostatnich latach obserwuje się wzrastającą liczbę zachorowań na mykobakteriozy wśród ludzi, wywoływane przez bakteryjne patogeny oportunistyczne określane jako prątki atypowe. Jednym z najczęstszych czynników etiologicznych mykobakterioz jest prątek Mycobacterium kansasii.
Projekt ma na celu opracowanie nowego, uniwersalnego algorytmu molekularnej identyfikacji zakażeń wywołanych przez prątki Mycobacterium kansasii. Algorytm obejmowałby zestaw prostych, szybkich i wiarygodnych testów diagnostycznych umożliwiających identyfikację patogenu na poziomie gatunku i szczepu, a także wykrywanie lekooporności i zjadliwości prątków M. kansasii. Wyniki projektu nie tylko usprawnią diagnostykę zakażeń prątkami M. kansasii, ale też przyczynią się do opracowania i wdrożenia nowych schematów leczenia i strategii prewencyjnych.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Nowy uniwersalny wektor i jego zastosowanie do konstrukcji szczepionki nowej generacji
Celem przedstawionego projektu jest stworzenie szczepu Bacillus subtilis, który jako żywy wektor immunogenny byłby zdolny do stabilnej ekspresji obcego antygenu w komórkach gospodarza powodując wysoce efektywną odpowiedź komórek T CD-8, bezpośrednio skierowaną przeciwko prezentowanemu antygenowi. Najbardziej istotną dla proponowanego projektu jest absolutna pewność, że pasożyty wewnątrzkomórkowe, takie jak Listeria monocytogenes oraz skonstruowane szczepy B. subtilis, wzrastające bezpośrednio w komórkach zakażonego gospodarza, wydzielają antygeny bezpośrednio do cytoplazmy uruchamiając prezentację antygenu za pośrednictwem kompleksu zgodności tkankowej klasy I (MHC I). Umieszczony na powierzchni komórki kompleks MHC I-obcy antygen jest sygnałem indukującym odpowiedź komórkową. Aktywacji ulegają przede wszystkim komórki T cytotoksyczne, odpowiedzialne za niszczenie komórek zakażonych bakteriami wewnątrzkomórkowymi, wirusami oraz likwidację komórek nowotworowych. Z tego też powodu wbudowanie obcych antygenów do inwazyjnego szczepu B. subtilis, będącego szczepionką może wywołać wysoce efektywną odpowiedź komórek T CD-8, bezpośrednio skierowaną przeciwko prezentowanemu antygenowi. Stabilna ekspresja obcego antygenu w komórkach gospodarza będzie oceniana przy udziale nukleoproteiny wirusa grypy (NP) jako modelowego obcego antygenu.
Użycie wektora przeciwko Mycobacterium tuberculosis jest ostateczną aplikacją proponowanego projektu. Proponowane przez nas rozwiązanie tj. wektor skonstruowany na bazie B. subtilis jest idealnym kandydatem na szczepionkę wektorową przeciwko gruźlicy. Wklonowanie genów kodujących białka Ag85B i TB10.4., a potem PstS-1 i białka fuzyjnego Mtb72F M. tuberculosis będzie powodować silną immunogenność i wywołanie odpowiedzi komórkowej układu odpornościowego. Projekt zakłada więc zastosowanie fuzji kilku antygenów, które będą produkowane przez B. subtilis. W ten sposób zamierzamy uzyskać wyższy poziom immunizacji niż w przypadku stosowania jako szczepionki tylko jednego wybranego antygenu lub kilku antygenów produkowanych przez wektor jako oddzielne białka. Przydatność różnych szczepów do dostarczania antygenów na teren cytoplazmy będzie oceniana na podstawie stopnia indukcji cytotoksycznych komórek T. W ramach projektu będą również prowadzone badania w kierunku poszukiwania nowych antygenów, które mogą okazać się skuteczniejsze od stosowanych dotychczas w szczepionkach przeciw gruźlicy. W tym celu będą prowadzone analizy komputerowe sekwencji genomu M. tuberculosis za pomocą szeregu narzędzi bioinformatycznych. Prowadzone będą też równolegle prace nad stworzeniem szczepionki niosącej pojedyncze epitopy badanych antygenów. To nowatorskie podejście do konstruowania szczepionki pozwoli na indukowanie swoistej odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciw różnorodnym antygenom i zwiększenie skuteczności szczepień ochronnych.
Kierownik projektu: Prof. dr hab. Jacek BIELECKI
Charakterystyka mykobiomu skóry osób zdrowych oraz pacjentów z atopowym zapaleniem skóry
Atopowe zapalenie skóry (AZS) jest przewlekłą i nawrotową, zapalną dermatozą świądową występującą głównie u dzieci, ale także, a w ostatnim czasie coraz częściej, u osób dorosłych. AZS jest jedną z najczęściej rozpoznawanych chorób skóry i dotyczy 15-20% populacji dziecięcej oraz 1-3% osób dorosłych.
Grzyby, niejednokrotnie patogeny oportunistyczne, współtworzące mikroflorę skóry ludzkiej wydają się stanowić istotny czynnik w etiopatogenezie wielu dermatoz, w tym również AZS.
Celem projektu jest rozpoznanie struktury populacyjnej, składu jakościowego i ilościowego mikroflory grzybiczej (mykobiomu) skóry osób chorych na AZS oraz zdrowych ochotników (grupa kontrolna). istotnym zadaniem badawczym będzie ocena zróżnicowania taksonomicznego mykobiomu skóry w kontekście całokształtu cech klinicznych i socjo-demograficznych opisujących poszczególnych uczestników badania.
Zaplanowana strategia eksperymentalna łączy techniki mykologii konwencjonalnej i analizy metagenomowej. Tym samym badania przewidziane w projekcie złożą się na największe jak dotąd studium analityczne mykobiomu skóry człowieka.
Badania podjęte w projekcie będą ukierunkowane na poszukiwanie zależności między zmianami w strukturze (jakościowej i ilościowej) mykobiomu skóry w nawiązaniu do obecności lub braku symptomów AZS. Kluczowe będzie opisanie różnic w składzie mykoflory skóry oraz ich znaczenia dla wystąpienia lub nasilenia objawów AZS.
Realizacja badań zaplanowanych w ramach projektu może mieć istotne przełożenie na medycynę kliniczną i diagnostykę laboratoryjną. Wskazanie określonych gatunków grzybów jako swoistych biomarkerów AZS (różnych jego manifestacji, lokalizacji, charakteru zmian, itp.) ukierunkuje poszukiwanie produkowanych przez te gatunki specyficznych antygenów, metabolitów, które będzie można zastosować w funkcji markerów diagnostycznych, prognostycznych lub predykcyjnych w AZS. Pełna charakterystyka struktury mykobiomu skóry atopowej może więc pomóc nie tylko w opisie (wykrywaniu) AZS, ale także przeciwdziałaniu chorobie, np. przez projektowanie nowych antymykotyków, skutecznych w eliminacji grzybów powiązanych etiologicznie z tą dermatozą.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Ocena polimorfizmu genetycznego grzybów z rodzaju Scopulariopsis – opracowanie molekularnej metody diagnostyki patogennych szczepów Scopulariopsis sp.
Rodzaj Scopulariopsis obejmuje przeszło 30 gatunków grzybów pleśniowych, których głównym środowiskiem życia jest gleba, gdzie jako saprotrofy uczestniczą w procesie mineralizacji materii organicznej. Grzyby te mogą jednak wywoływać u ludzi zakażenia oportunistyczne. Dominują zakażenia powierzchniowe, głównie płytek paznokciowych (onychomykoza). Znacznie rzadsze są zakażenia podskórne, narządowe lub uogólnione. Grzybice narządów wewnętrznych oraz systemowe dotyczą przede wszystkim chorych z upośledzonym układem immunologicznym i obarczone są wysoką śmiertelnością. Leczenie zakażeń wywołanych przez grzyby z rodzaju Scopulariopsis jest trudne i zwykle ma charakter empiryczny. Wiąże się to między innymi z częstym zjawiskiem wielolekooporności w szczepach klinicznych Scopulariopsis sp.
Diagnostyka grzybów chorobotwórczych z rodzaju Scopulariopsis opiera się wciąż w znacznej mierze na metodach fenotypowych, głównie obserwacji mikroskopowej szczegółów morfologii grzyba, a także testach biochemicznych. Metody te nie zawsze dają jednoznaczne wyniki. Są przy tym czasochłonne, gdyż zwykle wymagają pozyskania czystej hodowli grzyba. Dlatego coraz częściej zwraca się ku metodom molekularnym, które pozwalają na znaczne skrócenie procedury diagnostycznej i umożliwiają wiarygodną identyfikację czynnika zakaźnego już we wczesnej fazie choroby.
W literaturze przedmiotu, dane dotyczące diagnostyki molekularnej grzybów z rodzaju Scopulariopsis są niezwykle skąpe. Brak jakichkolwiek informacji na temat technik genetycznych umożliwiających różnicowanie poszczególnych gatunków w obrębie rodzaju, a tym bardziej różnicowanie wewnątrzgatunkowe (na poziomie szczepów).
Celem projektu jest rozpoznanie polimorfizmu genetycznego w obrębie taksonu, tj. wśród szczepów reprezentujących różne gatunki Scopulariopsis, zarówno te o znaczeniu klinicznym, jak i te, dotychczas izolowane wyłącznie z próbek środowiskowych. Określenie międzygatunkowych różnic genetycznych pozwoli zaproponować nową, molekularną metodę diagnostyczną, umożliwiającą nie tylko szybkie wykrywanie zakażeń wywoływanych przez grzyby z rodzaju Scopulariopsis, ale również identyfikację czynnika etiologicznego na poziomie gatunku. Opracowanie zasady takiej metody oraz jej optymalizacja pozwalająca wdrożyć ją do praktyki klinicznej stanowi główny cel aplikacyjny projektu.
Projekt zakłada pierwszą w Polsce i być może w świecie tak szczegółową analizę molekularną grzybów z rodzaju Scopulariopsis. Otrzymane wyniki będą miały znaczenie nie tylko dla diagnostyki, ale także lepszego poznania filogenetyki i epidemiologii tych grzybów.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Identyfikacja oraz analiza genetyczna mutacji warunkujących lekooporność w szczepach klinicznych Mycobacterium tuberculosis typu MDR
Największe wyzwanie dla systemu leczenia i nadzoru nad gruźlicą stwarza zjawisko wielolekooporności prątków gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis). Szczególne znaczenie ma oporność typu MDR (ang. multidrug resistance) definiowana jako oporność prątków na co najmniej izoniazyd (INH) i ryfampicynę (RMP), dwa kluczowe leki stosowane w terapii gruźlicy. Obecnie uważa się, że główną rolę w kształtowaniu oporności na leki przeciwprątkowe odgrywają spontaniczne mutacje w genach kodujących białka będące często, choć nie zawsze, celami molekularnymi tych leków. Mutacje te mają zwykle charakter punktowy lub niewielkich (kilkunukleotydowych) insercji lub delecji. W szczepach M. tuberculosis mutacje występują z różną częstością i w różny sposób kształtują ich fenotyp lekooporności, co wyraża się odmiennym mianem oporności szczepu na dany lek p/prątkowy.
Badania dotyczące oceny występowania mutacji genetycznych warunkujących stan oporności szczepów M. tuberculosis na leki p/prątkowe mają istotny wymiar aplikacyjny. Badania takie pozwalają odróżnić mutacje charakterystyczne wyłącznie dla szczepów lekoopornych od tych, które występują także w szczepach wrażliwych na dany lek p/prątkowy. To z kolei jest podstawą opracowania nowoczesnych, wysoce specyficznych i czułych testów diagnostycznych, umożliwiających wiarygodną i szybką identyfikację szczepów lekoopornych izolowanych od chorych na gruźlicę. Dzięki temu możliwe jest szybkie (w przypadku testów stosowanych bezpośrednio w materiale klinicznym – w czasie już 1 dnia od otrzymania materiału) wdrożenie właściwego leczenia, bez konieczności czekania (do 8 tyg.) na wynik konwencjonalnych testów lekowrażliwości. Ma to kapitalne znaczenie dla leczenia gruźlicy.
Celem projektu jest analiza występowania mutacji w wybranych genach warunkujących stan oporności prątków gruźlicy na leki p/prątkowe w szczepach klinicznych M. tuberculosis typu MDR wyizolowanych od chorych na gruźlicę płuc w Polsce w 2004 roku. Wśród zadań badawczych projektu jest określenie wpływu wykrytych mutacji nie tylko na profil lekooporności prątków (oporność na poszczególne leki p/prątkowe), ale również na poziom lekooporności (miano oporności na poszczególne leki p/prątkowe).
Wyniki otrzymane w toku realizacji projektu będą stanowiły pierwszą w Polsce tak szczegółową analizę molekularnych podstaw lekooporności w gruźlicy. Będą również sterowały w kierunku zaproponowania nowego algorytmu wykrywania szczepów prątków gruźlicy niosących określony wzór lekooporności, w tym lekooporności typu MDR, stanowiąc podstawę dla opracowania nowego testu diagnostycznego umożliwiającego szybką identyfikację szczepów M. tuberculosis typu MDR.
Kierownik projektu: Dr hab. Tomasz JAGIELSKI
Poszukiwanie genów kodujących czynniki wirulencji Prototheca wickerhamii, oportunistycznego patogenu dla ludzi. Badanie pilotażowe otwierające projekt sekwencjonowania genomu Prototheca wickerhamii
Rodzaj Prototheca (Trebouxiophyceae) obejmuje jednokomórkowe, bezbarwne, drożdżakopodobne glony, szeroko rozpowszechnione w środowisku. Glony te, zwykle saprofityczne, mogą, w pewnych warunkach wywoływać zakażenia u ludzi i zwierząt. Są przez to jedynymi, znanymi dotąd roślinami patogennymi dla człowieka i zwierząt. Spośród sześciu poznanych gatunków Prototheca, trzy – P. wickerhamii, P. zopfii i od niedawna także P. cutis powodują zakażenia u ludzi. Przy tym najczęściej izolowanym gatunkiem z przypadków ludzkiej prototekozy jest P. wickerhamii. Wiedza na temat glonów Prototheca jest bardzo ograniczona. Najpoważniejszą lukę stanowi niemal całkowity brak znajomości mechanizmów patogenetycznych prototekozy. Ich wyświetlenie wymaga zgromadzenia szczegółowych danych molekularnych, które obecnie nie są dostępne. Niniejszy projekt stanowi próbę przeniesienia badań nad glonami Prototheca na poziom badań genomicznych. Celem projektu jest przeprowadzenie wstępnej analizy sekwencyjnej genomu P. wickerhamii, ze szczególnym uwzględnieniem sekwencji kodujących potencjalne czynniki wirulencji.
Przeprowadzone w ramach projektu analizy dostarczą niezwykle cennych informacji dotyczących organizacji strukturalnej genomu, jego pojemności kodującej, czy też właściwości metabolicznych drobnoustroju. Każdy rodzaj polimorfizmu genetycznego wykryty w genomie P. wickerhamii (np. sekwencje mikrosatelitarne, polimorfizm pojedynczych nukleotydów) będzie mógł zostać użyty w funkcji swoistego markera genetycznego dla oceny zróżnicowania między- i wewnątrzgatunkowego, o potencjalnym zastosowaniu w diagnostyce molekularnej. Badania porównawcze sekwencji genomu P. wickerhamii z sekwencjami genomowymi organizmów blisko spokrewnionych, takich jak na przykład Chlorella variabilis NC64A pozwolą przybliżyć ewolucyjny kontekst nabycia cechy patogenności przez glony Prototheca. Ponadto, szereg analiz filogenetycznych przeprowadzonych w oparciu o pozyskane sekwencje genomu P. wickerhamii pozwoli na krytyczną ocenę i weryfikację dotychczasowej pozycji systematycznej taksonu. W końcu, ustalenie sekwencji genomu P. wickerhamii umożliwi, być może, identyfikację genów związanych z mechanizmami działania leków oraz mechanizmami oporności na te leki. Dane uzyskane w tym zakresie mogą posłużyć opracowaniu formuły nowych, skutecznych leków przeciwko Prototheca spp.
Kierownik projektu: Mgr Zofia BAKUŁA
Charakterystyka zdolności Bacillus subtilis do indukcji prezentacji antygenów na powierzchni komórek eukariotycznych
Celem projektu jest poznanie molekularnych podstaw dostarczania owoalbuminy jaja kurzego (OVA) do cytoplazmy komórek prezentujących antygen (APC) takich jak makrofagi czy komórki dendrytyczne przez modyfikowane szczepy Bacillus subtilis produkujące listeriolizynę O (LLO). Projekt zakłada opis procesu prezentacji OVA w kompleksach z cząsteczkami MHC I na powierzchni tych komórek i analizę jej zależności od molekularnej struktury procesowanego antygenu. Zaplanowane badania pozwolą nam scharakteryzować nowy mechanizm dostarczania antygenów do wnętrza komórki APC i zapewnią solidne podstawy do dalszych eksperymentów badających dostarczanie białek patogenów wewnątrzkomórkowych, będących przyczyną trudnych do zwalczenia chorób. Wyniki badań wstępnych wskazują, że B. subtilis stanowi doskonały wektor nośnikowy dla obcych antygenów, ze względu na zdolność do bardzo efektywnej sekrecji białek na zewnątrz komórki, niepatogenność, znajomość genetyki oraz niskie koszty hodowli. W toku badań z wykorzystaniem Bacillus wykazano ponadto, że ekspresja genu kodującego listeriolizynę O umożliwia wnikanie do wnętrza komórek eukariotycznych oraz wyswobodzenie się z ich wakuoli do cytoplazmy. Dowiedziono także, że koekspresja LLO z innymi antygenami w wektorach bakteryjnych przyczynia się do zwiększonej odpowiedzi immunologicznej. Cechy te przemawiają za tym, że B. subtilis może być idealnym kandydatem na nośnik antygenów przyczyniający się do indukcji odpowiedzi komórkowej. Analizy proponowane w ramach tego projektu obejmą zatem (i) sprawdzenie zdolności B. subtilis do dostarczenia antygenu OVA do cytozolu komórek APC, (ii) potwierdzenie powstawania kompleksów cząsteczek MHC I z epitopem OVA, (iii) określenie poziomu prezentacji OVA, (iv) zaproponowanie struktury antygenu warunkującej efektywną prezentację jego epitopu w kontekście MHC I oraz (v) zbadanie czy prezentacja białka OVA dostarczonego przez B. subtilis jest w stanie aktywować cytotoksyczne limfocyty T.
Kierownik projektu: Mgr Katarzyna ROESKE
Projekt BW: Typowanie genetyczne szczepów Mycobacterium kansasii pochodzących z różnych krajów świata
Prątki Mycobacterium kansasiimają szczególne znaczenie kliniczne i epidemiologiczne, a to ze względu na ich wysoką częstość izolacji z materiałów klinicznych i wysoki potencjał chorobotwórczy. W obrębie tego gatunku wyróżnia się siedem genotypów (I-VII). Znaczenie typowania genetycznego M. kansasiipolega przede wszystkim na różnicowaniu szczepów patogennych (głównie genotypy I i II) i klinicznie obojętnych (III-VII). Celem projektu jest zbadanie częstości dotychczas opisanych genotypów M. kansasiipośród szczepów izolowanych z próbek klinicznych w wybranych krajach świata.
Projekt BW: Opracowanie nowej metody identyfikacji alg z rodzaju Prototheca przy wykorzystaniu technologii High Resolution Melting
Mikroalgi z rodzaju Prototheca są jedynymi znanymi dotąd roślinami wywołującymi oportunistyczne infekcje ssaków. Spośród 8 opisanych gatunków, 5 posiada potencjał chorobotwórczy, wywołując choroby ludzi i zwierząt (głównie bydła), ogólnie nazywane prototekozami. Prawidłowa identyfikacja gatunkowa Prototheca spp. jest niezbędna dla rozpoznania prototekozy, ukierunkowanego leczenia, a także profilaktyki i kontroli zakażeń. Celem projektu jest opracowanie i walidacja nowej metody pozwalającej na szybką identyfikację wszystkich znanych gatunków Prototheca, przy użyciu technologii PCR-HRM.
Projekt BW: Ocena różnorodności mykobiomu skóry u osób chorych na atopowe zapalenie skóry
Atopowe zapalenie skóry (AZS) jest wieloczynnikowym, przewlekłym zapaleniem skóry, którego istotnym czynnikiem etiopatologicznym wydają się być grzyby. Celem projektu jest analiza jakościowa i ilościowa mykobiomu skóry osób chorych na AZS. Wyniki badania pozwolą, być może, na określenie potencjalnej roli niektórych gatunków grzybów w patogenezie tej choroby. W identyfikacji grzybów, wyhodowanych na pożywkach mikologicznych, użyta zostanie analiza sekwencyjna operonu rDNA.
Projekt BW: Identyfikacja gatunkowa i ocena zróżnicowania genetycznego szczepów Prototheca sp. izolowanych w Polsce
Prototheca obejmuje drożdżakopodobne, bezbarwne glony (Trebouxiophyceae) szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Niektóre gatunki Prototheca wywołują oportunistyczne zakażenia kręgowców. Celem niniejszego projektu jest ocena zróżnicowania gatunkowego wśród szczepów Prototheca izolowanych z przypadków zapalenia gruczołu mlekowego (mastitis) u krów mlecznych w Polsce. W badaniu zastosowana będzie metoda PCR sequencing dla regionu rDNA (gł. sekwencji międzygenowych ITS). Projekt przewiduje propozycję metody diagnostycznej umożliwiającej różnicowanie między- i wewnątrzgatunkowe Prototheca spp.
Kierownik projektu: Mgr Zofia BAKUŁA
Projekt BW: Identyfikacja grzybów z rodzaju Malassezia izolowanych ze skóry osób HIV-seropozytywnych na podstawie analizy sekwencyjnej operonu rDNA
Grzyby z rodzaju Malassezia wchodzą w skład naturalnej mikroflory skóry człowieka, a także niektórych zwierząt. W pewnych warunkach mogą jednak prowadzić do rozwoju lub nasilenia niektórych chorób skóry, takich jak łupież pstry, łuszczyca, czy atopowe zapalenie skóry. Celem niniejszego projektu jest ocena występowania pod względem gatunkowym i ilościowym grzybów z rodzaju Malassezia na skórze osób zakażonych HIV. Do badań użyta zostanie analiza sekwencyjna operonu rDNA, która pozwoli ocenić zróżnicowanie zarówno między-, jak i wewnątrzgatunkowe grzybów Malassezia sp.
Kierownik projektu: Mgr Zofia BAKUŁA
Projekt BW: Heterologiczna ekspresja epitopu markera CD-20 w Bacillus subtilis
Każdego roku odnotowuje się coraz większą zapadalność na białaczki – w Polsce corocznie wykrywa się około 6 tysięcy nowych zachorowań. Drugim co do liczebności wykrytych przypadków typem białaczki jest białaczka limfatyczna, dotycząca zarówno limfocytów T, jak i B. Celem projektu jest sklonowanie sekwencji kodującej epitop antygenu CD20 eksprymowanego w dużym stopniu na limfocytach B w szczepie B. subtilis, zdolnym do inwazji do komórek eukariotycznych i uzyskanie szczepu immunizującego przeciw nadmiernie proliferującym limfocytom B.
Projekt BW: Analiza wpływu delecji C-końcowej części białka SecA na ekspresję białek heterologicznych w szczepach Bacillus subtilis
Większość białek Bacillus subtilis przeznaczonych do sekrecji na zewnątrz komórki wydzielanych jest za pomocą systemu sekrecji Sec. Białka transportowane tą drogą utrzymywane są w stanie kompetencji sekrecyjnej dzięki obecności wewnątrzkomórkowego chaperonu SecA, który oddziałuje z prekursorami tych białek oraz translokazami błonowymi SecYEG. Celem projektu jest zbadanie wpływu delecji C terminalnego regionu białka SecA na heterologiczną ekspresję listeryjnej toksyny, listeriolizyny O (LLO) oraz innych heterologicznych antygenów w B. subtilis.
Projekt BW: Charakterystyka mutacji występujących w genach warunkujących oporność na streptomycynę w lekowrażliwych szczepach klinicznych Mycobacterium tuberculosis w Polsce
Streptomycyna (SM) jest przeciwgruźliczym lekiem pierwszego rzutu, którego mechanizm działania oparty jest na wiązaniu się z podjednostką 30S rybosomu i hamowaniu procesu translacji. Dotychczasowe badania wykazały, że kluczowe znaczenie dla rozwoju oporności na SM w szczepach Mycobacterium tuberculosis mają mutacje w genach rrs i rpsL, kodujących, odpowiednio, 16S rRNA oraz białko małej podjednostki rybosomu S12. Analiza mutacji w wymienionych genach w szczepach lekowrażliwych w połączeniu z danymi dotyczącymi mutacji w szczepach typu MDR, opornych na SM, pozwoli określić realne znaczenie konkretnych zmian genetycznych dla wzorów i mian SM-oporności prątków gruźlicy.