V. Współpraca naukowa z ośrodkami krajowymi
i zagranicznymi

Współpraca naukowa z ośrodkami krajowymi

Prowadząc w roku sprawozdawczym badania w zakresie działalności statutowej
i grantowej Instytut współpracował z następującymi placówkami naukowymi w kraju:

- Katedra i Klinika Kardiochirurgii

- Katedra i Klinika Neurologii

- Katedra i Klinika Otolaryngologii

- Zakład Chemii Organicznej Wydziału Farmacji

- Instytut Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego

Tabela 1. Kontakty zagraniczne Instytutu w 1999 roku

- Institute of Microbiology and Genetics University of Vienna, Wiedeń, Austria

- Hopital Necker, Paryż, Francja

Badania prowadzone wspólnie z partnerem zagranicznym dotyczyły analizy polisacharydów powierzchniowych bakterii z rodzaju Bifidobacterium. Stwierdzono, że drobnoustroje hodowane w pożywkach syntetycznych wytwarzają glukan o budowie charakterystycznej dla badanego szczepu. Surowica królicza wytworzona przeciwko bakteriom reaguje z glukanem wyizolowanym z tych bakterii i nie wykazuje aktywności krzyżowej z mannanem drożdżowym.

W ramach prowadzonej współpracy z partnerem chińskim miała miejsce wizyta trzech gości w IITD PAN. Wizyta miała charakter informacyjny, dwóch bowiem spośród trzech przedstawicieli Instytutu Mikrobiologii Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie było w Polsce i w tutejszym Instytucie po raz pierwszy. Trzeci uczestnik, prof. Ji-sheng-Liu przebywał w tutejszym Instytucie na dłuższym stażu naukowym już dwukrotnie. Kierunek badań prowadzonych w Zakładzie Mikrobiologii IITD PAN, w szczególności badania z zakresu budowy i funkcji genomu promieniowców rodzaju Streptomyces, stanowią także przedmiot zaintersowań Instytutu w Pekinie. Szczególnie zaś obie strony zainteresowane są możliwością wykorzystania współczesnych metod biologii molekularnej od pełnej charakterystyki genomu promieniowców rodzaju Streptomyces i Nocardia, a to z powodu wielkiego znaczenia tych mikroorganizmów w procesach biotechnologicznych (antybiotyki i inne metabolity), jak i w analizie budowy i organizacji genomu organizmów prokariotycznych, wykazujących struktury i funkcje typowych organizmów eukariotycznych. Profesorowie z Pekinu wykazali wielkie zainteresowanie postępem badań i osiągnięć IITD PAN z zakresu ustalania budowy i funkcji poszczególnych elementów komórki mikroorganizmów (genom, ściana komórkowa).

W roku 1999 kontynuowano współpracę między IITD PAN a placówką CNRS No 8576 w Lille w ramach 2-letniego grantu No 6376 pt. "Rola laktoferyny w modulacji odpowiedzi immunologicznej".

W roku bieżącym prowadzono prace nad wpływem LF ludzkiej na ekspresję integryny ICAM-1 na ludzkich limfocytach. Opublikowano w Arch. Immunol. Ther. Exp., 1999, 47, 257-264 pracę dotyczącą wpływu LF na ekspresję cząsteczek LFA-1 na ludzkich limfocytach. Podczas pobytu w Lille przygotowano, a na początku listopada zakończono opracowanie grantu w ramach 5 Programu Unii Europejskiej pt. "Prophylactic use of bovine lactoferrin in protecting patients from nosocomial infections". Projekt grantu przesłano przed 15 listopada do Brukseli.

Współpraca dotyczy tematu "Analiza strukturalna glikokoniugatów powierzchniowych komórki nowotworowej. Poszukiwania korelacji pomiędzy zaburzeniami glikozylacji a fenotypem przerzutowym" realizowanego w ramach porozumienia PAN-CNRS (nr umowy 5050).

Laboratorium Chemii Biologicznej posiada unikatową aparaturę do badania biosyntezy i struktury cukrów złożonych, m.in. 400 MHz i 600 MHz ¹H-NMR, spektrometr masowy. Zakład Immunologii Nowotworów dysponuje bogatym bankiem linii komórek nowotworowych, metodami immunoonkologicznymi in vitro oraz in vivo, przeciwciałami monoklonalnymi, metodami cytofluorymetrii przepływowej, aparatem do badania interakcji molekularnych (rezonansu plazmonicznego - BIAcore).

W roku sprawozdawczym opracowywano do druku dotychczas uzyskane wyniki oznaczeń różnicowej ekspresji fukozylotransferaz w pięciu wariantowych liniach ludzkiego raka jelita, o zróżnicowanym fenotypie przerzutowym. Złożono do druku publikację pt. "Carbohydrate antigens and metastatic behavior of human colon carcinoma variants obtained by in vitro-in vivo selection".

W ramach wymiany osobowej w 1999 roku Zakład Chemii Biologicznej w Lille wizytowała dwukrotnie doc. dr Danuta Duś. Wizyta prof. Henri Debray'a miała miejsce w dniach 1-15 września 1999 r.

Temat: "Rola komórek śródbłonka naczyniowego w lokalizacji przerzutów nowotworowych. Możliwości terapii antyprzerzutowej poprzez modyfikacje międzykomórkowych oddziaływań adhezyjnych". Przedmiotem współpracy są badania oddziaływań pomiędzy cząsteczkami adhezyjnymi (adresynami) komórek ośmiu ludzkich linii śródbłonka naczyniowego, o różnym pochodzeniu tkankowym a partnerskimi cząsteczkami lektyn endogennych komórek raka jelita grubego oraz komórek białaczkowych, warunkujące lokalizację tkankową przerzutów nowotworowych. Celem badań jest poznanie oddziaływań molekularnych warunkujących zatrzymanie krążącej w krwiobiegu komórki nowotworowej w określonym miejscu (narządzie), jej wyjście z naczynia i zapoczątkowanie wzrostu wtórnego ogniska nowotworowego (przerzutu). Poznanie tych mechanizmów pozwoli na racjonalną terapię przeciwprzerzutową w chorobie nowotworowej.

W roku 1999 wysłano do druku wspólną pracę doświadczalną pt. "A panel of human microvascular endothelial cell lines with preserved specific adhesion molecules phenotype".

Korzyści ze współpracy polegają na komplementarności zakresu badań oraz stosowanych metod badawczych. Laboratorium w Orleanie specjalizuje się w badaniach lektyn endogennych oraz ich interakcji z ligandami cukrowymi. Dysponuje ponadto stanowiskiem badawczym do pomiaru międzykomórkowych oddziaływań adhezyjnych w warunkach przepływu naczyniowego (Princeton Instruments). Zakład Immunologii Nowotworów dysponuje metodami immunoonkologicznymi, wykonywanymi zarówno in vitro jak i in vivo, liniami komorkówymi i przeciwciałami monoklonalnymi, cytofluorymetrem przepływowym (FACSCalibur, Becton Dickinson), aparatem do pomiaru rezonansu plazmonicznego - (BIACORE, Pharmacia) oraz - od 2000 roku również mikroskopią konfokalną. Wspólnie prowadzone badania trwają krócej, obejmują znacznie szerszy zakres tematyczny, są tańsze, ponieważ część kosztów ponosi partner zagraniczny.

W okresie sprawozdawczym wykonano badania nad wpływem niedoboru magnezu na indukcję procesu zapalnego u myszy. Ocenie poddawano: wagę zwierząt, liczbę leukocytów, poziom niektórych cytokin prozapalnych (IL6, TNFa ) oraz GM-CSF i sICAM. Niedobór magnezu określano poprzez pomiar stężenia magnezu w osoczu. Badaniami objęto dwa szczepy myszy: C57BL/6 i DBA/2. Stwierdzono, że w przeciwieństwie do szczurów z niedoborem tego pierwiastka, u myszy nie obserwuje się objawów hyperemii (przekrwienie skóry, odczyn histaminowy). Jedynymi wyraźnymi objawami stanu zapalnego towarzyszącego niedoborowi magnezu jest wyraźna granulocytoza skorelowana ze wzrostem poziomu GM-CSF.

Druga część badań dotyczyła wpływu niedoboru magnezu na wzrost wybranych nowotworów u myszy szczepów DBA/2 (białaczka P388) oraz C57BL/6 (rak płuc Lewis'a, LL2). Ocenie poddawano: (i) czas przeżycia myszy obarczonych białaczką, (ii) masę guza rosnącego podskórnie u myszy obarczonych rakiem płuc LL2. W przypadku białaczki P388 nie obserwowano zmian w czasie przeżycia myszy DBA/2 poddanych niedoborowi magnezu i obarczonych białaczką P388 w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi pozostającymi tylko na diecie bezmagnezowej. Ciekawsze wyniki uzyskano w przypadku myszy C57BL/6 z przeszczepionym podskórnie rakiem płuc LL2. Wykazano, że w grupie myszy, którym podano komórki nowotworowe w trakcie ich żywienia paszą pozbawioną magnezu obserwuje się statystycznie istotne obniżenie masy guza w porównaniu z grupa kontrolną.

Rozpoczęte w bieżącym roku badania dostarczyły nowych, oryginalnych, danych na temat wpływu niedoborów magnezu na indukcję procesu zapalnego oraz rozwój nowotworu u myszy.

W ramach wymiany osobowej w roku sprawozdawczym we Francji przebywały trzy osoby, natomiast Instytut gościł dwie osoby z Francji.

Współpraca w ramach wspólnego grantu DFG "Interaktion des Initiatorproteins DnaA von Streptomyces lividans mit DNA".

W ramach współpracy prowadzone są badania zmierzające do wyjaśnienia mechanizmu inicjacji replikacji liniowego chromosomu Streptomyces. Współpraca ta prowadzona jest już od kilku lat.

W ramach tego tematu scharakteryzowano oddziaływanie inicjatorowego białka DnaA z 9-merowymi sekwencjami DnaA (boksami DnaA) regionu oriC oraz regionu promotorowego genu dnaA. Wyznaczono stałe kinetyczne wiązania białka DnaA z DNA. Pojedynczy boks DnaA wiązany jest z niskim powinowactwem przez białko DnaA. Do efektywnego związania się białka DnaA niezbędna jest obecność co najmniej dwóch boksów DnaA. Stwierdzono, że białko DnaA wiąże się kooperatywnie do dwóch boksów DnaA. Określony układ przestrzenny rozpoznawanych sekwencji (typu głowa-głowa) umożliwia oddziaływanie cząsteczki białka związanej do jednego boksu z cząsteczką białka wiążącą się do sąsiedniego boksu. Dwie niezależnie dimeryzujące domeny I i III uczestniczą w oddziaływaniach międzycząsteczkowych białka DnaA. Białko DnaA ze Streptomyces jest pierwszym białkiem inicjującym replikację chromosomu, dla którego stwierdzono udział dwóch niezależnych domen w dimeryzacji.

Wyniki badań opublikowano w Eur. Cytokine Network, 1999, 10, 143-146.

W roku sprawozdawczym wyizolowano wolne od peptydu N-glikany z glikoforyny (GPA) pochodzacej z krwinek grupy A i B. Oligosacharydy te poddano permetylacji, po czym analizowano techniką "nanoflow" w spektrometrze masowym ES MS-MG. Uzyskano bardzo wyraźne widma masowe z jonami sekwencyjnymi, wskazujące na obecność antygenów A i B w oligosacharydach pochodzących z GPA-A i GPA-B.

Współpraca dotycząca przedstawionych tu badań będzie kontynuowana.

Tytuł projektu: Badania strukturalne i serologiczne antygenów bakteryjnych.

Cele i zakres współpracy: Badania immunochemiczne lipopolisacharydów Hafnia alvei, Yokenella regensburgei, Plesiomonas shigelloides - okre?lenie struktury chemicznej i charakterystyka epitopów rozpoznawanych przez swoiste przeciwciała.

Badania prowadzone we współpracy z o?rodkiem szwedzkim dotyczą struktury wybranych lipopolisacharydów (LPS) Hafnia alvei, Yokenella regensburgei i Plesiomonas shigelloides. Badane były wielocukry O-swoiste oraz oligocukry rdzeniowe.

W badaniach antygenów cukrowych wykorzystywano dostępną w SLU aparaturę do badania NMR, spektrometrii masowej FAB-MS/MS i MALDI-TOF oraz do?wiadczenia grupy szwedzkiej. W ramach współpracy ustalono struktury wielocukrów O-swoistych i oligocukrów rdzenia lipopolisacharydów H. alvei PCM 1207 oraz wybranych szczepów Plesiomonas shigelloides. Opracowano także warunki uzyskiwania widm protonowych magnetycznego rezonasu jądrowego dla lipopolisacharydów oraz komórek bakteryjnych (zarówno żywych jak i suchej masy bakteryjnej) przy wykorzystaniu techniki HR-MAS NMR.

Wykorzystanie techniki HR-MAS w badaniach lipopolisacharydów pozwala uzyskać informacje na temat podobieństw strukturalnych czę?ci O-antygenowej, bez konieczno?ci stosowania pracochłonnych metod izolacji i oczyszczania poszczególnych składników LPS. O?rodek szwedzki dysponuje obecnie spektroskopami NMR 400 i 600 MHz, oraz spektrometrami masowymi FAB-MS i MALDI-TOF - aparaturą niezbędną w badaniach strukturalnych wielocukrów będących składnikami endotoksyn bakteryjnych.

Wspólnie z partnerami szwedzkimi opublikowano 2 prace w: Biochemistry, 1999, 38, 11788-11795; Eur. J. Biochem., 1999, 266, 53-61 oraz 1 pracę przekazano do druku.

10. Dr Małgorzata Mieszała - 26.05.1997 - 25.05.2000
Institute for Biological Sciences,
National Research Council

Ottawa, Kanada