vii Śląskie spotkaniagsn.io.gliwice.pl/materials/ssn_2020.pdfvii Śląskie spotkania naukowe 29-30...

VII Śląskie Spotkania Naukowe Gliwice, 29-30 maja 2020

Opracowanie: dr Magdalena Skonieczna

VII Śląskie Spotkania Naukowe

29-30 maja 2020, Gliwice

2

Organizatorzy

Politechnika Śląska w Gliwicach

Narodowy Instytut Onkologii w

Gliwicach

Stowarzyszenie na Rzecz Wspierania

Badań nad Rakiem



3

Komitet Naukowy

Prof. Joanna Rzeszowska

Prof. Katarzyna Lisowska

Prof. Piotr Widłak

Prof. Andrzej Świerniak

Prof. Krzysztof Fujarewicz

Dr hab. Monika Pietrowska

Dr hab. Joanna Strzelczyk

Dr Joanna Jazowiecka-Rakus

Dr Joanna Nackiewicz

Dr hab. Artur Góra

Dr hab. inż. Sebastian Student

Dr Aleksander Sochanik

Komitet organizacyjny

Prof. Joanna Rzeszowska

Prof. Katarzyna Lisowska

Prof. Piotr Widłak

Dr Jacek Rogoliński

Dr Aleksander Sochanik

Dr inż. Roman Jaksik

Dr Magdalena Skonieczna

http://gsn.io.gliwice.pl/index.php/ssn

http://gsn.io.gliwice.pl/index.php/ssn



4

Piątek 29.02.2020

Rozpoczęcie i powitanie 10:00 – 10:15

I Sesja 10:20 – 11:30

II Sesja 11:40 - 12:50

III Sesja 13:00 - 14:40

IV Sesja 14:50 - 16:00

Dyskusja i zakończenie 16:10 - 16:30

Sobota 30.05.2020 Ogłoszenie wyników na najlepsze

doniesienia

10:00 – 10:30

Sesja I (10:20 – 11:30)

Bioinformatyka prowadzący Dr hab. inż. Sebastian Student (komisja Prof. Andrzej Świerniak, Prof. Krzysztof Fujarewicz) 1. [I-1] SAR-mediated similarity assessment of property profile in drug design (Andrzej

Bąk). 10’

2. [I-2] Zastosowanie teorii grafów do oceny interakcji microrna-gen (Anna Glodek,

Joanna Polańska). 10’

3. [I-3] Porównanie i klasyfikacja różnych typów histologicznych raka tarczycy w

oparciu o dane pochodzące z eksperymentów obrazowania molekularnego

mikromacierzy tkankowych techniką MALDI-MSI (Agata Kurczyk, Marta Gawin,

Mykola Chekan, Agata Wilk, Krzysztof Łakomiec, Grzegorz Mrukwa, Monika

Pietrowska, Joanna Polańska, Krzysztof Fujarewicz, Piotr Widłak). 10’

4. [I-4] Metody analizy wrażliwościowej w zastosowaniu do poszukiwania potencjalnych

celów molekularnych dla nowych leków (Małgorzata Kardyńska, Jarosław Śmieja). 10’

5. [I-5] LCRANNOTATIONSDB: baza adnotacji regionów o niskiej złożoności w

białkach (Sylwia Szymańska, Dagmara Błaszczyk, Wiktoria Śliwińska, Anna Słowik,



5

Hanna Langer, Kinga Lucińska, Karolina Widzisz, Alicja Staśczak, Aleksandra Janas,

Aleksandra Gruca, Marcin Grynberg, Patryk Jarnot, Joanna Ziemska-Legięcka). 5’

6. [I-6] Ranking parametrów energetycznego modelu chromatyny z wykorzystaniem

podejścia odkrywania wiedzy z danych (Jacek Hudecki). 5’

7. [I-7] Analiza in silico molekularnych podstaw zaburzenia glikozylacji w wyniku

mutacji ASN107SER białka ALG13 (Karolina Mitusińska, Artur Góra). 5’

Sesja II (11:40 - 12:50) Biomarkery prowadzący Prof. Joanna Rzeszowska (komisja Dr hab. Artur Góra, Dr Joanna Nackiewicz)

1. [II-1] Standaryzacja pomiaru w analizach z wykorzystaniem tandemowej spektrometrii

mas sprzężonej z wysokosprawną chromatografią cieczową (Marta Gawin, Lucyna

Ponge, Piotr Widłak, Monika Pietrowska). 10’

2. [II-2] wykorzystanie profili metabolomicznych surowicy krwi w badaniu

ogólnoustrojowego wpływu jednoczasowej chemioradioterapii oraz samodzielnej

radioterapii u pacjentów z nowotworami regionu głowy i szyi (Karol Jelonek, Aleksandra

Krzywoń, Patrycja Jabłońska, Ewa M. Słomińska, Ryszard T. Smoleński, Joanna

Polańska, Tomasz Rutkowski, Jolanta Mrochem-Kwarciak, Krzysztof Składowski, Piotr

Widłak). 10’

3. [II-3] Metoda immunowychwytywania w ocenie molekularnego profilu subpopulacji

egzosomów GSPG4+ uwalnianych przez komórki czerniaka (Aneta Zebrowska, Marta

Gawin, Łukasz Marczak, Priyanka Sharma, Justyna Mika, Joanna Polańska, Soldano

Ferrone, John Kirkwood, Piotr Widłak, Theresa Whiteside, Monika Pietrowska). 10’

4. [II-4] Związek wariantu C.444+1G>A genu CHEK2 z występowaniem raka

brodawkowatego tarczycy ale nie przebiegiem choroby (Kula Dorota, Wyciślik

Magdalena, Kalemba Michał, Puch Zbigniew, Kowalska Małgorzata, Jarząb Michał,

Sznajder Dominika, Hejduk Beata, Steinhof-Radwańska Katarzyna, Halczok Monika,

Tyszkiewicz Tomasz, Cyplińska Renata, Jarząb Barbara, Handkiewicz-Junak Daria). 5’

5. [II-5] Markery obrotu kostnego w nowotworach neuroendokrynnych (Janusz

Strzelczyk, Denis Kowalski). 5’

6. [II-6] Częstość występowania niezależnych nowotworów złośliwych u pacjentów z

nowotworami neuroendokrynnymi, ze szczególnym uwzględnieniem raka sutka (Janusz

Strzelczyk, Denis Kowalski). 5’



6

7. [II-7] Ocena ryzyka obecności winkrystyny w środowisku wodnym (Marcelina

Jureczko, Wioletta Przystaś). 10’

Sesja III (13:00 - 14:40)

Podstawowe Mechanizmy Molekularne prowadzący Prof. Piotr Widłak (komisja Prof. Katarzyna Lisowska, Dr Joanna Jazowiecka-Rakus)

1. [III-1] Częstość zakażenia różnymi typami wirusa HPV w nowotworach regionu głowy

i szyi (Joanna Katarzyna Strzelczyk, Krzysztof Biernacki, Jadwiga Gaździcka, Katarzyna

Miśkiewicz-Orczyk, Zofia Ostrowska, Maciej Misiołek). 10’

2. [III-2] Wpływ egzosomów na proteom i fenotyp komórek raka płaskonabłonkowego

(Mateusz Smolarz, Monika Pietrowska, Piotr Widłak). 10’

3. [III-3] Rola adipokin w rozwoju chorób układu pokarmowego i infekcji wirusowej

(Magdalena Skonieczna, Dorota Hudy, Małgorzata Adamiec, Mateusz Chapuła, Michał

Kukla). 10’

4. [III-4] Porównanie mechanizmów regulacji stanu redoks w różnych typach komórek

(Sylwia Ciesielska, Patryk Bil, Izabella Ślęzak-Prochazka, Joanna Rzeszowska). 5’

5. [III-5] Regulacja ścieżek śmierci w różnych liniach komórkowych pod wpływem

erastyny - induktora ferroptozy (Małgorzata Adamiec, Dorota Hudy, Daria Gendosz de

Carrillo, Magdalena Skonieczna). 10’

6. [III-6] Proliferacja komórek pod wpływem erastyny, induktora ferroptozy –

zastosowanie pół- i automatycznych metod zliczania testu klonogennego (Daniel

Fochtman, Patrycja Niesłoń, Seweryn Gałecki, Małgorzata Adamiec, Magdalena

Skonieczna). 5’

7. [III-7] Wpływ metody analizy wyników qPCR na rozkład wybranego transkryptu we

frakcjach polisomalnych (Daria Kogut, Anna Lalik). 10’

8. 15 MIN [III-8] Wybrane przykłady projektów realizowanych w obszarze biologii

strukturalnej, biotechnologii, medycyny, ochrony środowiska oraz bioinformatyki (Artur

Góra). 15’

8. [III-8] Analiza wpływu aminokwasów znajdujących się na powierzchni dehalogenazy

haloalkanowej linb z zanurzonym centrum aktywnym na jej aktywność - badania

teoretyczne i eksperymentalne (Patryk Kapica, Agata Raczyńska, Katarzyna Papaj, Anna



7

Byczek-Wyrostek, Agnieszka Stańczak, Mariusz Nowak, Anna Kasprzycka, Artur Góra).

5’

9. [III-9] Poszukiwanie inhibitorów dla FUT8 (Weronika Bagrowska, Katarzyna Hopko,

Karolina Mitusińska, Radosław Kitel, Anna Kasprzycka, Artur Góra). 5’

Sesja IV (14:50 - 16:00) Nowe Strategie Terapeutyczne prowadzący Prof. Katarzyna Lisowska (komisja Dr hab. Joanna Strzelczyk, Dr hab. Monika Pietrowska)

1. [IV-1] Onkolityczna wirusoterapia mysiego czerniaka płuc (Joanna Jazowiecka-

Rakus). 10’

2. [IV-2] Przydatność mezenchymalnych komórek macierzystych jako nośnika wirusa

myksomatozy w onkolitycznej wirusoterapii mysiego nowotworu trzustki (Hadryś Agata,

Sochanik Aleksander, Kramer-Marek Gabriela, Fidyk Wojciech, Grajek Maciej, Rahman

Masmudur M, McFadden Grant, Jazowiecka-Rakus Joanna). 5’

3. [IV-3] Poszukiwanie nowej strategii terapeutycznej skierowanej przeciwko głównej

proteazie wirusa SARS-COV-2 (Maria Bzówka, Karolina Mitusińska, Agata Raczyńska,

Aleksandra Samol, Katarzyna Papaj, Patrycja Spychalska, Anna Kasprzycka, Divine

Shyntum, Patryk Kapica, Katarzyna Hopko, Weronika Bagrowska, Rajeev Jaundoo, Jack

A. Tuszyński, Artur Góra). 5’

4. [IV-4] Projektowanie koniugatów nośnik-lek opartych na cholinowej poli(cieczy

jonowej) (Katarzyna Niesyto, Dorota Neugebauer). 10’

5. [IV-5] Wykorzystanie retinolu i 4-n-butylrezorcynolu w syntezie koniugatów i

micelarnych nośników substancji aktywnych wykorzystywanych w kosmetologii

(Justyna Odrobińska, Dorota Neugebauer). 5’

6. [IV-6] Synteza i ocena cytotoksyczności in vitro koniugatów polimetakrylowych w

kształcie gwiazdy ze środkami przeciwłuszczycowymi (Maria Kupczak, Katarzyna

Mrowiec, Łukasz Mielańczyk, Dorota Ścieglińska, Agnieszka Gogler-Piglowska, Marek

Michalski, Andrzej Gabriel, Dorota Neugebauer, Magdalena Skonieczna, Anna

Mielańczyk). 5’



8

7. [IV-7] Nośniki polimerowe do układów inhalacyjnych na bazie betuliny (Daria

Niewolik, Katarzyna Jaszcz, Piotr Ruszkowski, Tomasz Sosnowski, Barbara Bednarczyk-

Cwynar). 5’

8. [IV-8] Badanie profilu lipofilowości związków biologicznie aktywnych (Aleksandra

Świetlicka, Andrzej Bąk, Violetta Kozik, Marlena Paździor). 5’

9. [IV-9] Biobójcze i antynowotworowe pochodne diclofenaku w badanich in vitro

wobec E. coli sp. i HCT116 (Joanna Nackiewicz, Łukasz Kołodziej, Magdalena

Skonieczna). 5’

10. [IV-10] Oznaczanie stężeń leków przeciwbólowych i przeciwgorączkowych w

próbkach wody metodą HPLC - badania wstępne (Agnieszka Środa, Aleksandra

Świetlicka, Violetta Kozik, Andrzej Bąk, Krzysztof Barbusiński, Katarzyna Winiarska).

5’



9

STRESZCZENIA

Sesja I

Bioinformatyka



10

[I-1] SAR-MEDIATED SIMILARITY ASSESSMENT OF PROPERTY PROFILE IN

DRUG DESIGN

Andrzej Bąk1

1 The University of Silesia, Institute of Chemistry, Katowice, Poland

The systematic observations of trends in chemical structure modifications that

produce corresponding changes in the biological responses for a congeneric series of

molecules are fundamental for the multidimensional quantitative structure-activity (mD-

QSAR) studies. Moving from complex biological relationships to simple QSAR models

seems to be a triumph of hope over experience since modelers sometimes are playing a

glass bead game. The quantitative mapping of experimental/calculated

properties/descriptors into the ADMET-driven molecular potency is frequently hit-or-

miss affair, therefore some structure-activity relationship (SAR)-mediated guides are

urgently needed at the pre-synthesis stage.

The molecular similarity is unarguably at the core of many SAR-based methods

assuming that small variations in structure lead to small changes in activity. In other

words, the working tenet of QSAR is that molecules with high similarity share common

effects (similarity principle); however, the validity of the assumption is still questionable

there is no absolute standard (or metric) of similarity. A crucial question that confronts

drug hunters is, in which properties or features should be employed in the receptor-

dependent (RD) methods that rely on the principle of complementarity or in the receptor-

independent (RI) ones that are mainly based on the principle of similarity?

A confusing aspect of many SAR analysis is that the fragile event can occur, when even

small structural changes (colloquially termed magic methyl) can result in a boost of

potency for target or, in a more detrimental manner, can completely destroy biological

response a phenomenon known as activity hotspot or activity cliff in the structure-activity

landscape. In other words, finding the optimal balance between ADMET-related

properties and desired drug potency (sweet spot) can be rationalized graphically by

extension of the 2D similarity-based projection with an activity data in the form of

biological response surface or SAR landscapes.

SAR-driven similarity evaluation of physicochemical properties for a novel series of

25 silicon-based carbamates as potential AChE/BChE/PET inhibitors was reported to

foresee the activity cliffs using similarity-activity landscape index for BChE inhibitory

response values. The indirect ligand-based and direct protein-mediated in silico

approaches were applied to specify electronic/steric/lipophilic factors that are potentially

valid for (Q)SAR modeling of the investigated carbamate analogs.



11

[I-2] ZASTOSOWANIE TEORII GRAFÓW DO OCENY INTERAKCJI MICRORNA-

GEN

Anna Glodek1, Joanna Polańska

1

1 Katedra Inżynierii i Analizy Eksploracyjnej Danych, Politechnika Śląska, Gliwice, Polska

microRNA to małe (składające się z ok. 21-23 nukleotydów), niekodujące,

jednoniciowe cząsteczki RNA. Regulują ekspresję genów poprzez inhibicję translacji

oraz deadenylację. W ostatnich latach odkryto powiązania microRNA z rozwojem

rożnych chorób człowieka, takich jak między innymi choroba Alzheimera, choroba

Parkinsona, rak piersi oraz rak płuca. Cząsteczki microRNA są pogrupowane w rodziny.

microRNA wchodzące w skład danej rodziny pełnią podobne funkcje fizjologiczne, a

czasem cechują się także konserwatywnością sekwencji lub struktury drugorzędowej.

Celem pracy jest analiza interakcji microRNA-gen za pomocą teorii grafów. Badania

zostały przeprowadzone na podstawie potwierdzonych eksperymentalnie oddziaływań

microRNA na geny, znajdujących się w bazie danych miRTarBase. Wzajemne

powiązania i zależności pomiędzy rożnymi genami pochodziły z bazy danych STRING.

Stworzono grafy powiązań rodziny microRNA z genami, na które oddziałuje,

wyznaczonymi w sposób eksperymentalny. Do oceny struktury oraz topologii grafu

wykorzystano takie miary jak: średnica grafu, najkrótsza ścieżka pomiędzy

wierzchołkami, współczynnik klasteryzacji grafu oraz miary centralności. Uzyskane

wyniki pozwalają na zróżnicowanie i scharakteryzowanie oddziaływań danej rodziny

microRNA na ekspresję genów oraz wykazanie różnic pomiędzy strukturą interakcji z

genami docelowymi rożnych rodzin microRNA. Zaproponowana metoda pozwoli w

przyszłości na prototypowanie interakcji microRNA-gen na podstawie cech

charakterystycznych dla danej rodziny microRNA.



12

[I-3] PORÓWNANIE I KLASYFIKACJA RÓŻNYCH TYPÓW HISTOLOGICZNYCH

RAKA TARCZYCY W OPARCIU O DANE POCHODZĄCE Z EKSPERYMENTÓW

OBRAZOWANIA MOLEKULARNEGO MIKROMACIERZY TKANKOWYCH

TECHNIKĄ MALDI-MSI

Agata Kurczyk1, Marta Gawin

1, Mykola Chekan

1, Agata Wilk

2, Krzysztof Łakomiec

2,

Grzegorz Mrukwa2, Monika Pietrowska

1, Joanna Polańska

2, Krzysztof Fujarewicz

2, Piotr

Widłak2

1 Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie Państwowy Instytut Badawczy Oddział w

Gliwicach, ul. Wybrzeże Armii Krajowej 15, 44-102 Gliwice 2 Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice

Wstęp. Rak tarczycy jest najczęstszym nowotworem gruczołów wydzielania

wewnętrznego. Większość raków tarczycy wywodzi się z komórek nabłonkowych

pęcherzyków tarczycy. Do tej grupy zaliczany jest rak brodawkowaty (PTC),

pęcherzykowy (FTC) oraz rak anaplastyczny (ATC). Rak rdzeniasty tarczycy (MTC)

wywodzi się z okołopęcherzykowych komórek C. Przedoperacyjna diagnostyka guzów

tarczycy oparta jest głównie na obrazie morfologicznym biopsji aspiracyjnej

cienkoigłowej, natomiast pooperacyjne różnicowanie guzów gruczołu tarczowego

odbywa się na podstawie wyników badania histopatologicznego. Niestety nie we

wszystkich przypadkach możliwe jest określenie typu histologicznego guza tarczycy

wyłącznie za pomocą biopsji. Zidentyfikowanie markera molekularnego

umożliwiającego klasyfikację guza tarczycy w przypadku niejednoznacznego obrazu

cytologicznego i histologicznego niewątpliwie przyczyniłoby się do postępu w

diagnostyce guzów tarczycy. Przeprowadziliśmy szereg analiz biostatystycznych w celu

zbadania możliwości wykorzystania danych pochodzących z eksperymentów

obrazowania molekularnego techniką spektrometrii mas MALDI-MSI do porównania i

klasyfikacji rożnych typów histologicznych raka tarczycy.

Materiały i metody. Preparaty tkankowe zostały przygotowane z materiału

pooperacyjnego zebranego podczas zabiegu tyreoidektomii i następnie utrwalone w

postaci bloczków parafinowych FFPE. Próbki pochodziły od 134 pacjentów ze

zdiagnozowanym rakiem tarczycy. Preparaty zostały przygotowane w postaci

mikromacierzy tkankowych (ang. tissue microarray, TMA). Przestrzenna dystrybucja

peptydów tryptycznych w materiale tkankowym została zanalizowana techniką MSI z

użyciem spektrometru ultrafleXtreme MALDI-TOF/TOF (Bruker Daltonics).

Analizowano 7 typów histologicznych tkanek: prawidłową tkankę tarczycy (NT), tkankę

gruczolaka (FA) oraz pięć typów raka tarczycy rak brodawkowaty PTC w wariancie

klasycznym i pęcherzykowym, a także raki ATC, FTC oraz MTC. Wyliczono indeks

podobieństwa w celu oszacowania zróżnicowania widm w obrębie danego typu

histologicznego tkanki (ang. region of interes, ROI) oraz podobieństwa widm pomiędzy



13

różnymi ROI. Analizę wielkości efektu wykorzystano do identyfikacji składowych

różnicujących pomiędzy poszczególnymi ROI.

Rezultaty. W wyniku przeprowadzonej analizy porównawczej widm w obrębie

(intra-ROI) oraz pomiędzy (inter-ROI) różnymi typami obszarów tkankowych

zobrazowanych techniką MALDI-MSI stwierdzono największe zróżnicowanie widm dla

obszaru ATC. Natomiast największy stopień podobieństwa widm zaobserwowano w

obrębie obszaru NT. Dla porównań inter-ROI zaobserwowano największe zróżnicowanie

widm pomiędzy tkanką NT, a tkanką pochodzącą z obszaru ATC. Natomiast najmniejsze

zróżnicowanie widm pomiędzy tkanką NT, a obszarem FA. Najwięcej składowych

różnicujących zidentyfikowano pomiędzy obszarem NT, a widmami obszaru ATC.

Badania zostały zrealizowane w ramach projektu OPUS (2016/23/B/NZ4/03901)

finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.



14

[I-4] METODY ANALIZY WRAŻLIWOŚCIOWEJ W ZASTOSOWANIU DO

POSZUKIWANIA POTENCJALNYCH CELÓW MOLEKULARNYCH DLA NOWYCH

LEKÓW

Małgorzata Kardyńska1, Jarosław Śmieja

1

1 Katedra Inżynierii i Biologii Systemów, Politechnika Śląska, Gliwice

Modele szlaków sygnałowych są potężnym narzędziem umożliwiającym lepsze

zrozumienie złożonych interakcji zachodzących w żywych komórkach, a także

pozwalającym na numeryczne przetestowanie różnych hipotez. Modele te

wykorzystywane są do badania własności szlaków sygnałowych, wspierania badań

eksperymentalnych, czy badania oddziaływań pomiędzy różnymi szlakami sygnałowymi.

Stopień skomplikowania tych modeli utrudnia jednak ich analizę. Dlatego jedną ze

standardowych metod badania modeli szlaków sygnałowych jest analiza wrażliwościowa.

Metody analizy wrażliwościowej są wykorzystywane w badaniach modeli szlaków

sygnałowych opisujących odpowiedzi komórek na różne wymuszenia zewnętrzne. W

ogólnym przypadku metody te mają na celu zidentyfikowanie najważniejszych

parametrów modelu, których zmiana najsilniej wpływać będzie na odpowiedź tego

modelu. Wyniki takiej analizy mają szereg zastosowań praktycznych, między innymi

pozwalają na wykrycie błędów konstrukcyjnych modelu, identyfikację krytycznych (z

punktu widzenia dynamiki) parametrów układu, ustalenie priorytetów dalszych badań czy

ustalenie kierunków upraszczania modeli. Kolejnym z możliwych zastosowań może być

identyfikacja najważniejszych procesów w danym szlaku sygnałowym oraz związanych z

nimi molekuł, które stanowić mogą potencjalne cele dla nowych leków.

Istnieje wiele metod analizy wrażliwościowej, które najogólniej podzielić można na

lokalne (badające wpływ niewielkich zmian parametru) i globalne (badające wpływ

dużych zmian, często wielu parametrów równocześnie). Dobór odpowiedniej metody

analizy wrażliwościowej wymaga uwzględnienia nie tylko charakteru modelu, ale także

celu badań. W tej pracy pokażemy nowatorską metodę analizy wrażliwościowej

zaprojektowaną pod kątem poszukiwania potencjalnych celów molekularnych dla

nowych leków. Metoda ta, bazując na widmie częstotliwościowym odpowiedzi układu,

umożliwia zbadanie wrażliwości modelu na zmiany parametrów w pewnym, ścisłe

określonym zakresie, który reprezentuje wpływ działania leków. Metoda ta pozwala na

wykrycie procesów, których inhibicja przy użyciu leków, wywoływać będzie silną

zmianę odpowiedzi komórki. Działanie metody zaprezentowane zostanie na przykładzie

szlaku sygnałowego p53, którego analiza może mieć zastosowanie w projektowaniu

leków przeciwnowotworowych.



15

[I-5] LCRANNOTATIONSDB: BAZA ADNOTACJI REGIONÓW O NISKIEJ

ZŁOŻONOŚCI W BIAŁKACH

Sylwia Szymańska1, Dagmara Błaszczyk

1, Wiktoria Śliwińska

1, Hanna Słowik

1, Hanna

Langer1, Kinga Lucińska

1, Karolina Widzisz

1, Alicja Staśczak

1, Aleksandra Janas

1,

Aleksandra Gruca2, Marcin Grynberg

3, Patryk Jarnot

2, Joanna Ziemska-Legięcka

3

1 Wydział Automatyki,Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska, Gliwice

2 Katedra Sieci i Systemów Komputerowych, Politechnika Śląska, Gliwice

3 Instytut Biochemii i Biofizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa

W białkach, które składają się z sekwencji aminokwasów, mogą występować

fragmenty o niskiej złożoności (ang. low complexity regions, LCR), które często nie

tworzą trwałej struktury trzeciorzędowej. Regiony te charakteryzują się niską entropią,

czyli małą różnorodnością składu aminokwasowego. LCR-y do tej pory nie zostały

dostatecznie poznane, a dostępne informacje o nich nie są usystematyzowane. Najnowsze

badania pokazują jednak, że mogą one wiązać inne białka, DNA, RNA oraz jony metali,

a także inicjalizować transdukcję sygnału lub pełnić funkcję regulacji procesów

zachodzących w komórce.

Celem projektu jest stworzenie ogólnodostępnej bazy danych zawierającej LCR-y

wraz z adnotacjami do sekwencji, które opisują m.in. ich funkcje oraz strukturę.

Potencjalnie daje to możliwość usystematyzowania wiedzy o LCR-ach, a także może

ułatwić planowanie badań.

Pierwszym etapem było znalezienie LCR-w za pomocą metody SEG w bazie

UniprotKB/Swiss-Prot, następnie zintegrowaliśmy ogólnodostępne bazy danych

zawierające informacje o regionach sekwencji białkowych m. in.: UniProt, DisProt,

Pfam, PDB oraz Elm. W projekcie, do integracji danych wykorzystaliśmy język

programowania Python, a do ich przechowywania bazę MongoDB.

Wynikiem projektu jest baza danych zawierająca białka oraz regiony o niskiej

złożoności wraz z adnotacjami pobranymi z różnych ogólnodostępnych źródeł danych.

Informacje te mogą zostać znalezione korzystając z Uniprot ACC. Baza ta jest dostępna

na prośbę u jednego z autorów. Dotychczasowa praca pokazała, że rożne bazy zawierają

odmienną liczbę adnotacji do sekwencji pokrywających się z LCR-ami. Dodatkowo

każda wykorzystana w projekcie baza zawiera w sobie odmienne funkcje opisujące dane

regiony. Kolejnym krokiem rozwoju projektu będzie implementacja graficznego

interfejsu użytkownika, umożliwiająca wyszukiwanie LCR-w wraz z adnotacjami.



16

[I-6] RANKING PARAMETRÓW ENERGETYCZNEGO MODELU CHROMATYNY

Z WYKORZYSTANIEM PODEJŚCIA ODKRYWANIA WIEDZY Z DANYCH

Jacek Hudecki1

1 Medical University of Silesia

Jednym z aktualnych wyzwań biologii komórkowej, a zarazem biologii obliczeniowej

jest zrozumienie, w jaki sposób chromatyna w jądrze komórkowym ulega kondensacji

tworząc chromosomy tj. w jaki sposób: kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) jest

umieszczony w trójwymiarowej przestrzeni w jądrze komórkowym oraz jak to

przestrzenne rozmieszczenie wpływa na regulację genową (mechanizmy regulujące

produkcję określonych białek), przeznaczenie komórki (jak określona komórka rozwija

się w określony typ komórki) oraz ewolucję (zmiana w dziedziczonych

charakterystykach).

Obecnie modele 3D mogą zostać użyte do określenia wyższych struktur elementów

DNA, które są zaangażowane w organizację chromosomów.

Techniki komputerowe oparte na technikach przechwytywania struktury (conformation

capture techniques) takie jak 3C, 4C, 5C, ChiA-PET, Hi-C stosuje się do lepszego

zrozumienia przestrzennej organizacji genów.

W procesie Odkrywania Wiedzy z Danych istotne znaczenie ma określenie celu

badań, ponieważ wpływa ono na przebieg całego procesu badawczego.

W pracy zbadano i określono ważność parametrów energetycznego modelu chromatyny

w wyniku czego utworzono ranking ich największego znaczenia w modelu.



17

[I-7] ANALIZA IN SILICO MOLEKULARNYCH PODSTAW ZABURZENIA

GLIKOZYLACJI W WYNIKU MUTACJI ASN107SER BIAŁKA ALG13

Karolina Mitusińska1, Artur Góra

1

1 Tunneling Group. Centrum Biotechnologii, ul. Krzywoustego 8, Gliwice

Wrodzone zaburzenia glikozylacji (ang. Congenital Disorders of Glycosylation

(CDG)) to grupa chorób wywołanych przez zmiany w genach, których produkty biorą

bezpośredni udział w procesie glikozylacji, czyli przyłączania grup cukrowych do

produkowanych białek. Objawy pojawiają się zazwyczaj we wczesnym dzieciństwie, i

przyjmują zakres od zaburzeń jelitowych w postaci łagodnej, aż do zaburzeń

wieloukładowych i opóźnień rozwoju w postaci ciężkiej.

Większość z tych zmian dziedziczona jest w sposób autosomalny recesywny, jednak

mutacja Asn107Ser białka ALG13 sprzężona jest z chromosomem X. Białko ALG13 to

podjednostka transferazy UDP-N-acetyloglukozaminy, która razem z białkiem ALG14

tworzy w pełni funkcjonalny enzym. Mutacja ta została zgłoszona dotychczas u

dziesięciu pacjentów.

Struktura ludzkiego białka ALG13 nie została dotychczas poznana, dlatego też został

zbudowany jej model homologiczny, na podstawie znanej struktury ALG13 drożdży

Saccharomyces cerevisiae. Model ten wykorzystano następnie do porównania obu

struktur: natywnego białka (WT) oraz białka z wprowadzoną mutacją Asn107Ser.

Wykonano serie symulacji dynamiki molekularnej obu układów, z których wynika, że

białko z wprowadzoną mutacją jest stabilniejsze i mniej skłonne do zmiany konformacji.

Kolejnym etapem analiz było porównanie zbudowanie dimeru ALG13-ALG14 i

porównanie go ze znanymi i podobnymi strukturami - głównie bakteryjną transferazą

UDP-N-acetyloglukozaminy, MurG. MurG to monomer, zbudowany z dwóch

podjednostek, z których N-końcowa odpowiada ALG14, a C-końcowa ALG13. Na

podstawie takiego porównania wyciągnięto wniosek, że białko ALG13 musi zmienić

swoją konformację, żeby stworzyć funkcjonalny enzym. Dodatkowo zauważono, że

mutacja Asn107Ser znajduje się na pętli oddziałującej z ALG14, co również utrudnia

stworzenie kompleksu ALG13-ALG14.

Przedstawione badania są częścią wspólnego projektu realizowanego z zespołem z

Narodowego Instytutu Onkologii w Gliwicach.



18

Sesja II

Biomarkery



19

[II-1] STANDARYZACJA POMIARU W ANALIZACH Z WYKORZYSTANIEM

TANDEMOWEJ SPEKTROMETRII MAS SPRZĘŻONEJ Z WYSOKOSPRAWNĄ

CHROMATOGRAFIĄ CIECZOWĄ

Marta Gawin1, Lucyna Ponge

1, Piotr Widłak

1, Monika Pietrowska

1

1 Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy

Ze względu na wysoki stopień skomplikowania aparatury i wymagany od personelu

wyższy poziom kompetencji technicznej, technika LC-MS/MS była dotychczas

traktowana w laboratoriach diagnostycznych głównie jako metoda referencyjna.

Znaczący postęp w automatyzacji pracy oraz coraz szersze stosowanie tej techniki w

innych dziedzinach analityki, zwiększyły dostępność wykwalifikowanego personelu, co

wpłynęło na wzrost zainteresowania techniką LC-MS/MS jako alternatywy dla metod

immunochemicznych w rutynowej diagnostyce medycznej. Dużym zainteresowaniem

cieszą się metody pomiaru oceniające ilość analitów. W związku z różnorodnością

wykorzystywanych metod pojawia się pytanie o ich wiarygodność oraz czynniki

wpływające na odtwarzalność, powtarzalność i stabilność pomiaru.

Na podstawie przeprowadzonych przez nas badań najistotniejszym elementem

(najsilniej wpływającym na wynik pomiaru i jego powtarzalność) w procesie od

przeprowadzenia eksperymentu do uzyskania wyniku jest etap przygotowania próbki do

pomiaru. Standaryzacja tego etapu metody analitycznej jest jej najważniejszym

elementem. Z wykorzystaniem wzorca lizatu białkowego traktowanego trypsyną

(peptydy tryptyczne białek linii komórkowej K562) przeprowadziliśmy serię

eksperymentów pozwalających ocenić, a w razie konieczności wyeliminować etapy o

niezadowalającej powtarzalności (CV 30%).

W procesie przygotowania próbek do analizy można wyróżnić następujące etapy: (i)

pobieranie próbek, (ii) transport, (iii) konserwacja i przechowywanie próbek, (iv)

obróbka fizyczna i chemiczna, (v) izolowanie i wzbogacanie analitów, (vi) oczyszczanie

ekstraktów, (vii) rozdzielanie analitów, (viii) identyfikacja analitów, (ix) oznaczenia

ilościowe, (x) walidacja wykorzystywanych procedur analitycznych.

W prezentacji zostaną przedstawione informacje na temat tych etapów, które mają

kluczowe znaczenie dla jakości wyników analitycznych.



20

[II-2] WYKORZYSTANIE PROFILI METABOLOMICZNYCH SUROWICY KRWI W

BADANIU OGÓLNOUSTROJOWEGO WPŁYWU JEDNOCZASOWEJ

CHEMIORADIOTERAPII ORAZ SAMODZIELNEJ RADIOTERAPII U PACJENTÓW

Z NOWOTWORAMI REGIONU GŁOWY I SZYI

Karol Jelonek1, Aleksandra Krzywoń

1, Patrycja Jabłońska

2, Ewa M. Słomińska

2, Ryszard

T. Smoleński2, Joanna Polańska

3, Tomasz Rutkowski

1, Jolanta Mrochem-Kwarciak

1,

Krzysztof Składowski1, Piotr Widłak

1


Gliwicach 2 Gdański Uniwersytet Medyczny, Gdańsk

3 Politechnika Śląska, Gliwice

Leczenie przeciwnowotworowe indukuje ogólnoustrojowe zmiany molekularne, które

można wykryć na poziomie płynów ustrojowych. Zrozumienie wpływu tych terapii na

metabolizm człowieka ma kluczowe znaczenie dla przewidywania indywidualnej

odpowiedzi i dostosowania spersonalizowanych metod leczenia. Naszym celem było

porównanie profili metabolitów w surowicy pacjentów z nowotworami regionu głowy i

szyi leczonych jednocześnie chemioradioterapią, samodzielną radioterapią lub

chemioterapią indukcyjną. Próbki surowicy analizowano za pomocą celowanego

podejścia ilościowego z zastosowaniem bezpośredniego nastrzyku oraz chromatografii

cieczowej w połączeniu z tandemową spektrometrią mas, co pozwoliło na jednoczesne

oznaczenie ilościowe 149 metabolitów. Wykazano 45 metabolitów, których poziomy

uległy istotnej zmianie między próbkami surowicy przed leczeniem i w trakcie lub po

leczeniu, w tym 38 fosfolipidów. Jednoczasowa chemioradioterapia wywoływała szybsze

i silniejsze efekty niż samodzielna radioterapia. Z drugiej strony chemioterapia

indukcyjna nie spowodowała znaczących zmian. Obniżony poziom wszystkich

fosfolipidów był najbardziej widocznym efektem zaobserwowanym podczas pierwszego

etapu leczenia. Odpowiadało to utracie masy ciała pacjentów, ale nie zaobserwowano

korelacji między oboma parametrami dla poszczególnych pacjentów. Doszliśmy do

wniosku, że różne zmiany molekularne było mierzone na poziomie metabolomu

surowicy w odpowiedzi na rożne sposoby leczenia.

Ta praca została wykonana przy wsparciu Narodowego Centrum Nauki (grant nr

2015/17/B/NZ5/01387 oraz 2015/19/B/ST6/01736).



21

[II-3] METODA IMMUNOWYCHWYTYWANIA W OCENIE MOLEKULARNEGO

PROFILU SUBPOPULACJI EGZOSOMÓW GSPG4+ UWALNIANYCH PRZEZ

KOMÓRKI CZERNIAKA

Aneta Zebrowska1, Marta Gawin

1, Lukasz Marczak

2, Priyanka Sharma

3, Justyna Mika

4,

Joanna Polanska4, Soldano Ferrone

5, John Kirkwood

3,6, Piotr Widlak

1, Theresa

Whiteside3,7

, Monika Pietrowska1

1 Maria Sklodowska-Curie National Research Institute of Oncology, Gliwice Branch, Poland

2 Institute of Bioorganic Chemistry PAS, European Center for Bioinformatics and Genomics, Poznan,

Poland 3 UPMC Hillman Cancer Center, University of Pittsburgh Cancer Institute, Pittsburgh, PA 15213, USA

4 Silesian University of Technology Department of Data Science and Engineering, Gliwice, Poland

5 Harvard Medical School, Department of Surgery, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, 02114,

USA 6 University of Pittsburgh School of Medicine, Department of Medicine, Pittsburgh, PA 15261, USA

7 University of Pittsburgh School of Medicine, Department of Pathology, Pittsburgh, PA 15261, USA

Pomimo znacznego postępu w terapii, w tym immunoterapii nowotworów, ucieczka

nowotworu spod kontroli układu immunologicznego pozostaje nadal głównym

nierozwiązanym problemem leczenia nie tylko czerniaka. Guzy ludzkie tworząc

immunosupresyjne mikrośrodowisko wyłączają komórki immunologiczne, jednocześnie

promując rozwój nowotworu. Wśród wielu mechanizmów odpowiedzialnych za ten

proces związany z zahamowaniem odporności, ostatnio coraz większą uwagę zwraca się

na udział egzosomów. Obecnie uważa się, że uwalniane z komórek nowotworowych

egzosomy, obecne w płynach ustrojowych pacjentów, są odpowiedzialne za dostarczanie

sygnałów hamujących komórki immunologiczne, a także że zakłócają one odporność

przeciwnowotworową tym samym wpływając na leczenie i jego rezultat. Interesującym

źródłem wiedzy na ten temat wydają się być egzosomy krążące we krwi uwalniane przez

komórki nowotworowe guza.

Prezentowana praca jest nowatorskim podejściem do izolowania egzosomów z

wykorzystaniem przeciwciał specyficznych do receptorów powierzchniowych obecnych

na błonach egzosomów uwalnianych przez komórki nowotworowe guza. Wykorzystując

kombinację metody chromatografii wykluczania (mini-SEC) oraz

immunowychwytywania z przeciwciałem anty-CSPG4 zbadaliśmy białkowy profil

egzosomów pochodzących z komórek czerniaka (ang. Melanoma-Tumor-Derived

Exosomes, MTEX, CSPG4+) izolowanych z osocza 15 pacjentów z rozpoznaniem tego

nowotworu oraz oddzieliliśmy je od egzosomów uwalnianych z komórek niezłośliwych

(non-MTEX, CSPG4-).

W celu identyfikacji białek wchodzących w skład proteomu egzosomów

zastosowaliśmy technikę chromatografii cieczowej w odwróconym układzie faz



22

sprzężonej ze spektrometrią mas LC-ESI-MS/MS (QExactive, Thermo) określając

intensywności zidentyfikowanych białek w dwóch frakcjach: MTEX i non-MTEX. Do

analizy porównawczej włączyliśmy 384 białka obecne u ponad połowy analizowanych w

naszym badaniu pacjentów, nadekspresję w MTEX stwierdziliśmy dla 62 białek (wartość

p 0,05). Ponadto, gdy pozostałe 189 białek poddano dyskretnemu trybowi testów

statystycznych (z wykorzystaniem algorytmu nieobecny/obecny), wykryliśmy dodatkowe

11 białek, które można zaklasyfikować jako białka o podwyższonym poziomie w MTEX.

Ostatecznie analizom funkcjonalnym (terminy ontologii genów) zostały poddane geny

kodujące 73 białka (62 + 11) stanowiące grupę białek ulegających nadekspresji w MTEX

w porównaniu do non-MTEX obecnych w osoczu pacjentów z rozpoznaniem czerniaka.

Praca powstała w wyniku realizacji projektu badawczego o nr 2016/22/M/NZ5/00667

finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki.



23

[II-4] ZWIĄZEK WARIANTU C.444+1G>A GENU CHEK2 Z

WYSTĘPOWANIEM RAKA BRODAWKOWATEGO TARCZYCY ALE NIE

PRZEBIEGIEM CHOROBY

Kula Dorota1, Wyciślik Magdalena

1, Kalemba Michał

1, Puch Zbigniew

1, Kowalska

Małgorzata1, Jarząb Michał

1, Sznajder Dominika

1, Hejduk Beata

1, Steinhof-Radwańska

Katarzyna1, Halczok Monika

1, Tyszkiewicz Tomasz

1, Cyplińska Renata

1, Jarząb

Barbara1, Handkiewicz-Junak Daria

1

1 Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie - Państwowy Instytut Badawczy ODDZIAŁ W

GLIWICACH

Predyspozycja do raka brodawkowatego tarczycy (ang. Papillary Thyroid Carcinoma,

PTC) ma charakter wieloczynnikowy. Jest uwarunkowana współdziałaniem

indywidualnego podłoża genetycznego i czynników środowiskowych. Jak dotąd,

wykazano związek wielu genów z PTC, jednakże tylko część tych badań została

potwierdzona. Jednym z genów, który taki związek wykazywał, jest CHEK2.

Celem pracy była analiza związku wariantu c.444+1GA (dawniej IVS2+1GA) genu

CHEK2 z PTC oraz ocena związku tego polimorfizmu z przebiegiem choroby ocenianym

poprzez obecność przerzutów do węzłów chłonnych, przerzutów odległych oraz nawrotu

choroby.

Materiał do badań stanowiło DNA wyizolowane z limfocytów krwi obwodowej

pochodzące od 2279 osób chorych na PTC i 1217 osób zdrowych, stanowiących grupę

kontrolną. Oznaczenia c.444+1GA wykonano techniką HRM (ang. High Resolution

Melting), potwierdzając próbki pozytywne sekwencjonowaniem metodą Sangera.

Wykazano związek wariantu c.444+1GA z PTC zaobserwowano różne częstości

genotypów dla grupy osób chorych i zdrowych oraz znamiennie podwyższoną wartość

OR (ang. odds ratio), która wynosiła 4,49 (95% CI:1,35-14,91; p=0,007). W badanym

materiale obecność przerzutów do węzłów chłonnych była obserwowana u 33.4%

(555/1661) chorych, przerzutów odległych u 3.5% (76/2154), natomiast nawrót choroby

u 8.4% (188/2232) chorych. Poszczególne podgrupy pacjentów nie wykazywały różnic w

rozkładzie genotypów dla wariantu c.444+1GA.

Wniosek. Potwierdzono związek wariantu c.444+1GA genu CHEK2 z rakiem

brodawkowatym tarczycy, jednakże nie wykazano jego związku z przebiegiem choroby

ocenianym jako obecność przerzutów do węzłów chłonnych, przerzutów odległych oraz

nawrotu choroby.

PRACA FINANSOWANA Z PROJEKTU NOWE NARZĘDZIA DIAGNOSTYKI MOLEKULARNEJ I OBRAZOWANIA W

INDYWIDUALIZOWANEJ TERAPII RAKA PIERSI, TARCZYCY I GRUCZOŁU KROKOWEGO [MILESTONE]:

STRATEGMED2/267398 /4/NCBR/2015 ORAZ GRANTU NARODOWEGO CENTRUM NAUKI NR N N402 193740.



24

[II-5] MARKERY OBROTU KOSTNEGO W NOWOTWORACH

NEUROENDOKRYNNYCH

Janusz Strzelczyk1, Denis Kowalski

2

1 Klinika Endokrynologii i Nowotworów Neuroendokrynnych Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

2 Koło Naukowe przy Klinice Endokrynologii i Nowotworów Neuroendokrynnych Śląski Uniwersytet

Medyczny w Katowicach

Wstęp Nowotwory neuroendokrynne należą do heterogennej grupy nowotworów

wywodzących się z komórek neuroendokrynnych. Są to najczęściej guzy lite i stanowią

ok. 2% wszystkich nowotworów złośliwych. Zapadalność na te nowotwory stale rośnie.

W zdecydowanej większości zlokalizowane są w przewodzie pokarmowym (co stanowi

70% wszystkich nowotworów neuroendokrynnych), rzadziej lokalizują się w układzie

oddechowym. Sporadycznie w układzie moczowo-płciowym. Wciąż poszukuje się

odpowiednich markerów służących diagnostyce nowotworów neuroendokrynnych.

Tkanka kostna i jej metabolizm ulega nieustannym przemianom. Na ciągłe procesy

kości otworzenia i kościoresorpcji wpływ ma wiele czynników. Oddziaływanie choroby

nowotworowej na metabolizm kości od zawsze budzi duże zainteresowanie.

Celem niniejszej pracy jest próba ustalenia, czy stężenia wybranych markerów obrotu

kostnego w surowicy istotnie różnią się w grupie chorych z nowotworami

neuroendokrynnymi w porównaniu do grupy osób zdrowych i czy mogą służyć jako

marker w diagnostyce tych nowotworów.

Materiały i metody Badaniu poddano grupę 82 chorych z nowotworami

neuroendokrynnymi o różnej lokalizacji ogniska pierwotnego, leczonych w Klinice

Endokrynologii i Nowotworów Neuroendokrynnych w Katowicach oraz grupę kontrolną

liczącą 20 osób zdrowych. W grupie badanych było 53 kobiet oraz 29 mężczyzn. Grupa

kontrolna liczyła 14 kobiet oraz 6 mężczyzn. W obu grupach oznaczono stężenia

osteokalcyny (OC), osteoprotegeryny (OPG) oraz białka wiążącego insulinopodobny

czynnik wzrostu (IGF-BP3). Oznaczenia wykonano w surowicy krwi za pomocą testów

immunoenzymatycznych (ELISA).

Wyniki Otrzymane wyniki pomiaru stężenia osteokalcyny i osteoprotegeryny okazały

znamienny statystycznie wzrost w grupie badanej. Wyniki oznaczeń IGFBP-3 w grupie

badanej nie wykazały istotnych statystycznie zmian względem grupy kontrolnej.

Rezultaty badań są zgodne z wynikami prezentowanymi w światowym piśmiennictwie.

Wnioski Markery obrotu kostnego, które uwalniane są do krwioobiegu w wyniku

nieustających procesów kościotworzenia i kościoresorpcji należą do przydatnych

markerów służących do oceny metabolizmu kostnego w przypadku choroby



25

nowotworowej. Ze względu na liczne ograniczenia i niewystarczającą swoistość nie

mogą być stosowane w rutynowej diagnostyce nowotworów neuroendokrynnych, jednak

wydaje się, że mogą być przydatne w ocenie układu kostnego u tych chorych. Ilość

dostępnych informacji na temat stężenia markerów obrotu kostnego w grupie chorych z

nowotworami neuroendokrynnymi nadal jest niewystarczająca i wymaga dalszych badań

w tym kierunku.



26

[II-6] CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIA NIEZALEŻNYCH NOWOTWORÓW

ZŁOŚLIWYCH U PACJENTÓW Z NOWOTWORAMI NEUROENDOKRYNNYMI, ZE

SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM RAKA SUTKA

Janusz Strzelczyk1, Denis Kowalski

2

1 Klinika Endokrynologii i Nowotworów Neuroendokrynnych Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

2 Koło Naukowe przy Klinice Endokrynologii i Nowotworów Neuroendokrynnych Śląski Uniwersytet

Medyczny w Katowicach

Nowotwory neuroendokrynne należą do heterogennej grupy nowotworów

wywodzących się z komórek neuroendokrynnych. Są to najczęściej guzy lite i stanowią

ok. 2% wszystkich nowotworów złośliwych. Zapadalność na te nowotwory stale rośnie.

W zdecydowanej większości zlokalizowane są w przewodzie pokarmowym (co stanowi

70% wszystkich nowotworów neuroendokrynnych), rzadziej lokalizują się w układzie

oddechowym.

W światowym piśmiennictwie istnieją badania wskazujące na zwiększoną częstość

występowania niezależnych nowotworów złośliwych u pacjentów z nowotworami

neuroendokrynnymi. Celem pracy była ocena częstości występowania niezależnych

nowotworów złośliwych u pacjentów z nowotworami neuroendokrynnymi, ze

szczególnym uwzględnieniem raka sutka.

Materiał i metody. Retrospektywnej analizie poddano dane z dokumentacji 454

pacjentów z nowotworami neuroendokrynnymi, hospitalizowanymi w latach 1995-2015.

Wyodrębniono grupę pacjentów, u których rozwinął się dodatkowy niezależny nowotwór

złośliwy. Analizowano wpływ płci, lokalizację oraz stopień zaawansowania klinicznego

nowotworu neuroendokrynnego na występowanie niezależnego nowotworu złośliwego.

Wyniki poddano analizie statystycznej.

Wyniki. W grupie 454 pacjentów z nowotworami neuroendokrynnymi u 52 chorych

(11,45%) rozwinął się niezależny nowotwór złośliwy. Niezależny nowotwór złośliwy

występował najczęściej u pacjentów z nowotworem neuroendokrynnym trzustki

(16,05%) i zastawki krętniczo-kątniczej (15,38%).

W badanej grupie najczęstszym niezależnym nowotworem złośliwym był nowotwór

sutka (15,4%). Częstość występowania niezależnych nowotworów złośliwych, jak i

samego nowotworu raka sutka w badanej grupie była wyższa od oczekiwanej w ogólnej

populacji Polski. Stopień zaawansowania klinicznego nowotworu neuroendokrynnego nie

miał istotnie statystycznego wpływu na występowanie niezależnego nowotworu

złośliwego (p=0,26).

Wnioski. Częstość występowania niezależnych nowotworów złośliwych u pacjentów

z nowotworami neuroendokrynnymi w naszym badaniu wynosiła 11,45% i była wyższa

niż przewidywana dla populacji ogólnej w Polsce. Przyczyna zwiększonego ryzyka

rozwoju niezależnych nowotworów złośliwych w grupie pacjentów z nowotworami

neuroendokrynnymi pozostaje nadal niejasna i wymaga dalszych badań.



27

[II-7] OCENA RYZYKA OBECNOŚCI WINKRYSTYNY W

ŚRODOWISKU WODNYM

Marcelina Jureczko1, Wioletta Przystaś

1

1 Katedra Biotechnologii Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska,

ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska

Zachorowalność na choroby onkologiczne stale wzrasta. Oznacza to, że rośnie także

zastosowanie cytostatyków, które jednocześnie intensywniej uwalniają się do

środowiska. W przypadku winkrystyny - leku, który uniemożliwia komórkom

przeprowadzenie procesu mitozy, jego stężenie w ściekach szpitalnych to nawet 50 ng/L,

a koncentracja na dopływie oczyszczalni ścieków dochodzi do 22,9 ng/L. Ponieważ leki

przeciwnowotworowe indukują konkretne zmiany w organizmach żywych warto zwrócić

uwagę na prawdopodobne zagrożenie ekologiczne jakie niesie ich obecność w wodach.

Celem pracy była ocena ekotoksyczności winkrystyny, wykonana zgodnie z

wytycznymi EMEA na wszystkich trzech poziomach troficznych. Testy zostały

wykonane zgodnie z normami: OECD 221 (2006) dla producenta rośliny Lemna minor,

OECD 211 (2012) i ISO 6341 (2012) dla konsumenta skorupiaka Daphnia magna oraz

według PN-EN ISO 10712 (2001) dla reducenta bakterii Pseudomonas putida. Wyniki

zostały wyrażone jako EC50 (połowa maksymalnego stężenia efektywnego; ang. half

maximal effective concentration). Lek był badany co najmniej w trzech powtórzeniach

dla każdego organizmu i w co najmniej pięciu rożnych koncentracjach cytostatyku.

W przypadku testu na L. minor połowa maksymalnego stężenia efektywnego EC50

winkrystyny wyniosła 10 mg/L. Cytostatyk ten wobec D. magna i P. putida wykazywał

EC50 100 mg/L. Otrzymane wyniki pozwoliły zakwalifikować winkrystynę jako

toksyczną substancję zanieczyszczającą wodę (zgodnie z dyrektywą 93/67/ EEC (EC

1996)).

Badania były prowadzone w ramach BKM-556/RIE8/2017.



28

Sesja III

Podstawowe Mechanizmy Molekularne



29

[III-1] CZĘSTOŚĆ ZAKAŻENIA RÓŻNYMI TYPAMI WIRUSA HPV

W NOWOTWORACH REGIONU GŁOWY I SZYI

Joanna Katarzyna Strzelczyk1, Krzysztof Biernacki

1, Jadwiga Gaździcka

1, Katarzyna

Miśkiewicz-Orczyk2, Zofia Ostrowska

1, Maciej Misiołek

2

1 Katedra i Zakład Biologii Medycznej i Molekularnej, Wydział Nauk Medycznych w

Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41-808 Zabrze,

Polska 2 Katedra i Oddział Kliniczny Otorynolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej,

Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. C.

Skłodowskiej 10 Szpital Specjalistyczny, 41-808 Zabrze, Polska

Rak płaskonabłonkowy regionu głowy i szyi (HNSCC, ang. head and neck

squamous cell carcinoma) jest nowotworem wyróżniającym się złym rokowaniem i

wysoką śmiertelnością. Wśród czynników ryzyka należy wymienić ekspozycję na dym

tytoniowy, konsumpcję alkoholu oraz zakażenie wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV,

ang. human papilloma virus). Zakażenie wirusem HPV związane jest z ryzykiem

wystąpienia raka płaskonabłonkowego. Na ponad 100 znanych podtypów HPV,

kilkanaście ma działanie kancerogenne, zwłaszcza HPV16 i HPV18.

Celem pracy było określenie częstości zakażenia różnymi genotypami wirusa

HPV w chorobie nowotworowej regionu głowy i szyi.

Badanie przeprowadzono w grupie 76 pacjentów operowanych w Klinicznym

Oddziale Otorynolaryngologii i Onkologii Laryngologicznej Szpitala Specjalistycznego

w Zabrzu (pobrano fragmenty guza). Grupę kontrolną stanowiło 168 zdrowych osób

(pobrano komórki nabłonkowe błony śluzowej jamy ustnej metodą wymazu). Po izolacji

DNA przy użyciu Matrix Tissue DNA oraz GeneMATRIX Swab-Extract DNA (EURx,

Polska) przeprowadzono etap analizy molekularnej DNA wirusa, który opierał się na

metodzie PCR oraz hybrydyzacji (test GenoFlow HPV Array, DiagCor Bioscience Inc.,

Hong Kong). Zestaw pozwolił na wykrycie 33 różnych genotypów HPV w jednym

teście; genotypów HPV wysokiego ryzyka (16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 53, 56, 58,

59, 66, 68, 73, 82) oraz niskiego ryzyka (6, 11, 26, 40, 42, 43, 44, 54, 55, 57, 61, 70, 71,

72, 81, 84). Badanie otrzymało zgodę Komisji Bioetycznej SUM (nr

KNW/0022/KB1/49/16 oraz KNW/0022/KB1/49/II/16/17).

W celu zaobserwowania różnic między grupą kontrolną oraz badaną

wykorzystano test Kruskal-Wallisa, natomiast do poszukiwania potencjalnych zależności

pomiędzy parametrami posłużono się testem Fishera. W obu testach wykorzystano próg

α≤0.05. Analizy statystyczne wykonano w programie Statistica 13.3 (StatSoft Inc., Tulsa,

OK., USA).

Wirusa HPV wykryto w grupie 32 (42.11%) pacjentów z HNSCC. Rozkład

częstości występowania genotypów HPV kształtował się w grupie z HNSCC następująco:

23 (30.26%) HPV-16; 8 (10.53%) HPV-43/44; 1 (1.32%) HPV-18; 1 pacjent infekcja

mieszana HPV-16 oraz HPV-73; 1 pacjent HPV-16 i 43/44. W grupie kontrolnej



30

odnotowano 63 (35.50%) próbek HPV (+), w tym 53 (32.74%) HPV-16; 4 (2.83%) HPV-

43/44; 2 (1.19%) HPV-35 oraz pojedyncze przypadki (0.60%) dla HPV-51 oraz HPV-73.

Stwierdzono także pojedyncze mieszane infekcje dla HPV-16 oraz HPV-51, HPV-16

oraz HPV-43/44 i HPV-16 oraz HPV-18.

Analizy statystyczne wykazały zależność między infekcją HPV-16 a

nowotworami zlokalizowanymi w obrębie migdałka podniebiennego (p-value=0.016,

OR=0.237); odwrotną zależność wykazano w przypadku nowotworów zlokalizowanych

w obrębie żuchwy (p-value=0.015, OR=9.514). W przypadku infekcji HPV-43/44

wykazano związek ze stopniem zaawansowania klinicznego nowotworu T4 (p-

value=0.021, OR=0.149). Zaobserwowano, iż infekcja HPV-43/44 (p-value=0.01,

OR=0.207) oraz wyższy wiek (p-value<0.001, OR=0.047) i palenie tytoniu (p-

value<0.001, OR=0.098) związane są z większą szansą na wystąpienie choroby

nowotworowej.

Dla nowotworów HPV-zależnych próba wprowadzenia właściwej strategii

terapeutycznej jest dopiero na etapie badań laboratoryjnych i klinicznych, ale

potwierdzenie nowotworu HPV - zależnego, jak również określenie jego genotypów

niewątpliwie stanowi istotny element diagnostyki. Ponadto, analiza genotypów HPV

może być przydatna w ocenie predyspozycji do zmian nowotworowych w tkance

zdrowej. Stwierdzenie obecności HPV u osób bez cech rozrostu nowotworowego może

mieć istotne znaczenie dla profilaktyki przeciwnowotworowej.

Słowa kluczowe: wirus brodawczaka ludzkiego, HPV; nowotwory regionu głowy i szyi;

genotyp



31

[III-2] WPŁYW EGZOSOMÓW NA PROTEOM I FENOTYP

KOMÓREK RAKA PŁASKONABŁONKOWEGO

Mateusz Smolarz1, Monika Pietrowska

1, Piotr Widłak

1


Gliwicach, 44-102 Gliwice, Polska

Wstęp. Egzosomy należą do grupy tzw. pęcherzyków pozakomórkowych (ang.

extracellular vesicles). Wydzielane są przez wszystkie typy komórek. Obecność

egzosomów potwierdzono w rożnych płynach biologicznych in vivo (osocze, surowica,

mocz, ślina, płyn mózgowo-rdzeniowy) oraz w pożywkach hodowlanych znad komórek

in vitro. Egzosomy łączone są z wieloma procesami, takimi jak: komunikacja

międzykomórkowa, stymulacja lub supresja układu immunologicznego, angiogeneza

naczyń krwionośnych oraz odpowiedź komórek na promieniowanie jonizujące w tym

tzw. efekcie sąsiedztwa (ang. bystander effect). Jednakże ich rola w efekcie sąsiedztwa

nie została dogłębnie poznana. Niniejsze badanie miało na celu sprawdzenie wpływu

egzosomów izolowanych z komórek napromienionych (2Gy) na fenotyp oraz proteom

komórek docelowych.

Metody. Egzosomy izolowano z pożywki hodowlanej znad komórek FaDu (rak

płaskonabłonkowy) napromieniowanych dawką 2Gy (Exo2Gy) i komórek kontrolnych

(ExoK). Izolację przeprowadzono łącząc wirowanie, filtrację oraz chromatografię żelową

(ang. size exclusion chromatography). Wielkość pęcherzyków oceniono przy pomocy

techniki dynamicznego rozpraszania światła (DLS). Obecność markerów egzosomalnych

(CD63, CD81) potwierdzono przy pomocy metody Western blot. Analizę zmian

fenotypowych w komórkach docelowych wykonano z wykorzystaniem technik

immunocytochemicznych poprzez obserwację zmiany poziomu fosforylacji białka

ƳH2AX. Kompletny profil białek w komórkach docelowych analizowano metodą LC-

MS/MS za pomocą spektrometru mas typu Orbitrap.

Wyniki. Zastosowana metoda izolacji pozwoliła na uzyskanie pęcherzyków

zewnątrzkomórkowych o wielkości charakterystycznej dla egzosomów oraz cechujących

się obecnością markerów egzosomalnych CD63 i CD81. Inkubacja komórek docelowych

z Exo2Gy wykazała wzrost fosforylacji białka ƳH2AX w 1h, 2h i 24h po podaniu

egzosomów w porównaniu do komórek kontrolnych inkubowanych z ExoK oraz PBS.

Analiza proteomu komórek docelowych inkubowanych z Exo2Gy, ExoK oraz PBS po

24h od podania egzosomów wykazała brak istotnych różnic pomiędzy poszczególnymi

wariantami eksperymentalnymi.

Wnioski. Egzosomy pochodzące z komórek poddanych działaniu promieniowania

jonizującego wpływają na fenotyp komórek docelowych. Zmiany fenotypowe mogą być

spowodowane powstałymi uszkodzeniami DNA lub stresem komórkowym generowanym



32

przez Exo2Gy. Inkubacja egzosomów z komórkami docelowymi nie wpłynęła na ich

proteom. Brak różnic może wynikać z błędnego punktu czasowego, w którym dokonano

analizy proteomu komórek docelowych.

Podziękowania. Praca została sfinansowana z środków Narodowego Centrum Nauki,

granty nr. NCN 2017/27/B/NZ7/01833 oraz 2016/22/M/NZ5/00667.



33

[III-3] ROLA ADIPOKIN W ROZWOJU CHORÓB UKŁADU POKARMOWEGO I

INFEKCJI WIRUSOWEJ

Magdalena Skonieczna1,2

, Dorota Hudy1,2

, Małgorzata Adamiec1,2

, Mateusz Chapuła3,

Michał Kukla4,5

1 Katedra Inżynierii i Biologii Systemów, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice

2 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

3 Klinika Gastroenterologii i Hepatologii, Śląski Uniwersytet Medyczny, ul. Medyków 14, 40-752 Katowice,

Polska 4 Zakład Endoskopii, Szpital Uniwersytecki w Krakowie, ul. M. Jakubowskiego 2, 30-688 Kraków

5 Katedra Chorób Wewnętrznych i Geriatrii, Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków,

Polska

Cel Pandemia Covid-19 niesie dodatkowe zagrożenie wobec części populacji, która

w momencie infekcji wykazuje objawy innych chorób, zespołów metabolicznych, w tym

epidemii otyłości. The World Obesity Federation alarmuje, że niezakaźne choroby układu

pokarmowego (non-communicable diseases, NCDs), w tym niealkoholowa

stłuszczeniowa choroba wątroby, niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby,

cukrzyca typu II czy choroby nowotworowe znacznie zaostrzają przebieg infekcji SARS-

CoV-2. Postępowanie z pacjentami z otyłością na oddziałach intensywnej terapii stanowi

wyzwanie dla pracowników służby zdrowia. Mając na uwadze zasób danych

diagnostycznych, generowanych w czasie rutynowych badań laboratoryjnych, można

wybrać panel markerów molekularnych (cytokin, adipokin, interleukin) oceniających

predyspozycję pacjentów z otyłością do łagodnego lub ostrego przebiegu infekcji

wirusowej. Komórki tłuszczowe, adipocyty, a także komórki macierzyste uzyskane z

tkanki tłuszczowej (adipose derived stem cells, ADSCs) charakteryzują się zdolnością do

produkcji adipokin, które wpływają na metabolizm organizmu, a ich poziom w surowicy

jest skorelowany z przebiegiem wielu chorób, w tym nowotworowych [1,2,3]. Regulują

także procesy odpowiedzi immunologicznej, odpowiadają za przebieg stanu zapalnego i

produkcję interferonu gamma przy infekcji wirusowej [4,5,6].

Metodyka Adipokiny u osób otyłych oznaczono testem ELISA. Weryfikację

wstępnych charakterystyk klinicznych wykonano w warunkach in vitro, na linii ADSCs.

Cytometrycznie oznaczono poziomy reaktywnych form tlenu (ROS) i oznaczono

ekspresję ACE2.

Wyniki: Adipocyty charakteryzują się podwyższoną ekspresją receptora ACE2, celu

dla pierwszej fazy infekcji SARS-CoV-2. U osób otyłych lub chorujących na NCDs

wirus będzie miał większe powinowactwo do komórek, a infekcja będzie trwała dłużej.

Tkanka tłuszczowa może być potencjalnym rezerwuarem koronawirusa.

Praca powstała dzięki subwencji na badania z Politechniki Śląskiej w Gliwicach.



34

1. Skonieczna, M. et al. The adipokine vaspin reduces apoptosis in human hepatocellular carcinoma (Hep-

3B) cells, associated with lower levels of NO and superoxide anion. BMC Pharmacol. Toxicol. 20, 58

(2019).

2. Cieślar-Pobuda, A. et al. ROS and Oxidative Stress in Stem Cells. Oxid. Med. Cell. Longev. (2017).

3. Skonieczna, M. et al. NADPH Oxidases (NOX): Insights into Selected Functions and Mechanisms of

Action in Cancer and Stem Cells. Oxid. Med. Cell. Longev. (2017).

4. Patry, C. et al. Increased mobilization of mesenchymal stem cells in patients with acute respiratory

distress syndrome undergoing extracorporeal membrane oxygenation. PLoS One 15, e0227460 (2020).

5. Ciaglia, E. et al. COVID-19 Infection and Circulating ACE2 Levels: Protective Role in Women and

Children. Front. Pediatr. 8, 206 (2020).

6. Kukla M. et al. COVID-19, MERS and SARS with concomitant liver injury systemic review of existing

literature. J. Clin. Med. 9(5), 1420 (2020).



35

[III-4] PORÓWNANIE MECHANIZMÓW REGULACJI STANU REDOKS W

RÓŻNYCH TYPACH KOMÓREK

Sylwia Ciesielska1, Patryk Bil

1, Izabella Ślęzak-Prochazka

1, Joanna Rzeszowska

1

1 Katedra Inżynierii i Biologii Systemów, Politechnika Śląska, Gliwice, Polska

Reakcje redoks to wszystkie reakcje utleniania i redukcji, które mają na celu

utrzymanie równowagi komórkowej. Nawet ich niewielka zmiana może powodować

śmierć komórek. Różne typy komórek charakteryzują się różnymi bazowymi poziomami

reaktywnych form tlenu w związku z czym mogą odpowiadać inaczej na ten sam

bodziec. Co więcej komórki mogą używać odmiennych ścieżek neutralizacyjnych do

utrzymania optymalnych poziomów reaktywnych form tlenu. Różne rodniki mogą być

neutralizowane przez różne elementy łańcucha neutralizacyjnego, takie jak neutralizacja

anionorodnika ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru przez dysmutazę ponadtlenkową

lub interakcja z tlenkiem azotu i formacja nadtlenoazotynu. Z kolei nadtlenek wodoru

może być neutralizowany przez katalazę, peroksyredoksyny i peroksydazę glutationową.

Ścieżki te nie są wykorzystywane w jednakowy sposób w różnych typach komórek, co

może powodować specyficzną dla typu komórek odpowiedź na promieniowanie,

wpływając na proliferację lub śmierć komórek.

Korzystając z bazy GO i używając terminów takich jak: oxide, oxidant, oxidative

stress, superoxide, nitric oxide, hydrogen peroxide, ROS and reactive oxygen species

wyodrębniono 574 geny, ktróe są bezpośrednio lub pośrednio zaangażowane w procesy

redoks zachodzące w komórkach. Następnie za pomocą danych mikromacierzowych

porównane zostały ekspresje genów związanych ze ścieżkami odpowiedzialnymi za

regulację stanu redoks w komórkach HCT116, K562 i Me45.

Identyfikacja wiodącej ścieżki lub ścieżek w przedstawionych liniach komórkowych

zawiera zbiór cech (czynników), które mogą wpływać na produkcję, hamowanie,

współczynnik redukcji przez inne czynniki lub degradację odpowiednich białek (np.

selen dla glutationu, TXNIP dla tioredoksyn, tioredoksyny dla peroksyredoksyn itd.).

Porównanie linii HCT116, K562 i Me45 uwidoczniło różnice w profilach

neutralizacyjnych. Z przeprowadzanych analiz wynika, że komórki linii HCT116

używają dysmutazy ponadtlenkowej do szybkiej neutralizacji anionorodnika

ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru, który następnie jest przetwarzany przez

peroksyredoksyny i tioredoksyny. Komórki linii K562 wybierają katalazę, a komórki

Me45 ścieżkę neutralizacji związaną z tlenkiem azotu, z dalszą produkcją

nadtlenoazotynu do radzenia sobie ze stresem oksydacyjnym.

Wyniki analizy sugerują, że w zależności od poziomu bazowego reaktywnych form

tlenu i antyoksydantw, komórki mogą w różny sposób przetwarzać produkty stresu

oksydacyjnego. Eliminacja głównej ścieżki neutralizacyjnej w komórkach



36

nowotworowych, która może ratować je przed śmiercią może okazać się kluczowa w

leczeniu. Odpowiednie dostosowanie radioterapii do ścieżek neutralizacji danego typu

nowotworu może przyczynić się do zwiększenia skuteczności terapii.



37

[III-5] REGULACJA ŚCIEŻEK ŚMIERCI W RÓŻNYCH LINIACH

KOMÓRKOWYCH POD WPŁYWEM ERASTYNY - INDUKTORA FERROPTOZY

Małgorzata Adamiec3,4

, Dorota Hudy3,4

, Daria Gendosz de Carrillo1,2

, Magdalena

Skonieczna3,4

1 Zakład Fizjologii, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Polska

2 Katedra i Zakład Histologii i Patologii Komórki w Zabrzu, Polska

3 Katera Inżynierii i Biologii Systemów, Instytut Automatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-

100 Gliwice, Polska 4 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice, Polska

Cel Regulowana śmierć komórki (Regulated Cell Death, RCD) odgrywa ważną rolę

w homeostazie organizmu, zarówno w stanach fizjologicznych, jak i patologicznych.

Nadmierna lub niewystarczająca RCD może powodować choroby np.:

neurodegeneracyjne, czy nowotworowe. RCD może przybrać rożne formy, w tym

apoptozy, nekroptozy czy ferroptozy. Ferroptoza jest rodzajem nieapoptotycznej,

programowanej śmierci komórkowej, zależnej od żelaza. Charakteryzuje się głównie

akumulacją produktów peroksydacji lipidów. Wybrane linie komórkowe in vitro pod

wpływem induktora ferroptozy, erastyny uruchamiają szlaki śmierci, nie tylko związane z

żelazem. Dane literaturowe pokazują tkankowo-zależną wrażliwość komórek na indukcję

ferroptozy, co z kolei w połączeniu z zastosowanymi czynnikami fizyko-chemicznymi

czyni je mniej lub bardziej podatnymi na stosowane terapie. W pracy badano wpływ

erastyny na uruchamianie i regulację szlaków śmierci komórkowej.

Metodyka Badania wykonano na liniach komórkowych prawidłowych i

nowotworowych: adherentnych HaCaT, Me45, HCT116 oraz nieadherentnych K562 i

HL60. Do komórek dodano 5 i 10 M erastyny i prowadzono inkubacje przez 24 godziny.

Oceniono przede wszystkim aktywację lub zahamowanie ścieżki ferroptozy, a także

markery innych ścieżek śmierci, w tym apoptozy, autofagii czy nekrozy (ekspresja

genów i białek markerowych, oznaczenia cytometryczne, MTT).

Wyniki Wrażliwość zbadanych linii komórkowych na ferroptozę implikuje w jakim

stopniu powszechnie znane induktory śmierci, w tym erastyna, mogą być faktycznie

regulatorami wybranego szlaku sygnałowego. Potwierdzona testem MTT

cytotoksyczność erastyny wobec komórek jest zgodna z danymi literaturowymi, jednak

nie zawsze wiąże się ze wzrostem śmiertelności, także z zahamowaniem proliferacji lub

spadkiem aktywności mitochondrialnej (dehydrogenazy bursztynianowej). W niektórych

liniach zaobserwowano zmniejszenie żywotności nawet o 50%, wobec nietraktowanej

kontroli. Z kolei poziom apoptozy czy nekrozy w tych liniach nie zmieniał się, dlatego

erastyna może być uznana jako regulator ferroptozy.

Badania wykonano dzięki subwencji naukowej z Politechniki Śląskiej.



38

[III-6] PROLIFERACJA KOMÓREK POD WPŁYWEM ERASTYNY,

INDUKTORA FERROPTOZY – ZASTOSOWANIE PÓŁ- I

AUTOMATYCZNYCH METOD ZLICZANIA TESTU

KLONOGENNEGO

Daniel Fochtman1, Patrycja Niesłoń

1, Seweryn Gałecki

1, Małgorzata Adamiec

2,3

Magdalena Skonieczna2,3

1 Studenckie Koło Naukowe Biotechnologów, Politechnika Śląska, ul, Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

2 Katedra Inżynierii i Biologii Systemów, Instytut Automatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-

100 Gliwice 3 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

Cel Bardzo popularną, prostą i często zalecaną metodą badania cytostatyków

ograniczających proliferację komórek in vitro jest test klonogenny. Końcowym etapem

testu jest manualne zliczenie kolonii klonogennych, wybarwionych roztworem fioletu

krystalicznego. Zliczanie wymaga nakładu pracy, jest uciążliwe i dodatkowo obarczone

błędem wynikającym z subiektywnej oceny kolonii przez operatora. W przypadku testów

przesiewowych, np. dla oceny cytotoksyczności potencjalnych leków

przeciwnowotworowych popełniony błąd może być znaczny. Potencjalnym

rozwiązaniem tego problemu jest usprawnienie i upowszechnienie pół- i automatycznych

metod zliczania kolonii klonogennych, z wykorzystaniem dostępnych narzędzi i technik

laboratoryjnych.

Metodyka Zbadano wpływ erastyny na indukcję ferroptozy w nabłonkowych liniach

komórkowych. Zliczanie kolonii klonogennych przeprowadzono manualnie oraz z

uwzględnieniem metod pół- i automatycznych. Wykonano zdjęcia wybarwionych płytek

wysokorozdzielczą kamerą z systemu G BOX XT4 (SYNGENE). Automatyczną analizę

obrazu wykonano programem ImageJ (free plugin Fiji). Dodatkowo z płytek wykonano

pomiar absorbancji spektrofotometrem Epoch (BioTek).

Wyniki Zliczanie manualne wymaga nakładu pracy operatora, ale jest kontrolowane

pod kątem jakości otrzymanych wyników. Sprawdza się dobrze, kiedy ilość próbek jest

niewielka, metoda nie wymaga dodatkowego sprzętu.

Analiza obrazu jest bardzo podobna do metody zliczania ręcznego, proces ten jednak

nie wymaga tak dużego nakładu pracy operatora (przy dobrej jakości zdjęć), właściwe

zliczanie przeprowadza zadany programowo algorytm przetwarzania obrazu, metoda

nadaje się do licznych próbek w teście. Ograniczeniem jest posiadanie dobrej jakości

kamery i programu do wykonywania zdjęć.

Analiza absorbancji jest metodą, która praktycznie nie wymaga dodatkowego nakładu

pracy ze strony operatora, etapem progowym może być prawidłowe wyznakowanie

płytek, dostateczne odpłukanie barwnika, wysuszenie i sposób przechowywania płytek.



39

Wnioski Na podstawie zastosowanych metod określono wpływ erastyny na

ograniczenie proliferacji komórek w teście klonogennym. Scharakteryzowano podatność

wybranych linii komórkowych na indukcję ferroptozy in vitro. Przy porównaniu

zaproponowanych metod zliczania zwrócono uwagę na ich prostotę wykonania, czas

poświęcony na analizę, powtarzalność uzyskanych wyników i ich zgodność z metodą

tradycyjną.

SKNB uzyskało wsparcie w I edycji finansowania projektów studenckich kół

naukowych w ramach programu Inicjatywa Doskonałości - Uczelnia Badawcza, zgodnie

z Rozporządzeniem nr 54/2020 Rektora Politechniki Śląskiej z dnia 13 marca 2020 r.



40

[III-7] WPŁYW METODY ANALIZY WYNIKÓW QPCR NA ROZKŁAD

WYBRANEGO TRANSKRYPTU WE FRAKCJACH POLISOMALNYCH

Daria Kogut1, Anna Lalik

1

1 Silesian University of Technology, Gliwice

Ulegające translacji mRNA odzwierciedla funkcję i stan komórki w danym czasie.

Dogłębne poznanie mechanizmów regulujących proces translacji może przyczynić się do

lepszego zrozumienia odpowiedzi komórki na stres czy też wyjaśnić obserwowane w

komórce różnice w poziomie mRNA i białka. W przypadku konieczności zwiększenia

wydajności translacji, może być ona prowadzona równolegle poprzez przyłączenie do tej

samej nici mRNA większej liczby rybosomów (takie kompleksy są nazywane

polisomami), więc szybkość tworzenia nowych cząsteczek białka silnie zależy od profilu

polisomalnego. Translacja podlega wielu mechanizmom regulacyjnym, wśród których

ważną rolę odgrywają cząsteczki mikroRNA, które łącząc się z białkowym kompleksem

RISC, mogą prowadzić do zatrzymania translacji poprzez zablokowanie lub degradację

mRNA. Skutkuje to obniżoną produkcją białek targetowych.

Zbadanie mechanizmów regulacyjnych proces translacji wymaga prawidłowego

doboru metod badawczych. W ramach niniejszej pracy porównano wyniki uzyskane za

pomocą kilku, opisanych w literaturze, metod analizy danych qPCR, mających na celu

oznaczenie rozkładu transkryptu konkretnego genu we frakcjach polisomalnych.

Badania prowadzono wykorzystując profil polisomalny uzyskany z ludzkich komórek

nowotworowych HCT116. Badano rozkład we frakcjach polisomalnych mRNA

kodującego białko PTEN.

Niezależnie od użytej metody, uzyskane wyniki były porównywalne. Również

niezależnie od poziomu miRNA-21, rozkład mRNA w polisomach nie uległ znaczącej

zmianie.



41

[III-8] WYBRANE PRZYKŁADY PROJEKTÓW REALIZOWANYCH W OBSZARZE

BIOLOGII STRUKTURALNEJ, BIOTECHNOLOGII, MEDYCYNY, OCHRONY

ŚRODOWISKA ORAZ BIOINFORMATYKI

Artur Góra1

1 Tunneling Group, Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska

Chęć dogłębnego poznania i opisu procesów chemicznych i biologicznych

zachodzących w naturze stawia szereg wyzwań przed współczesną nauką. Wynikają one

zarówno z olbrzymiej złożoności procesów, jak i wzajemnego przenikania się dyscyplin

naukowych, dotychczas często opisujących te same procesy na zupełnie odmiennych

płaszczyznach. Współpraca zespołów realizujących ambitne cele naukowe, leżące na

styku rożnych obszarów badawczych, wymaga przełamywania nie tylko barier

dotyczących stosowanych narzędzi i metod, ale również, wydawałoby się na pozór

prozaicznych, przeszkód związanych ze stosowaną terminologią i hermetycznym

nazewnictwem. Jednym ze sztandarowych przykładów odmiennych naukowo światów

jest podział na badania teoretyczne i eksperymentalne, które, choć diametralnie rożne w

podejściu, pozwalają na znacznie szerszą i głębszą analizę badanych zjawisk. Ciągle

daleki od satysfakcji poziom współpracy pomiędzy naukowcami reprezentującymi oba

światy wynika najczęściej z braku wiedzy o możliwościach, jakie mają obie grupy i jak

można je wykorzystać podczas prowadzonych badań. Poniższa prezentacja ma na celu

szeroki przegląd projektów obecnie prowadzonych jak i planowanych w Centrum

Biotechnologii Politechniki Śląskiej, podczas realizacji których wykorzystywane są

zarówno techniki eksperymentalne, jak i narzędzia teoretyczne



42

[III-9] ANALIZA WPŁYWU AMINOKWASÓW ZNAJDUJĄCYCH SIĘ NA

POWIERZCHNI DEHALOGENAZY HALOALKANOWEJ LINB Z ZANURZONYM

CENTRUM AKTYWNYM NA JEJ AKTYWNOŚĆ - BADANIA TEORETYCZNE I

EKSPERYMENTALNE

Patryk Kapica1,2

, Agata Raczyńska1,3

, Katarzyna Papaj1, Anna Byczek-Wyrostek

1,

Agnieszka Stańczak1, Mariusz Nowak

1, Anna Kasprzycka

4,5, Artur Góra

1

1 Tunneling Group, Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul.Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice,

Polska 2 Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, ks. Marcina Strzody 9, 44-100 Gliwice, Polska

3 Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100, Gliwice,

Polska 4 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul.Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice, Polska

5 Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska,

ul. Krzywoustego 4, 44-100, Gliwice, Polska

Dehalogenazy haloalkanów stanowią grupę enzymów należących do klasy hydrolaz.

Katalizują one reakcję rozerwania wiązania pomiędzy atomem węgla, a halogenem w

obecności wody w cząsteczkach halogenowanych pochodnych alkanów. Z uwagi na fakt,

iż centrum aktywne tych enzymów znajduje się w kieszeni położonej wewnątrz struktury

białka, ich aktywność jest w dużym stopniu regulowana przez szybkość migracji

substratów oraz produktów przez tunele komunikujące wnętrze białka z jego otoczeniem.

Analiza wyników przeprowadzonych symulacji dynamiki molekularnej w obecności

substratów wykazała, że aminokwasy rozmieszczone na powierzchni białka LinB mogą

brać udział w krótkotrwałym (100ns) wiązaniu substratów w rejonach oddalonych od

centrum aktywnego czy też od wejść do tuneli do niego prowadzących. W trakcie

prowadzonych badań dokonano identyfikacji regionów na powierzchni enzymu o

zwiększonym powinowactwie do poszczególnych substratów, a także wybrano zestaw

kluczowych aminokwasów, których potencjalny wpływ na reakcje postanowiono zbadać

poprzez ich mutację punktową i analizę aktywności tak zmodyfikowanych białek. Na

podstawie analizy in silico wybranych zostało 6 aminokwasów, dla których

zaproponowano ogółem 10 mutacji, mogących mieć silny wpływ na interakcje między

substratami a powierzchnią białka.

W celu weryfikacji wyników in silico przeprowadzono ekspresję zmutowanych

białek w systemie ekspresyjnym Escherichia coli przy użyciu plazmidu pET21b(+) z

operatorem T7lac, IPTG jako induktorem ekspresji oraz C-terminalnym znacznikiem

6xHis-tag w celu przeprowadzenia dalszej chromatografii powinowactwa na złożu Ni-

NTA. Następnie oznaczono aktywność specyficzną mutantów za pomocą chromatografii

gazowej, a otrzymane wyniki dla białek zmodyfikowanych porównano z wynikami dla

białka natywnego oraz wynikami dostarczonymi przez analizę in silico. Uzyskane wyniki



43

pozwoliły na lepsze zrozumienie związku pomiędzy aktywnością dehalogenazy

haloalkanów LinB, a transportem substratów. Dzięki niniejszym badaniom udało się

zaobserwować subtelny wpływ oddziaływań pomiędzy aminokwasami

powierzchniowymi badanego białka, a jego aktywnością enzymatyczną. Dalszy rozwój

tego typu technik daje nadzieję na stworzenie nowej strategii, która może być

wykorzystywana w celu bezpiecznej inżynierii białkowej.

Niniejsza praca jest finansowana przez Narodowe Centrum Nauki Polski poprzez

grant HARMONIA DEC-2015/18/M/NZ1/00427.



44

[III-10] POSZUKIWANIE INHIBITORÓW DLA FUT8

Weronika Bagrowska1,2

, Katarzyna Hopko3,4

, Karolina Mitusińska5, Radosław Kitel

3,6,

Anna Kasprzycka3,4

, Artur Góra1,4

1 Tunneling Group, Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

2 Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej oraz Biotechnologii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska, ul. Krzywoustego 4, 44-100, Gliwice 3 Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej oraz Biotechnologii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska, ul. Krzywoustego 4, 44-100, Gliwice 4 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

5 Tunneling Group, Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 8, 44-100 Gliwice

6 Katedra Chemii Organicznej, Wydział Chemii, Uniwersytet Jagielloński, ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków

Fukozylotransferazy (FUT) to białka katalizujące przeniesienie GDP-Fukozy na

różnego rodzaju akceptory oligosacharydów. Aktywność tego enzymu jest ważna z

punktu widzenia fizjologii organizmu, zarówno w warunkach normalnych, jak i stanach

patologicznych. Wiele badań udokumentowało podwyższony poziom fukozylacji

podczas chorób nowotworowych jednak mechanizmy molekularne tych procesów nie są

wciąż w pełni poznane. Z tego powodu ważne jest zaprojektowanie i uzyskanie

selektywnych związków, zdolnych do modulowania aktywności fukozylotranferaz.

Celem badawczym tego projektu jest odkrycie oraz zbadanie małocząsteczkowych

związków zdolnych do inhibicji bakteryjnej α-1,6-fukozylotransferazy (NodZ). Mimo iż

sekwencja NodZ znacznie różni się od ludzkiej struktury, to kluczowe miejsca wiążące

substrat są praktycznie takie same, dlatego uważamy, że białko to może służyć nam we

wstępnej selekcji inhibitorów. Dzięki połączeniu zaawansowanych metod syntetycznych

wspieranych przez z chemię obliczeniową, biochemię i techniki biologii komórki

planujemy uzyskać grupę związków, które selektywnie wiążą się z NodZ. Metody

eksperymentalne przebiegają równolegle wraz z modelowaniem molekularnym oraz

metodami optymalizacji ligandów in silico.

Projekt jest sponsorowany przez Narodowe Centrum Nauki (www.ncn.gov.pl) grant:

DEC-2013/10/E/NZ1/00649.



45

Sesja IV

Nowe Strategie Terapeutyczne



46

[IV-1] ONKOLITYCZNA WIRUSOTERAPIA MYSIEGO CZERNIAKA PŁUC

Joanna Jazowiecka-Rakus1

1 Narodowy Instytut Onkologii im. M. Skłodowskiej-Curie, Państwowy Instytut Badawczy Oddział w

Gliwicach

Wirusoterapia onkolityczna polega na wykorzystaniu zmodyfikowanych genetycznie

wirusów onkolitycznych do niszczenia ognisk nowotworowych w wyniku selektywnej

infekcji komórek nowotworowych. Prowadzi to do tzw. onkolizy oraz pobudzenia

przeciwnowotworowej odpowiedzi immunologicznej. W przypadku terapii systemowej

(ogólnoustrojowej) pożądane jest zastosowanie nośnika (konia trojańskiego), który

chroni konstrukt wirusowy przed antywirusową odpowiedzią immunologiczną

gospodarza.

W projekcie zastosowano mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące ze

szpiku kostnego (MSC) jako nośnik onkolitycznego wirusa myksomatozy (MYXV).

Wykazano, że komórki czerniaka B16-F10 hodowane in vitro w kokulturze z MSC

zainfekowanymi wirusem MYXV, które następnie podano myszom dożylnie skutecznie

hamowały tworzenie się ognisk czerniaka w mysich płucach. Zaobserwowano

gromadzenie i utrzymywanie się wirusa w płucach myszy obarczonych czerniakiem B16-

F10 po dożylnym podaniu MSC zainfekowanych konstruktem MYXV kodującym

lucyferazę (vMyx-Fluc/tdTr). Terapia eksperymentalnie wywołanego czerniaka płuc u

myszy konstruktem MYXV z IL-15 (vMyxIL15R-tdTr) dostarczonym przez MSC

doprowadziła do znacznej regresji zmian i zwiększenia przeżycia myszy. Podwyższony

procent komórek NK we krwi wskazywał na silną wrodzoną odpowiedź tylko przeciwko

nieosłoniętemu wirusowi. Po zastosowaniu wirusoterapii onkolitycznej w płucach z

ogniskami czerniaka zaobserwowano podwyższony napływ limfocytów T CD8 + oraz

wzrost ekspresji genów dla cytokin prozapalnych (IFN-Ƴ, IL-1, IL-15), markerów CD4,

CD8, PD-1 oraz PD-L1, co świadczy o aktywacji adaptacyjnej przeciwnowotworowej

odpowiedzi immunologicznej. Nie zaobserwowano żadnych patologicznych objawów

związanych z zastosowaniem terapii onkolitycznej konstruktem wirusa vMyxIL15R-tdTr

dostarczanym do ognisk nowotworowych za pośrednictwem MSC. MSC pozwalają

zatem na bezpieczne i skuteczne przenoszenie terapeutycznego wirusa MYXV do ognisk

czerniaka w płucach myszy, wzmagając efekt onkolityczny i immunologiczny.



47

[IV-2] PRZYDATNOŚĆ MEZENCHYMALNYCH KOMÓREK MACIERZYSTYCH

JAKO NOŚNIKA WIRUSA MYKSOMATOZY W ONKOLITYCZNEJ

WIRUSOTERAPII MYSIEGO NOWOTWORU TRZUSTKI

Hadryś Agata1,2

, Sochanik Aleksander1, Kramer-Marek Gabriela

3, Fidyk Wojciech

1,

Grajek Maciej1, Rahman Masmudur M

4, McFadden Grant

4, Jazowiecka-Rakus Joanna

1

1Narodowy Instytut Onkologii im. M. Skłodowskiej-Curie, Państwowy Instytut Badawczy

Oddział w Gliwicach 2Uniwersytet Śląski w Katowicach

3The Institute of Cancer Research, London, UK

4Biodesign Institute, Arizona State University, Tempe, AZ, USA

Wprowadzenie: Wirusoterapia onkolityczna z wykorzystaniem nośników

komórkowych (strategia konia trojańskiego) stanowi nowatorskie podejście w leczeniu

nowotworów. Polega na zastosowaniu wirusów onkolitycznych (ang. oncolytic viruses,

OV), dzięki którym możliwe jest niszczenie ogniska nowotworowego selektywnie na

drodze tzw. onkolizy i pobudzanie przeciwnowotworowej odpowiedzi immunologicznej,

oraz nośników komórkowych, które zapewniają skuteczne dostarczanie oraz przedłużenie

działania OV.

Cel: Ocena przydatności mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z

tkanki tłuszczowej (ADSC) do terapii onkolitycznej eksperymentalnego raka trzustki u

myszy za pomocą konstruktu wirusa myksomatozy (vMyxEGFP).

Metody: Oceniono zdolność ADSC do migracji w kierunku komórek linii raka

trzustki Panc-1 oraz Pan02luc wybarwionych fioletem krystalicznym. Przeanalizowano

tzw. permisywność komórek ADSC, Panc-1 oraz Pan02luc dla vMyxEGFP wyznaczając

jednoetapowe krzywe wzrostu wirusa. Zbadano aktywację kinazy Akt-473 w liniach

komórkowych ADSC, Panc-1, Pan02luc i RK13 przed i po infekcji vMyxEGFP

wykorzystując metodę Western blot. Cytotoksyczność vMyxEGFP dla linii

komórkowych ADSC, Panc-1 i Pan02-luc określono za pomocą testu proliferacji MTS.

Rozprzestrzenianie się infekcji vMyxEGFP z zainfekowanych ADSC na hodowane w

kokulturze linie komórkowe Panc-1 lub Pan02-luc obserwowano pod mikroskopem

fluorescencyjnym. Możliwe hamowanie wzrostu nowotworu trzustki myszy C57BL/6

monitorowano za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego (IVIS) po implantacji

ortotopowej komórek Pan02-luc, które wcześniej hodowano w kokulturze z ADSC

zainfekowanymi vMyxEGFP.

Wyniki: Komórki ADSC wykazują wysoki tropizm do komórek nowotworowych

Pan02luc oraz Panc-1. vMyxEGFP efektywnie replikuje w komórkach ADSC, Panc-1

oraz Pan02luc. Wszystkie badane linie komórkowe wykazują permisywność dla

vMyxEGFP. Poziom ufosforylowanej Akt473 wzrasta po infekcji vMyxEGFP w liniach

komórkowych Panc-1 oraz ADSC. vMyxEGFP wykazuje silniejsze działanie



48

cytotoksyczne wobec komórek Pan02luc i Panc-1, niż wobec ADSC. Wykazano, że

ADSC zainfekowane vMyxEGFP przekazują wirusa komórkom nowotworowym trzustki

in vitro, tym samym potwierdzając ich przydatność do wirusoterapii in vivo. Ortotopowe

podanie myszom C57BL/6 kokultury komórek Pan02-luc z ADSC zainfekowanymi

vMyxEGFP wykazało silne zahamowanie rozwoju raka trzustki.

Wniosek: Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej

(ADSC) zainfekowane wirusem myksomatozy umożliwiają niszczenie komórek

nowotworowych trzustki in vitro i są obiecującym nośnikiem tego wirusa w terapii in

vivo.

Badanie finansowane z grantu nr UMO-2016/22/M/NZ6/00418 z Narodowego

Centrum Nauki w Polsce dla JJ-R



49

[IV-3] POSZUKIWANIE NOWEJ STRATEGII TERAPEUTYCZNEJ SKIEROWANEJ

PRZECIWKO GŁÓWNEJ PROTEAZIE WIRUSA SARS-COV-2

Maria Bzówka1, Karolina Mitusińska

1, Agata Raczyńska

1, Aleksandra Samol

1, Katarzyna

Papaj1, Patrycja Spychalska

2, Anna Kasprzycka

3,4, Divine Shyntum

1, Patryk Kapica

1,

Katarzyna Hopko3,4

, Weronika Bagrowska1, Rajeev Jaundoo

5, Jack A. Tuszyński

5,6, Artur

Góra1

1 Tunneling Group, Biotechnology Centre, Krzywoustego 8, Silesian University of Technology, 44-100

Gliwice, Poland 2 Biotechnology Centre, Krzywoustego 8, Silesian University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland

3 Department of Organic Chemistry, Bioorganic Chemistry and Biotechnology, Marcina Strzody 9, Silesian

University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland 4 Biotechnology Centre, Krzywoustego 8, Silesian University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland

5 Department of Physics, University of Alberta, Edmont, AB T6G 2E1, Canada

6 DIMEAS, Politecnicodi Torino, Corso Duca degli Abruzzi, 24, 10129 Turin, Italy

W grudniu 2019 r. w chińskim mieście Wuhan zdiagnozowano pierwsze przypadki

choroby układu oddechowego o nieznanym pochodzeniu z tendencją do rozwoju

potencjalnie śmiertelnej duszności i zespołu ostrej niewydolności oddechowej. Choroba

w szybkim tempie zaczęła rozprzestrzeniać się po świecie, a Światowa Organizacja

Zdrowia ogłosiła stan pandemii, która wciąż trwa. Analizy genetyczne potwierdziły, że

czynnikiem wywołującym jest nowy rodzaj betakoronawirusa, nazwany SARS-CoV-2.

Naukowcy z całego świata prowadzą badania, które mają na celu opracowanie skutecznej

szczepionki lub leku, które pomogłyby zwalczyć pandemię choroby COVID-19. Za

główny cel molekularny, przeciwko któremu skierowane jest opracowywanie nowych,

bądź przekierowanie istniejących, inhibitorów, obrano główną proteazę wirusa (Mpro) -

enzym kluczowy dla replikacji wirusa.

Przeprowadzono badania in silico białka Mpro wirusa SARS-CoV-2 obejmujące

symulacje dynamiki molekularnej (klasycznej oraz w rozpuszczalnikach organicznych)

połączone z analizą ewolucyjną oraz analizą wpływu potencjalnych mutacji na stabilność

enzymu. Badania przeprowadzono również dla głównej proteazy blisko spokrewnionego

wirusa SARS-CoV wywołującego ciężki ostry zespół oddechowy (choroba SARS).

Pomimo wysokiego poziomu podobieństwa sekwencji, miejsca aktywne w obu białkach

znacząco się różnią, zarówno pod względem kształtu jak i wielkości. Analiza zmian

konformacyjnych miejsca wiążącego wykazała jego dużą elastyczność i plastyczność, co

w znaczny sposób może utrudnić trwałe wiązanie się inhibitorów. Co więcej, wskazano,

że pętla regulująca dostęp do centrum aktywnego Mpro charakteryzuje się dużą

podatnością na dalsze mutacje. Tym samym próby wykorzystania istniejących

inhibitorów dla SARS mogą okazać się nieskuteczne przeciwko COVID-19.



50

Jednocześnie zidentyfikowano rejon enzymu Mpro, który charakteryzuje się znacznie

mniejszą wariacyjnością ewolucyjną, a dodatkowo jest on również kluczowy z punktu

widzenia funkcjonalności białka. Rejon ten odpowiada za dimeryzację białka, która jest

konieczna do jego prawidłowego funkcjonowania. Trwające prace skupiają się na

weryfikacji oraz wykorzystaniu nowo odkrytego miejsca wiążącego jako celu

molekularnego dla potencjalnie skutecznej terapii przeciwwirusowej. Przeprowadzone

zostały badania in silico charakteryzujące nowe miejsce wiążące, jak również

zidentyfikowano potencjalne inhibitory z grupy obecnie stosowanych terapeutyków.

Związki te znajdują się obecnie w trakcie weryfikacji eksperymentalnej, wykonane

zostanie wyznaczenie stałych wiązania dla wybranych związków za pomocą termoforezy

mikroskalowej. Dla inhibitorów najsilniej wiążących się z białkiem planowane jest

również otrzymanie formy krystalicznej kompleksu białko-inhibitor w celu analizy

dalszych możliwych modyfikacji jego struktury zwiększających siłę i selektywność

wiązania.

Badania prowadzone są we współpracy z Małopolskim Centrum Biotechnologii,

University of Alberta i Politecnico di Torino.



51

[IV-4] PROJEKTOWANIE KONIUGATÓW NOŚNIK-LEK OPARTYCH NA

CHOLINOWEJ POLI(CIECZY JONOWEJ)

Katarzyna Niesyto1, Dorota Neugebauer

1

1 Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Politechnika Śląska, Gliwice, Polska

Wśród systemów dostarczania leków (ang. Drug Delivery Systems, DDS)

opierających się na nośnikach polimerowych, na dużą uwagę zasługują koniugaty, w

których polimer wiąże lek za pomocą wiązania chemicznego. W większości przypadków

są to wiązania kowalencyjne. Nowatorskim alternatywnym rozwiązaniem są koniugaty

polimer-lek, w których lek jest związany jonowo z matrycą polimeru jonowego. Taką

możliwość daje zastosowanie poli(cieczy jonowych), które składają się z powtarzalnych

jednostek zawierających pary jonowe w łańcuchu polimerowym. Korzystne w przypadku

DDS jest stosowanie związków, które wykazują działanie biologiczne lub

farmaceutyczne, np. poli(ciecze jonowe) oparte na cholinie (cholinum based poly(ionic

liquid)s). W tym przypadku obecność czwartorzędowej grupy amoniowej i anionu

chlorkowego daje możliwość wymiany jonowej, dzięki której taki polimer może uzyskać

właściwości terapeutyczne.

W zakresie prowadzonych badań otrzymano amfifilowe kopolimery szczepione, w

których jednostki metakrylanu choliny zawierające kation trimetyloamoniowy z

przeciwjonem chlorkowym są umieszczone w łańcuchach bocznych. Zaprojektowane

kopolimery różniły się stopniem szczepienia i zawartością jednostek cholinowych.

Aniony chlorkowe w łańcuchach bocznych poddano wymianie jonowej w celu

wprowadzenia anionu farmaceutycznego p‑aminosalicylanu, który jest antybiotykiem o

działaniu przeciwgruźliczym. Badano wpływ budowy otrzymanych kopolimerów

szczepionych na efektywność wymiany oraz kinetykę uwalniania leku jonowego w

warunkach in vitro w środowisku PBS (pH=7,4) w 37⁰C.

Badania finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu nr

2017/27/B/ST5/00960.



52

[IV-5] WYKORZYSTANIE RETINOLU I 4-N-BUTYLREZORCYNOLU W

SYNTEZIE KONIUGATÓW I MICELARNYCH NOŚNIKÓW SUBSTANCJI

AKTYWNYCH WYKORZYSTYWANYCH W KOSMETOLOGII

Justyna Odrobińska1, Dorota Neugebauer

1

1 Faculty of Chemistry, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland

Retinol (witamina A) oraz jego pochodna 4-n-butulrezorcynol są substancjami często

wykorzystywanymi w kosmetologii ze względu na właściwości przeciwzmarszczkowe i

możliwość redukcji przebarwień. Ponadto, dzięki obecności w ich strukturze grup

hydroksylowych istnieje możliwość ich modyfikacji i wprowadzenia grup

bromoestrowych. Grupy bromoestrowe są zdolne do inicjowania kontrolowanej

polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP), która umożliwia otrzymanie

kopolimerów o założonej topologii i niskiej dyspersyjności. Modyfikacja retinolu i 4-n-

butylrezorcynolu umożliwiła wykorzystanie tych związków jako nowych bioinicjatorów

reakcji ATRP. Ponadto, takie inicjatory zapoczątkowując wzrost łańcucha, poprawiają

biokompatybilność otrzymanego kopolimeru, co może mieć pozytywny wpływ na stan

skóry przy stosowaniu takiego układu polimerowego. Stanowi to istotne udogodnienie w

przypadku projektowania nośników substancji aktywnych wykorzystywanych w

szczególności w kosmetologii.

Wykorzystując otrzymane bioinicjatory otrzymano serie kopolimerów metakrylanu

metylu (MMA) lub metakrylanu eteru monometylowego glikolu polietylenowego

(MPEGMA) z metakrylanem 2-hydroksyetylu (HEMA) lub funkcjonalizowanym grupą

alkinową metakrylanem 2-hydroksyetylu (AlHEMA) tj. liniowe P(HEMA-co-MMA)

oraz szczepione P(HEMA-co-MPEGMA), P(MMA-co-MPEGMA) i P(AlHEMA-co-

MPEGMA). Kopolimery szczepione otrzymano także w dwuetapowej procedurze, w

ktrej syntezowane za pomocą ATRP kopolimery z jednostkami AlHEMA poddano

reakcji click z glikolem polietylenowym funkcjonalizowanym grupą azydkową (PEG-

N3) (P(MMA-co-(AlHEMA-click-PEG)), P(MPEGMA-co-(AlHEMA-click-PEG))).

Wszystkie otrzymane kopolimery wykazywały zdolność samoorganizacji tworząc

struktury micelarne i enkapsulacji substancji aktywnych (witamina C, witamina E, kwas

ferulowy, arbutyna). Ponadto, poza micelami otrzymano nośniki substancji aktywnych w

formie koniugatów. W tym celu przeprowadzono reakcję click pomiędzy kopolimerami z

jednostkami AlHEMA, a funkcjonalizowanym grupą azydkową kwasem ferulowym lub

liponowym.

Obydwa rodzaje nośników, zarówno micele jak i koniugaty, wykazywały zdolność

uwalniania substancji aktywnych w warunkach zbliżonych do warunków panujących na

ludzkiej skórze. Wyniki badań wskazują na potencjał otrzymanych kopolimerów

amfifilowych jako nośników substancji aktywnych w terapii przezskórnej, mając na

uwadze zarówno leczenie dermatologiczne, jak i zastosowanie w kosmetologii.

Praca naukowa finansowana ze środków budżetowych na naukę w latach 2017-2020, jako projekt

badawczy w ramach programu Diamentowy Grant



53

[IV-6] SYNTEZA I OCENA CYTOTOKSYCZNOŚCI IN VITRO KONIUGATÓW

POLIMETAKRYLOWYCH W KSZTAŁCIE GWIAZDY ZE ŚRODKAMI

PRZECIWŁUSZCZYCOWYMI

Maria Kupczak1, Katarzyna Mrowiec

2, Łukasz Mielańczyk

3, Dorota Ścieglińska

2,

Agnieszka Gogler-Piglowska2, Marek Michalski

3, Andrzej Gabriel

3, Dorota

Neugebauer1, Magdalena Skonieczna

4,5, Anna Mielańczyk

1

1 Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice,

Polska 2 Centrum Badań Translacyjnych i Biologii Molekularnej Nowotworów, Instytut Marii Skłodowskiej-Curie

- Centrum Onkologii Oddział w Gliwicach, Gliwice, Polska 3 Katedra Histologii i Patologii Komórki, Szkoła Medyczna z Oddziałem Stomatologii w Zabrzu, Śląski

Uniwersytet Medyczny, Zabrze, Polska 4 System Engineering Group, Politechnika Śląska, Instytut Automatyki, Gliwice, Polska

5 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, Gliwice, Polska

Otrzymano rozpuszczalne w wodzie koniugaty polimer-lek i przeanalizowano pod

kątem ich potencjalnego zastosowania jako proleków dla dwóch hydrofobowych leków

przeciwłuszczycowych, takich jak metotreksat (MTX) i acytretyna (AC). Skuteczność

sprzęgania MTX malała wraz ze zmniejszeniem stosunku molowego powtarzalnych

jednostek metakrylanu N,N-dimetyloaminoetylu (DMAEMA) w łańcuchach

polimetakrylowych. Cytotoksyczność dodatnio naładowanych nano- i mikrocząsteczek (3

- 1500 nm w DMEM w 37 C) oszacowano in vitro za pomocą testów MTT, a apoptozę

metodą cytometrii przepływowej z wykorzystaniem aneksyny V-FITC na liniach

komórkowych Me45, NHDF, HaCaT i BEAS-2B. Ponadto, analiza wykazała

zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G0/G1 w komórkach czerniaka, podczas gdy w

normalnych komórkach naskórka i nabłonka nie wystąpiła ani indukcja apoptozy, ani

zatrzymanie cyklu komórkowego. Testowane koniugaty wykazały efekt cytostatyczny w

komórkach Me45 i działanie proapoptotyczne w komórkach HaCaT. Komórki

nabłonkowe BEAS-2B były najbardziej wrażliwe na badane koniugaty, które indukowały

proces nekrozy. Modele linii komórkowych pozwoliły na scharakteryzowanie

biologicznie istotnego potencjalnego działania proleków. Badania histologiczne

potwierdziły brak negatywnego wpływu koniugatów na skórę i nie wykazały właściwości

drażniących.

Praca powstała w wyniku realizacji projektu badawczego o nr 2016/23/D/ST5/01312

finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauk.



54

[IV-7] NOŚNIKI POLIMEROWE DO UKŁADÓW INHALACYJNYCH NA BAZIE

BETULINY

Daria Niewolik1, Katarzyna Jaszcz

1, Piotr Ruszkowski

2, Tomasz Sosnowski

3, Barbara

Bednarczyk-Cwynar4

1 Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska w Gliwicach,

ul. M. Strzody 9, 44-100 Gliwice 2 Katedra i Zakład Farmakologii, Uniwersytet Medyczny w Poznaniu, ul. Rokietnicka 5a, 60-806 Poznań

3 Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Politechnika Warszawska, ul. Waryńskiego 1, 00-645

Warszawa 4 Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Uniwersytet Medyczny w Poznaniu, ul. Grunwaldzka 6, 60-780

Poznań

Betulina, pentacykliczny triterpen, jest surowcem odnawialnym pozyskiwanym na

szeroką skalę z zewnętrznej warstwy kory brzozy. Ze względu na posiadaną aktywność

biologiczną, w tym działanie antynowotworowe, betulina oraz jej liczne pochodne, np.

dibursztynian betuliny (DBB), są idealnymi surowcami do zastosowania w przemyśle

farmaceutycznym. Zarówno betulina jak i DBB wykazują działanie inhibitujące wzrost

komórek nowotworowych, przy jednoczesnym braku toksyczności w stosunku do

komórek zdrowych. Dlatego związki te mogą zostać wykorzystane jako nowe

potencjalne substancje lecznicze. Głównym problemem ograniczającym wykorzystanie

tych związków w przemyśle farmaceutycznym jest ich słaba rozpuszczalność w wodzie,

ograniczająca możliwości wprowadzenia do organizmu oraz biodostępność. Problem ten

można rozwiązać otrzymując polimeryczne pochodne betuliny, np. polibezwodniki i

formując z nich mikrosfery.

Polibezwodniki są polimerami, które łatwo ulegają degradacji hydrolitycznej do

wyjściowych związków dikarboksylowych, z których zostały otrzymane. Ze względu na

swoje właściwości, takie jak brak toksyczności i odpowiednia kinetyka uwalniania

substancji czynnych, są stosowane w medycynie, głównie jako nośniki leków lub

biomateriały. Ze względu na to, że DBB wykazuje aktywność biologiczną, m.in.

działanie przeciwnowotworowe, otrzymany z niego polibezwodnik może być także

traktowany jako prolek polimerowy, uwalniający substancję aktywną w wyniku

hydrolizy polimeru w warunkach fizjologicznych. Szybkość hydrolizy polimeru, a zatem

i uwalniania DBB może być regulowana przez kopolimeryzację z innymi dikwasami, tak

aby możliwe było otrzymanie układów polimer-lek, z których lek uwalniałby się w

kontrolowany sposób. Kopolimeryzacja pozwala także na modyfikację właściwości

fizykochemicznych polimeru, w tym np. charakterystyki rozpuszczalnościowej.

Zastosowanie jako komonomeru dikarboksylowych pochodnych poli(glikoli

etylenowych), pozwala w znacznym stopniu zwiększyć hydrofilowość polibezwodników

i znacznie przyspieszyć ich degradację.



55

Jednym ze sposobów wykorzystania polibezwodników w układach kontrolowanego

uwalniania leków, jest wytworzenie z nich mikro- lub nanocząstek, które mogą być

wprowadzane do organizmu iniekcyjnie lub poprzez inhalację. Obecnie dużą uwagę

skupia się na dostarczaniu leków poprzez drogi oddechowe, m.in. ze względu na dużą

powierzchnię płuc, dzięki czemu leki mogą być szybko rozprowadzane po całym

organizmie. Mikrosfery otrzymane z polibezwodników na bazie DBB, mogą mieć

znaczące zastosowanie w układach inhalacyjnych. Cząstki te w połączeniu ze środkami

chemioterapeutycznymi mogą wykazywać synergistyczne działanie tych leków z

nietoksyczną pochodną betuliny.

Celem niniejszej pracy było otrzymanie mikrosfer z kopolimerów na bazie DBB i

dikarboksylowych pochodnych poli(glikoli etylenowych) oraz sprawdzenie ich

użyteczności w układach inhalacyjnych.

Polibezwodniki otrzymano metodą polikondensacji w masie z udziałem bezwodnika

octowego, natomiast mikrosfery o średnicach 0,5-30 m otrzymano metodą odparowania

rozpuszczalnika z roztworu polimeru, zdyspergowanego w fazie wodnej. Mikrosfery

charakteryzowały się dobrymi właściwościami aerozolowymi.



56

[IV-8] BADANIE PROFILU LIPOFILOWOŚCI ZWIĄZKÓW BIOLOGICZNIE

AKTYWNYCH

Aleksandra Świetlicka1, Andrzej Bąk

1, Violetta Kozik

1, Marlena Paździor

1,2

1 Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski, Szkolna 9, 40 007 Katowice, Polska

2 Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie Państwowy Instytut Badawczy, Wybrzeże

Armii Krajowej 15, 44 102 Gliwice, Polska

Wstępne projektowanie cząsteczek o pożądanym profilu aktywności biologicznej lub

właściwościach fizykochemicznych rozpoczyna się od wspieranego komputerowo etapu

modelowania molekularnego. Projektowanie molekularne jest nauką interdyscyplinarną,

która znajduje praktyczne zastosowanie we wszystkich dziedzinach chemii,

nanotechnologii, farmacji czy farmakologii [1].

Celem projektu była analiza profilu lipofilowego szeregu związków aktywnych

biologicznie o potencjalnym zastosowaniu farmaceutycznym, w tym przypadku

chlorowodorków estrów metylowych i etylowych wybranych aminokwasów. Z reguły,

tego typu związki otrzymywane są w reakcji estryfikacji przebiegającej z udziałem

chlorku tionylu. Są one również cennym półproduktem w syntezie wielu związków

chiralnych m.in. z ich udziałem syntezowane są -chiralne aminoalkohole oraz chiralne

makrocykliczne tetraamidy [2,3].

Aktywność biologiczna związku chemicznego wiąże się w sposób bezpośredni z jego

cechami fizykochemicznymi lub strukturalnymi. Parametrem często wykorzystywanym

w przewidywaniu aktywności biologicznej danej substancji jest lipofilowość, która jest

istotna przy charakterystyce substancji takich jak leki lub środki ochrony roślin.

Działanie substancji chemicznej na organizm żywy to szereg procesów biofizycznych i

biochemicznych, które podzielić można na trzy fazy: farmaceutyczną, farmakokinetyczną

oraz farmakodynamiczną zależne od lipofilowości związku [4].

W celu określenia biodostępności otrzymanych pochodnych oznaczono ich

lipofilowość metodami eksperymentalnymi oraz wykonano szereg obliczeń profilu

lipofilowego chlorowodorków przy użyciu wybranych pakietów obliczeniowych.

Lipofilowość tej grupy związków oszacowana została za pomocą programów

obliczeniowych: AlogPS, Molinspiration, Chemsketch, MarvinSktech, Hyperchem,

Osiris, XlogP3, Kowwin oraz Sybyl.

Wyniki obliczeń lipofilowości zostały skorelowane z parametrami

eksperymentalnymi wykonanymi techniką chromatografii cienkowarstwowej TLC-RP18.

Wykazana została istotna korelacja pomiędzy danymi empirycznymi i teoretycznie

obliczonymi parametrami lipofilowości. Zauważalne różnice w wartościach clogP



57

wynikać mogą z odmiennych algorytmów obliczeniowych stosowanych w programach

do oszacowania lipofilowości.

W etapie końcowym nowe pochodne zostaną poddane testom aktywności

biologicznej w zakresie działania przeciwnowotworowego, przeciwgrzybicznego i

przeciwzapalnego.

Literatura:

1. Polański. J, Bąk. A. Podstawy chemoinformatyki lekw. Wydanie II. Wydawnictwo Uniwersytetu

Śląskiego, 2018.

2. C, Somlai.; A, Pter.; P, Forg.; B, Penke. Synth. Commun. 33. 1815-1820, 2003.

3. J. Li, Y. Sha. A Convenient Synthesis of Amino Acid Methyl Esters. Molecules. 13. 1111-1119,

2008.

4. Witkiewicz, Z. Podstawy chromatografii. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2017.



58

[IV-9] BIOBÓJCZE I ANTYNOWOTWOROWE POCHODNE DICLOFENAKU W

BADANICH IN VITRO WOBEC E. COLI SP. I HCT116

Joanna Nackiewicz1, Łukasz Kołodziej

1, Magdalena Skonieczna

2,3

1 Wydział Chemii, Uniwersytet Opolski

2 Katedra Inżynierii i Biologii Systemów, Instytut Automatyki Politechnika Śląska

3 Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska

Cel Ftalocyjaniny (Pc) to grupa związków chemicznych, które nie występują naturalnie

w przyrodzie, ale otrzymuje się je na drodze syntezy chemicznej. Związki te są

analogami strukturalnymi naturalnie występujących porfiryn [1]. Kompleksy ftalocyjanin

znalazły liczne zastosowania praktyczne dzięki swoim interesującym właściwościom

fizykochemicznym [2-4]. Metaloftalocyjaniny zawierające w centrum pierścienia metale

przejściowe, takie jak żelazo(II), kobalt(II), mangan(II), wykazują interesujące

właściwości katalityczne. Katalizują utlenianie lub redukcję wielu związków

chemicznych, m.in. utleniają związki zawierających siarkę - cysteinę, siarczki, tiole [5].

Biorąc pod uwagę aspekt proekologiczny, interesujące wydaje się zastosowanie

ftalocyjanin w degradacji związków szkodliwych dla środowiska, np. leków. Diklofenak

(DNF) jest szeroko stosowanym niesteroidowym lekiem przeciwzapalnym. Diklofenak w

obecności oktakarboksyfalocyjaniny żelaza i rodników hydroksylowych (HO) (z H2O2)

ulega przemianie do diklofenak-2,5-iminochinonu (DNF-2,5-IQ), powodując wyraźne

zmiany w widmie absorpcyjnym UV-Vis.

Metodyka Badania in vitro pochodnych DNF wobec E. coli i linii nowotworowej

HCT116 przeprowadzono za pomocą 24-godzinnego pomiaru gęstości optycznej dla

bakterii (spektrofotometr Epoch; BioTek), i 7-dniowej przyżyciowej obserwacji

mikroskopowej komórek, z użyciem systemu JuLI Stage (NanoEntek, USA). Dla

komórek HCT116 przeanalizowano przyżyciowo konfluencję, a także oceniono migrację

w teście zdrapaniowym (Woung Healing assay).

Wyniki Wykazano dawkowo-zależny wpływ badanych pochodnych DNF na bakterie

Gram-ujemne, E. coli i wobec linii nowotworowej HCT116 (w.t. i k.o. p53-/-), zarówno

po 24 godzinach, jak i w trakcie 7-dniowej obserwacji przyżyciowej. Uzyskane wyniki

świadczą o potencjale biobójczym i przeciwnowotworowym pochodnych DNF.

Badania wykonano dzięki subwencji naukowej z Politechniki Śląskiej (M.S.).



59

Literatura:

[1] A.B.P. Leznoff C.C. Lever, 1989. Phthalocyanines Properties and Applications. Wiley- VCH New York

139247.

[2] Li, X., Zheng, B.-D., Peng, X.-H., Li, S.-Z., Ying, J.-W., Zhao, Y., Huang, J.-D., Yoon, J., 2019.

Phthalocyanines as medicinal photosensitizers: Developments in the last five years. Coord. Chem. Rev.

379, 147160. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.08.003

[3] Adegoke, O., Nyokong, T., 2014. Conjugation of mono-substituted phthalocyanine derivatives to

CdSe@ZnS quantum dots and their applications as fluorescent-based sensors. Synth. Met. 188, 3545.

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.11.016

[4] Sorokin, A.B., 2013. Phthalocyanine Metal Complexes in Catalysis. Chem. Rev. 113, 81528191.

https://doi.org/10.1021/cr4000072

[5] J. Nackiewicz, A. Suchan, W. Wacławek Ecological Chemistry and Engineering S 2007, T. 14, Nr S4



60

[IV-10] OZNACZANIE STĘŻEŃ LEKÓW PRZECIWBÓLOWYCH I

PRZECIWGORĄCZKOWYCH W PRÓBKACH WODY METODĄ HPLC - BADANIA

WSTĘPNE

Agnieszka Środa1,2

, Aleksandra Świetlicka3, Violetta Kozik

3, Andrzej Bąk

3, Krzysztof

Barbusiński4, Katarzyna Winiarska

5

1 Uniwersytet Śląski, Szkolna 9, 40-007 Katowice, Polska

2 Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Doświadczalna 27, 43-200 Pszczyna,

Polska 3 Uniwersytet Śląski, Szkolna 9, 40-007 Katowice, Polska

4 Politechnika Śląska, Konarskiego 18, 44-100, Gliwice, Polska

5 Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego, Doświadczalna 27, 43-200 Pszczyna,

Polska

Przemysł farmaceutyczny rozwija się bardzo dynamicznie. Powszechne stosowanie

łatwo dostępnych farmaceutyków, stało się w dzisiejszych czasach normą. Codzienne

zażywanie leków dostępnych bez recepty oraz suplementów spowodowało, że substancje

czynne zaczęły być uwalniane do środowiska. Z powodu tego zanieczyszczenie wód i

gleb medycznymi substancjami farmaceutycznymi i ich metabolitami stało się dzisiaj

globalnym problemem środowiskowym i społecznym. Głównym źródłem takich

zanieczyszczeń w ekosystemie wodnym jest niewłaściwa utylizacja niewykorzystanych i

przeterminowanych leków, oraz wydalanie farmaceutyków i ich metabolitów przez

organizmy ludzi i zwierząt [1]. Takie zanieczyszczenia dostają się następnie do

ekosystemów wodnych, gdzie nawet w małych stężeniach mogą gromadzić się w żywych

organizmach i wywierać negatywny wpływ na wiele pokoleń organizmów wodnych

[2,3].

W związku z tym poważnym problemem podjęliśmy się próby znalezienia takich

rozwiązań technicznych, które umożliwiają wykrywanie, oznaczanie ilościowe i

rozdzielanie popularnych farmaceutyków. Prezentowane badania opierają się na

wykorzystaniu wysokosprawnej chromatografii cieczowa (HPLC). Dzięki ciągłemu

rozwojowi technik analitycznych można wykrywać i oznaczać coraz mniejsze ilości

substancji czynnych w badanych próbkach. W ramach niniejszych badań pośród leków

przeciwbólowych i przeciwgorączkowych wybrano te, które są najczęściej stosowane

przez pacjentów, a co za tym idzie najczęściej wykrywane w środowisku: ketoprofen,

paracetamol, ibuprofen i diklofenak. Dla tej grupy opracowano metody detekcji na

HPLC.

Opracowane metody będą pomocne w badaniach środowiskowych mających na celu

wykrycie określonych związków chemicznych w badanych próbkach. Poddanie wód

powierzchniowych testom monitorującym umożliwia stworzenie metody kontrolowania

zanieczyszczeń danym farmaceutykiem oraz ilustruje stopień zanieczyszczenia lekiem



61

zbiorników wodnych. Ta część badań jest jedną z części większego projektu w ramach

którego planujemy znaleźć właściwą, ekonomiczną i bezpieczną metodę usuwania

zanieczyszczeń farmaceutykami środowiska wodnego.

Bibliografia:

1. Rezka P., Balcerzak W., The occurrence of non-steroidal anti-inflammatory

drugs in wastewater and water environment and methods of their removal selected

issues, Archives of Waste Management and Environmental Protection, 17, (2015) 33-38.

2. Guzik U., Hupert-Kocurek K., Mazur A., Biotransformacja wybranych

niesteroidowych lekw przeciwzapalnych w środowisku, Bromatologia i Chemia

Toksykologiczna, 1, (2013) 105-112.

3. C. Lacey , G. McMahon, J. Bones, L. Barron, A. Morrissey, J.M. Tobin, An

LCMS method for the determination of pharmaceutical compounds in wastewater

treatment plant influent and effluent samples, Talanta, 75, (2008) 10891097.

vii Śląskie spotkaniagsn.io.gliwice.pl/materials/ssn_2020.pdfvii Śląskie spotkania naukowe 29-30...

Documents