W poszukiwaniu rezerwuaru prÄ…tków niegruźliczych - badania Å›rodowiskowe i molekularne (SONATA 17)

PrÄ…tki niegruźlicze (ang. nontuberculous mycobacteria, NTM) to grupa okoÅ‚o 240 różnych gatunków prÄ…tków, niebÄ™dÄ…cych czynnikami etiologicznymi gruźlicy i trÄ…du. Bakterie te wystÄ™pujÄ… powszechnie w otoczeniu, i sÄ… szczególnie dobrze przystosowane do życia w Å›rodowiskach pochodzenia antropogenicznego, takich jak systemy dystrybucji wody pitnej i instalacje wodno-kanalizacyjne. Co wiÄ™cej, badania wskazujÄ…, że NTM izolowane sÄ… powszechnie w placówkach opieki zdrowotnej. ZnaczÄ…ca wiÄ™kszość gatunków NTM to patogeny oportunistyczne ludzi i zwierzÄ…t. NajczÄ™stszÄ… postaciÄ… klinicznÄ… jakÄ… przybiera zakażenie NTM (mykobakterioza) jest przewlekÅ‚a choroba pÅ‚uc. Znacznie rzadziej dochodzi do zakażeÅ„ tkanek innych niż pÅ‚uca, np. wÄ™zÅ‚ów chÅ‚onnych, skóry i tkanek miÄ™kkich czy choroby uogólnionej, szczególnie u pacjentów z AIDS.

W dzisiejszych czasach, równolegle ze spadkiem czÄ™stoÅ›ci wystÄ™powania gruźlicy w krajach rozwiniÄ™tych, obserwowany jest wzrost liczby zakażeÅ„ wywoÅ‚anych NTM. CzÄ™stsze wystÄ™powanie tych zakażeÅ„ oraz ich szersze rozpowszechnienie geograficzne wiÄ…zane jest z globalnymi zmianami populacyjnymi i Å›rodowiskowymi, takimi jak: starzenie siÄ™ spoÅ‚eczeÅ„stwa, rosnÄ…ca liczba osób cierpiÄ…cych z powodu immunosupresji, postÄ™pujÄ…ca urbanizacja i ocieplenie klimatu. RosnÄ…ca liczba diagnozowanych mykobakterioz wraz z osobami z grup ryzyka sprawiÅ‚a, że infekcje NTM otrzymaÅ‚y status „choroby rozprzestrzeniajÄ…cej siÄ™” (ang. "emerging infections”) a same NTM – nowych superbakterii (ang. „the new uber-bugs).

Ekologia NTM stanowi zaniedbany obszarem badaÅ„  na Å›wiecie. W Polsce literatura poÅ›wiÄ™cona Å›rodowiskowym zagadnieniom zwiÄ…zanym z NTM jest prawie nieobecna. Aspekty takie jak rezerwuar patogenu, zakaźność, drogi transmisji, rozpowszechnienie w różnych regionach geograficznych pozostajÄ… niejasne.

Proponowany projekt pozwoli szczegóÅ‚owo rozpoznać rozpowszechnienie NTM w różnych Å›rodowiskach w Polsce (naturalnych, domowych i szpitalnych) . Uzyskane w ramach wielkoskalowego badania Å›rodowiskowego próby, poddane zostanÄ… konwencjonalnym analizom z wykorzystaniem metod opartych na kulturach, a także nowoczesnym analizom molekularnym, takim jak niezależne od hodowli analizy metagenomiczne i wysokoprzepustowe sekwencjonowanie caÅ‚ych genomów.

Wyniki projektu dostarczÄ… odpowiedzi na pytania, takie jak: jakie sÄ… naturalne rezerwuary patogenu?; jaki jest zwiÄ…zek miÄ™dzy rezerwuarami patogenu a chorobÄ… u ludzi?; czy wszystkie gatunki NTM majÄ… podobny potencjaÅ‚ epidemiologiczny?;  czy istniejÄ… konkretne czynniki biotyczne lub abiotyczne wpÅ‚ywajÄ…ce na czÄ™stość izolacji NTM ze Å›rodowiska? jakie sÄ… molekularne podstawy wirulencji i opornoÅ›ci na leki w NTM? Wiedza na ten temat może mieć ogromne znaczenie dla opracowania   wdrożenia nowych strategii profilaktycznych i przyczynić siÄ™ do caÅ‚kowitej eliminacji chorób wywoÅ‚ywanych przez NTM jako problemu zdrowotnego populacji ludzkiej.

Rezerwuar Å›rodowiskowy a cykl zakaźny chorobotwórczych glonów z rodzaju Prototheca. Ocena wystÄ™powania glonów Prototheca spp. w Å›rodowiskach glebowych.

Rodzaj Prototheca obejmuje jednokomórkowe, bezchlorofilowe glony, izolowane m.in. z gleby, naturalnych i sztucznych zbiorników wodnych, Å›cieków i wydalin zwierzÄ™cych. Glony te, zwykle saprofityczne, mogÄ… wywoÅ‚ywać oportunistyczne zakażenia u ludzi i zwierzÄ…t. SÄ… to jedyne znane dotÄ…d roÅ›liny patogenne dla krÄ™gowców wÅ‚Ä…czajÄ…c ludzi.
WiÄ™ksze zainteresowanie glonami Prototheca spp. pojawiÅ‚o siÄ™ niedawno, wraz z rosnÄ…cÄ… liczbÄ… przypadków prototekozy u krów mlecznych. StÄ…d wiedza na temat tych drobnoustrojów jest niewielka. Dotyczy to również ich naturalnego habitatu. Zagadnienie to jest wyjÄ…tkowo skÄ…po ujÄ™te w literaturze. Choć podkreÅ›la siÄ™ ubikwistyczność rodzaju, brak jakiegokolwiek syntetycznego opracowania poÅ›wiÄ™conego wystÄ™powaniu alg w Å›rodowisku naturalnym.
Celem projektu jest zbadanie obecnoÅ›ci glonów Prototheca spp. w różnych Å›rodowiskach glebowych na terenie Polski. Tym samym, projekt, po raz pierwszy w sposób kompleksowy i przekrojowy, podejmuje problem dystrybucji Å›rodowiskowej tych mikroorganizmów.
Wyniki projektu istotnie poszerzÄ… wiedzÄ™ z zakresu ekologii glonów Prototheca spp., a powiÄ…zane z danymi o wystÄ…pieniach prototekozy, mogÄ… okazać siÄ™ kluczowe dla zrozumienia epidemiologii choroby, w szczególnoÅ›ci rozpoznania rezerwuaru Å›rodowiskowego patogenu, zdefiniowania jego roli w szerzeniu siÄ™ zakażeÅ„, a przez to rekonstrukcji jego cyklu infekcyjnego. W tym sensie wyniki projektu bÄ™dÄ… miaÅ‚y niebagatelny wkÅ‚ad w rozwój mikrobiologii zakaźnej i weterynaryjnej.

Ocena potencjaÅ‚u wirulentnego glonów Prototheca spp., oportunistycznych patogenów ludzi i zwierzÄ…t - badania in vitro oraz in vivo

Rodzaj Prototheca obejmuje jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu, saprofityczne glony, które jako jedyne roÅ›liny, zdolne sÄ… do wywoÅ‚ywania oportunistycznych zakażeÅ„ u czÅ‚owieka i zwierzÄ…t. GÅ‚ównÄ… postaciÄ… prototekozy zwierzÄ™cej jest mastitis, zapalenie gruczoÅ‚u mlekowego u krów. Choroba przyczynia siÄ™ do znacznych strat ekonomicznych w przemyÅ›le mleczarskim na caÅ‚ym Å›wiecie. Prototekoza u ludzi przyjmuje gÅ‚ównie postać infekcji skórnych, stawowych i ogólnoustrojowych, szczególnie u osób z obniżonÄ… odpornoÅ›ciÄ….

Niejasna jest patogeneza zakażeÅ„ prototekowych. Nie przeprowadzono dotÄ…d badaÅ„ oceniajÄ…cych porównawczo chorobotwórczość różnych gatunków Prototheca spp. Niewiele też wiadomo o czynnikach zjadliwoÅ›ci tych patogenów. Badanie mechanizmów wirulencji utrudnia brak ustalonych modeli eksperymentalnych prototekozy in vitro oraz in vivo.

Celem niniejszego projektu jest rozpoznanie potencjaÅ‚u wirulentnego glonów Prototheca spp., a Å›ciÅ›lej okreÅ›lenie zdolnoÅ›ci różnych gatunków Prototheca spp. do wywoÅ‚ywania miejscowych lub ogólnoustrojowych infekcji oraz przeÅ›ledzenie oddziaÅ‚ywaÅ„ patogen-gospodarz w strategii dwutorowej, tj. in vitro, przy użyciu eukariotycznych linii komórkowych oraz in vivo, na mysim modelu zwierzÄ™cym.

Proponowany projekt badawczy stanowi pierwsze, tak kompleksowe studium eksperymentalno-badawcze poÅ›wiÄ™cone chorobotwórczoÅ›ci glonów Prototheca spp. Uzyskane wyniki gruntownie poszerzÄ… wiedzÄ™ na temat wirulencji tych drobnoustrojów. W istotny sposób przyczyniÄ… siÄ™ do wyÅ›wietlenie ich wpÅ‚ywu na medycynÄ™ weterynaryjnÄ… i zdrowie publiczne.

Wyniki projektu utorujÄ… drogÄ™ dla opracowania i wdrożenia nowych testów diagnostycznych umożliwiajÄ…cych precyzyjne okreÅ›lenie zjadliwoÅ›ci i zakaźnoÅ›ci szczepów klinicznych oraz znacznie przybliżą do opracowania skutecznych metod leczenia i zapobiegania prototekozie u ludzi i zwierzÄ…t.

Zastosowanie analizy genomicznej dla zbadania mechanizmów lekoopornoÅ›ci, wirulencji i transmisji szczepów Mycobacterium tuberculosis z obszaru Litwy i Polski

Każdego roku notuje siÄ™ okoÅ‚o 10 mln nowych zachorowaÅ„ na gruźlicÄ™ i blisko 2 mln zgonów z powodu tej choroby, przez co gruźlica pozostaje jednym z najważniejszych problemów zdrowotnych na Å›wiecie.
GÅ‚ównym celem projektu jest przeprowadzenie wszechstronnej analizy struktury genetycznej szczepów Mycobacterium tuberculosis, zarówno o fenotypie lekowrażliwym, jak i lekoopornym, z obszaru Litwy i Polski. Analiza ta bÄ™dzie oparta na szczegóÅ‚owej charakterystyce zidentyfikowanych genotypów, ich porównaniu wzajemnym oraz z genotypami opisanymi w innych krajach europejskich i na Å›wiecie (i), oszacowaniu transmisji gruźlicy miedzy LitwÄ… a PolskÄ… oraz wewnÄ…trz tych krajów (ii), okreÅ›leniu genetycznych determinantów lekoopornoÅ›ci, a także, być może, innych cech fenotypowych (zakaźność, wirulencja), przy uwzglÄ™dnieniu ich znaczenia klinicznego w przebiegu postÄ™powania diagnostyczno-terapeutycznego w gruźlicy (iii).

Zaplanowana strategia eksperymentalna Å‚Ä…czy techniki wielotorowej analizy molekularnej z wnikliwÄ… analizÄ… epidemiologicznÄ… i klinicznÄ…. Dane o chorych wraz z materiaÅ‚em badawczym bÄ™dÄ… zbierane prospektywnie, w trakcie hospitalizacji chorych, jak też retrospektywnie, na podstawie przeglÄ…du dokumentacji medycznej, rejestrów chorych i laboratoryjnych baz danych. Badaniem zostanÄ… objÄ™ci wyÅ‚Ä…cznie chorzy z potwierdzonym rozpoznaniem gruźlicy pÅ‚uc, od których wyizolowano co najmniej jeden szczep M. tuberculosis. Ostateczna wielkość próby badanej bÄ™dzie zależaÅ‚a od żywotnoÅ›ci prÄ…tków oraz kompletnoÅ›ci zebranych danych klinicznych i epidemiologicznych. Dla wszystkich szczepów zostanÄ… wykonane testy identyfikacji gatunkowej. Profile lekowrażliwoÅ›ci zostanÄ… okreÅ›lone przy użyciu metod hodowlanych i molekularnych, opartych o hybrydyzacjÄ™ DNA. Zróżnicowanie genetyczne szczepów M. tuberculosis bÄ™dzie badane przy użyciu trzech metod, tj.: spoligotyping (i), MIRU-VNTR (mycobacterial interspersed repetitive unit – variable-number tandem-repeat) typing dla 24 loci (ii) oraz typowania w oparciu o analizÄ™ sekwencyjnÄ… genomów prÄ…tkowych (WGS, whole-genome sequencing). Dane otrzymane przy zastosowaniu techniki WGS zostanÄ… poddane wielopoziomowej analizie wykorzystujÄ…cej szeroki zestaw narzÄ™dzi bioinformatycznych. W ostatniej części projektu, wyniki typowania genetycznego szczepów M. tuberculosis, uzupeÅ‚nione danymi klinicznymi i epidemiologicznymi chorych, zÅ‚ożą siÄ™, w toku licznych analiz porównawczych i statystycznych, w kompleksowe studium molekularne gruźlicy.

Proponowany projekt stanowi najwiÄ™ksze jak dotÄ…d badanie z zakresu epidemiologii molekularnej gruźlicy na terenie Litwy i Polski. Wyniki przeprowadzonych badaÅ„ istotnie poszerzÄ… wiedzÄ™ na temat genetycznych determinantów lekoopornoÅ›ci, wirulencji i transmisji prÄ…tków M. tuberculosis, torujÄ…c drogÄ™ dla opracowania nowych strategii diagnostycznych i terapeutycznych w gruźlicy. Badania przewidziane w projekcie wkomponowujÄ… siÄ™ globalnÄ… strategiÄ™ walki z gruźlicÄ…, wiodÄ…cej do eliminacji choroby jako problemu zdrowotnego spoÅ‚ecznoÅ›ci ludzkiej.

PrzedÅ‚ożony projekt, jako pierwszy, tak szeroko wÅ‚Ä…cza bilateralnie PolskÄ™ i LitwÄ™, w nurt badaÅ„ dotyczÄ…cych mykobakteriologii i epidemiologii gruźlicy. ZakÅ‚ada on wielooÅ›rodkowÄ… wspóÅ‚pracÄ™ szpitali, poradni przeciwgruźliczych i laboratoriów prÄ…tka, dziaÅ‚ajÄ…cych na terenie Polski i Litwy, której koordynacjÄ… w obu krajach pokieruje odpowiednio Uniwersytet Warszawski, w konsorcjum z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym, oraz Uniwersytet WileÅ„ski. Realizacja projektu nie tylko wzmocni wspóÅ‚pracÄ™ miÄ™dzy wnioskujÄ…cymi instytucjami, ale także da impuls do dziaÅ‚ania innym krajom regionu, angażujÄ…c je jeszcze bardziej w wielkoskalowe, zintegrowane, miÄ™dzynarodowe, inicjatywy badawcze poÅ›wiÄ™cone zwalczaniu gruźlicy.

Projekt: V.4.1. Kompleksowy program wsparcia dla doktorantów UW – I konkurs na badania: WystÄ™powanie glonów z rodzaju Prototheca spp. w stacjach uzdatniania wody w Warszawie oraz okreÅ›lenie ich lekowrażliwoÅ›ci

Rodzaj Prototheca (Trebouxiophyceae) obejmuje jednokomórkowe, bezbarwne (nie fotosyntetyzujÄ…ce), saprofityczne mikroalgi, które mogÄ… wywoÅ‚ywać oportunistyczne zakażenia czÅ‚owieka i zwierzÄ…t. Algi Prototheca spp. to mikroorganizmy, wykazujÄ…ce silne upodobanie do obszarów o wysokiej zawartoÅ›ci materii organicznej i wilgoci. Po raz pierwszy, glony Prototheca spp. wyizolowano z wycieków przyrannych drzew liÅ›ciastych. Później zaczÄ™to je wykrywać w próbkach z wielu Å›rodowisk wodnych (rzeki, jeziora, stawy, kanaÅ‚y) i lÄ…dowych (gleba, bÅ‚oto, osady). WÅ›ród sztucznych Å›rodowisk wodnych, z których izoluje siÄ™ algi Prototheca spp. można wyróżnić kanaÅ‚y irygacyjne, stawy rybne, zbiorniki akwariowe, poidÅ‚a dla bydÅ‚a. Ważnym rezerwuarem alg Prototheca spp. sÄ… Å›cieki oraz osady Å›ciekowe. Już w latach 80. zaobserwowano, że algi Prototheca spp. majÄ… zdolność wytrzymywania standardowego procesu chlorowania w systemach oczyszczania Å›cieków oraz wykazujÄ… oporność na wysokie temperatury (np. używane w pasteryzacji). Wnioski te zostaÅ‚y potwierdzone w późniejszych badaniach. Zdolność glonów Prototheca spp. do przeżywania w nieprzyjaznych i trudnych warunkach Å›rodowiskowych zwiÄ™ksza ryzyko ich przeniesienia na zwierzÄ™ta lub ludzi.

Celem projektu bÄ™dzie zbadanie wystÄ™powania glonów Prototheca spp. podczas kolejnych etapów oczyszczania Å›cieków – w komorze zbiorczej, osadnikach wstÄ™pnych i osadnikach wtórnych w oczyszczalni Å›cieków „Czajka”.

Strategia DoskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: Identyfikacja gatunkowa oraz ocena lekowrażliwoÅ›ci glonów z rodzaju Prototheca wyizolowanych z przypadków psiej prototekozy

Celem niniejszego projektu jest identyfikacja gatunkowa oraz analiza lekowrażliwoÅ›ci szczepów Prototheca, wyizolowanych z przypadków prototekozy u psów. Mikroalgi Prototheca sÄ… jedynymi znanymi roÅ›linami zdolnymi do wywoÅ‚ywania zakażeÅ„ oportunistycznych u ludzi i zwierzÄ…t. Leczenie choroby utrudnia oporność glonów na wiele konwencjonalnych antybiotyków i chemioterapeutyków. Do identyfikacji gatunkowej zostanie użyta metoda PCR-sequencing dla genu cytB. Natomiast badanie lekowrażliwoÅ›ci bÄ™dzie polegaÅ‚o na oznaczeniu, metodÄ… mikrorozcieÅ„czeÅ„, minimalnych stężeÅ„ hamujÄ…cych (MIC) oraz minimalnych stężeÅ„ bójczych (MAC). Wyniki projektu pozwolÄ… ustalić etiologiÄ™ zakażeÅ„ prototekowych u psów oraz wskazać, które preparaty miaÅ‚yby najwiÄ™kszÄ… użyteczność klinicznÄ… w leczeniu psiej prototekozy.

Zielony Uniwersytet Warszawski "Ochrona bioróżnorodnoÅ›ci glonów z rodzaju Prototheca sp."

Glony to grupa morfologiczno-ekologiczna, skÅ‚adajÄ…ca siÄ™ z ok. 72 500 gatunków należących do kilku niespokrewnionych linii ewolucyjnych. Poza istotnym znaczeniem ekologicznym w produkcji pierwotnej biomasy i obiegu wÄ™gla w przyrodzie, glony majÄ… szerokie zastosowanie w różnych gaÅ‚Ä™ziach przemysÅ‚u, w tym przemyÅ›le rolnym, spożywczym, kosmetycznym i bioremediacyjnym. SzczególnÄ… grupÄ™ stanowiÄ… jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu glony z rodzaju Prototheca, które jako jedyne roÅ›liny majÄ… zdolność wywoÅ‚ywania zakażeÅ„ u zwierzÄ…t i ludzi. Celem projektu jest ochrona bioróżnorodnoÅ›ci ex situ szczepów Å›rodowiskowych Prototheca spp., poprzez ich krioprezerwacjÄ™ i zdeponowanie w kolekcji kultur ZakÅ‚adu Mikrobiologii Medycznej, WydziaÅ‚u Biologii, Uniwersytetu Warszawskiego. 

Konkurs Projektów MÅ‚odych Badaczy: Zastosowanie metod typowania genetycznego do oceny transmisji gruźlicy w Nigerii

Nigeria jest jednym z najsilniej dotkniÄ™tych problemem gruźlicy krajów, zajmujÄ…c pod wzglÄ™dem zachorowalnoÅ›ci 6. miejsce na Å›wiecie (219 przypadków/100 000 osób rocznie). Celem projektu jest ocena zróżnicowania genetycznego szczepów Mycobacterium tuberculosis wyizolowanych od chorych na gruźlicÄ™ pÅ‚uc w Nigerii, przy użyciu nowoczesnej techniki MIRU-VNTR typing. Realizacja projektu pozwoli na pogÅ‚Ä™bionÄ… analizÄ™ polimorfizmu genetycznego populacji M. tuberculosis, a przy tym umożliwi ocenÄ™ czÄ™stoÅ›ci transmisji gruźlicy lekowrażliwej i lekoopornej wÅ›ród nigeryjskich chorych.

Konkurs Projektów MÅ‚odych Badaczy: Sekwencjonowanie i analiza genomu Prototheca lentecrescens PK1 (T)

Glony Prototheca spp. sÄ…, poza Chlorella spp., jedynymi znanymi dotÄ…d roÅ›linami zdolnymi wywoÅ‚ywać choroby ludzi i zwierzÄ…t. Aktualnie znanych jest 18 gatunków Prototheca. Kompletne sekwencje genomowe opisane sÄ… tylko dla 5 z nich (P. ciferrii, P. bovis, P. cutis, P. wickerhamii). Badania zaprojektowane w niniejszym projekcie powiÄ™kszÄ… pulÄ™ zsekwencjonowanych genomów Prototheca spp. o kolejny, umożliwiajÄ…c coraz bardziej kompleksowe porównania miÄ™dzy poszczególnymi gatunkami omawianych glonów (oraz organizmami blisko spokrewnionymi, takimi jak Chlorella variabilis, czy Helicosporidium sp.). Takie badania porównawcze ukierunkowane sÄ… na poznanie genetycznych determinantów biologii (trybu życia) tych organizmów, przeÅ›ledzenie ewolucyjnej historii nabycia patogennoÅ›ci przez glony Prototheca spp., a wreszcie znalezienie nowych, skutecznych markerów genetycznych w celach taksonomicznych i diagnostycznych. Celem niniejszego projektu jest sekwencjonowanie i wstÄ™pna analiza strukturalno-funkcjonalna genomu szczepu typowego nowo opisanego w Polsce gatunku, tj. Prototheca lentecrescens PK1.

Strategia DoskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: Opracowanie aplikacji on-line umożliwiajÄ…cej szybkÄ… i wiarygodnÄ… identyfikacjÄ™ gatunkowÄ… glonów z rodzaju Prototheca

Glony z rodzaju Prototheca, obok Chorella spp., sÄ… jedynymi znanymi dotÄ…d roÅ›linami mogÄ…cymi wywoÅ‚ywać zakażenia u krÄ™gowców. SpoÅ›ród 15 opisanych gatunków, sześć, tj. Prototheca wickerhamii, Prototheca ciferrii,Prototheca bovis, Prototheca miyaji, Prototheca blashkeae  i Prototheca cutis uznaje siÄ™ za organizmy patogenne dla czÅ‚owieka i zwierzÄ…t, czynniki etiologiczne prototekozy.

Najbardziej wiarygodnÄ… metodÄ… identyfikacji gatunkowej glonów Prototheca spp. jest analiza sekwencyjna fragmentu genu cytB. Analiza ta wymaga przyrównania badanej sekwencji do odpowiednich (i rygorystycznie zwalidowanych) sekwencji zdeponowanych dla przedstawicieli wszystkich opisanych gatunków z rodzaju Prototheca. Dotychczas nie byÅ‚o jednolitej bazy danych zawierajÄ…cych takie referencyjne sekwencje cytB dla glonów Prototheca spp. BrakowaÅ‚o też wygodnego narzÄ™dzia umożliwiajÄ…cego prostÄ… i szybkÄ… analizÄ™ porównawczÄ… oraz deponowanie prototekowych sekwencji DNA (w tym sekwencji genu cytB). 

Celem projektu jest opracowanie pierwszej aplikacji on-line, umożlwiajÄ…cej wiarygodnÄ… identyfikacjÄ™ gatunkowÄ… glonów Prototheca spp. w oparciu o wprowadzane sekwencje cytB. Aplikacja zostanie oparta o autorskÄ… bazÄ™ sekwencji DNA pochodzÄ…cych z najwiÄ™kszej na Å›wiecie kolekcji glonów Prototheca spp., osadzonej w ZakÅ‚adzie Mikrobiologii Medycznej Instytutu Mikrobiologii UW (kierownik kolekcji: dr hab. Tomasz Jagielski).

Strategia DoskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: Sekwencjonowanie i analiza genomów Prototheca moriformis SAG 263-2 (T) oraz Prototheca zopfii ATCC 16533 (T)

Celem niniejszego projektu jest sekwencjonowanie i wstÄ™pna analiza strukturalno-funkcjonalna genomów dwóch szczepów glonów: Prototheca moriformis SAG 263-2 (T) oraz Prototheca zopfii ATCC 16533 (T), pierwszych dwóch gatunków z rodzaju Prototheca. Badania te umożliwiÄ… pozyskanie istotnych informacji dotyczÄ…cych organizacji strukturalnej, pojemnoÅ›ci kodujÄ…cej oraz wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci metabolicznych drobnoustrojów. Do badaÅ„ zostanÄ… wykorzystane szczepy zdeponowane w kolekcji ZakÅ‚adu Mikrobiologii Medycznej (ZMM, WydziaÅ‚ Biologii, Uniwersytet Warszawski). Metodyka bÄ™dzie obejmowaÅ‚a nastÄ™pujÄ…ce etapy: przygotowanie materiaÅ‚u badawczego, izolacje genomowego DNA, sekwencjonowanie genomu oraz adnotacje i poszukiwanie genów. Uzyskane wyniki w poÅ‚Ä…czeniu z danymi literaturowymi przyczyniÄ… siÄ™ do poszerzenia wiedzy na temat biologii (w tym wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci patogennych) i ewolucji badanych alg.

Strategia doskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: Propozycja nowej metody typowania genetycznego szczepów Mycobacterium kansasii complex

W ub. r., dziÄ™ki badaniom ZakÅ‚adu Mikrobiologii Medycznej WB UW opisano tzw. Mycobacterium kansasii complex (MKC). Należy do niego 6 gatunków wczeÅ›niej traktowanych jako tzw. typy genetyczne (I-VI) M. kansasii. SpoÅ›ród opisanych gatunków kompleksu, szczególne znaczenie kliniczne i epidemiologiczne majÄ… dwa z nich tj. Mycobacterium kansasii i Mycobacterium persicum. Ma to zwiÄ…zek z ich wysokÄ… czÄ™stoÅ›ciÄ… izolacji z materiaÅ‚ów klinicznych i wysokim potencjaÅ‚em chorobotwórczym. Znaczenie typowania genetycznego (identyfikacji gatunkowej) MKC polega wiÄ™c przede wszystkim na różnicowaniu szczepów patogennych i Å›rodowiskowych (klinicznie obojÄ™tnych). Dotychczas jedynÄ… w peÅ‚ni skutecznÄ… metodÄ… identyfikacji poszczególnych gatunków MKC byÅ‚o sekwencjonowanie genomowe - metoda wciąż zbyt kosztowna, szczególnie w krajach nisko- i Å›rednio rozwiniÄ™tych. 

Projekt ma na celu opracowanie, na podstawie analiz bioinformatycznych, nowych markerów molekularnych umożliwiajÄ…cych wiarygodnÄ… identyfikacjÄ™ gatunkowÄ… MKC.

Strategia DoskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: WystÄ™powanie glonów z rodzaju Prototheca w Å›rodowisku naturalnym - projekt realizowany we wspóÅ‚pracy z WUM

Glony należące do rodzaju Prototheca sÄ… jedynymi znanymi dotÄ…d roÅ›linami, mogÄ…cymi wywoÅ‚ywać zakażenia u krÄ™gowców, w tym czÅ‚owieka. WystÄ™pujÄ… czÄ™sto w przyrodzie, jednak kompleksowe badania dotyczÄ…ce rozpowszechnienia glonów Prototheca w Å›rodowisku nie byÅ‚y dotychczas prowadzone. 

Celem projektu jest ocena wystÄ™powania glonów z rodzaju Prototheca w Å›rodowisku naturalnym. Zdefiniowany zostanie rezerwuar patogennych gatunków Prototheca. MateriaÅ‚ do badaÅ„ stanowiÅ‚y bÄ™dÄ… próbki Å›rodowiskowe, pochodzÄ…ce ze zbiorników wodnych oraz gleby, izolowane na terenie Polski. 

Strategia DoskonaÅ‚oÅ›ci - Uczelnia Badawcza: Analiza sekwencji genomu Prototheca xanthoriae – projekt otwierajÄ…cy badania z zakresu genomiki porównawczej Prototheca sp.

Glony z rodzaju Prototheca to rozpowszechnione w przyrodzie jednokomórkowe, bezchlorofilowe saprofity. Niektóre gatunki sÄ… oportunistycznie patogenne wywoÅ‚ujÄ…c zakażenia czÅ‚owieka i zwierzÄ…t, zwane prototekozami. Przedmiotem dziaÅ‚ania jest analiza sekwencji genomowej P. xanthoriae SAG 263-11, szczepu który do niedawna uważany byÅ‚ za reprezentanta gatunku P. wickerhamii. Analiza ta pozwoli na porównanie dwóch blisko spokrewnionych gatunków Prototheca, różniÄ…cych siÄ™ potencjaÅ‚em patogennym. PrzedÅ‚ożony projekt stanowi wstÄ™p do analizy sekwencji genomów wszystkich przedstawicieli Prototheca sp. Proponowanie badania z zakresu genomiki porównawczej majÄ… charakter pionierski i dostarczÄ… niezwykle cennych informacji dotyczÄ…cych m.in. molekularnych determinantów patogennoÅ›ci, wirulencji, czy lekoopornoÅ›ci poszczególnych gatunków. PozwolÄ… też na zaprojektowanie nowych metod przydatnych w identyfikacji gatunkowej Prototheca sp.

Ocena potencjaÅ‚u epidemicznego chorobotwórczych glonów z rodzaju Prototheca w Polsce: badania Å›rodowiskowe, kliniczne i molekularne prototekozy u zwierzÄ…t

Do rodzaju Prototheca należą jednokomórkowe, pozbawione chlorofilu, drożdżakopodobne glony, powszechnie wystÄ™pujÄ…ce w przyrodzie. SpoÅ›ród 6 obecnie znanych gatunków Prototheca, cztery – P. zopfii, P. wickerhamii, P. blaschkeae i P. cutis, sÄ… patogenne dla czÅ‚owieka i zwierzÄ…t, bÄ™dÄ…c etiologicznymi czynnikami prototekozy. SÄ… przez to jedynymi znanymi dotÄ…d roÅ›linami zdolnymi wywoÅ‚ywać zakażenia u krÄ™gowców.

Celem projektu jest szczegóÅ‚owe rozpoznanie statusu epidemicznego zakażeÅ„ wywoÅ‚ywanych przez glony Prototheca, uwzglÄ™dniajÄ…cego prewalencjÄ™ zakażeÅ„, drogi ich transmisji, a także zakaźność i zjadliwość patogenu dla zwierzÄ…t. W projekcie zastosowane zostanie podejÅ›cie Å‚Ä…czÄ…ce trzy typy badaÅ„: Å›rodowiskowe, kliniczne i molekularne. MateriaÅ‚ doÅ›wiadczalny bÄ™dzie pochodziÅ‚ z wielkoskalowych, przesiewowych badaÅ„ zwierzÄ…t hodowlanych i domowych, a także badaÅ„ Å›rodowiskowych.

Badania zaplanowane w ramach proponowanego projektu zÅ‚ożą siÄ™ na najwiÄ™ksze dotychczas studium eksperymentalno-badawcze poÅ›wiÄ™cone glonom Prototheca. Uzyskane wyniki gruntownie poszerzÄ… wiedzÄ™ na temat ekologii i filogenetyki tego rodzaju. Przeprowadzone analizy dostarczÄ… kluczowych informacji na temat struktury genetycznej i polimorfizmu genetycznego Prototheca spp. Zbadane zostanie podÅ‚oże różnic w prezentowanym profilu fenotypowym miÄ™dzy gatunkami i genotypami. Poznane zostanÄ… genetyczne determinanty patogennoÅ›ci, wirulencji i opornoÅ›ci na leki. W ramach projektu opracowane zostanÄ… oryginalne metody molekularne umożliwiajÄ…ce dokÅ‚adniejszÄ… i szybszÄ…, niż dotÄ…d, identyfikacjÄ™ gatunków i typów genetycznych Prototheca. Wreszcie, uzyskane wyniki być może przyczyniÄ… siÄ™ do powoÅ‚ania pierwszego w Polsce programu nadzoru nad prototekozÄ… u zwierzÄ…t. Ogólnie, realizacja wnioskowanego projektu umożliwi ocenÄ™ potencjaÅ‚u epidemicznego glonów z rodzaju Prototheca i przez to wyÅ›wietli ich wpÅ‚yw na medycynÄ™ weterynaryjnÄ…, zdrowie publiczne i gospodarkÄ™.

Nowy algorytm identyfikacji zakażeń Mycobacterium kansasii

W ostatnich latach obserwuje siÄ™ wzrastajÄ…cÄ… liczbÄ™ zachorowaÅ„ na mykobakteriozy wÅ›ród ludzi, wywoÅ‚ywane przez bakteryjne patogeny oportunistyczne okreÅ›lane jako prÄ…tki atypowe. Jednym z najczÄ™stszych czynników etiologicznych mykobakterioz jest prÄ…tek Mycobacterium kansasii.

Projekt ma na celu opracowanie nowego, uniwersalnego algorytmu molekularnej identyfikacji zakażeÅ„ wywoÅ‚anych przez prÄ…tki Mycobacterium kansasii. Algorytm obejmowaÅ‚by zestaw prostych, szybkich i wiarygodnych testów diagnostycznych umożliwiajÄ…cych identyfikacjÄ™ patogenu na poziomie gatunku i szczepu, a także wykrywanie lekoopornoÅ›ci i zjadliwoÅ›ci prÄ…tków M. kansasii. Wyniki projektu nie tylko usprawniÄ… diagnostykÄ™ zakażeÅ„ prÄ…tkami M. kansasii, ale też przyczyniÄ… siÄ™ do opracowania i wdrożenia nowych schematów leczenia i strategii prewencyjnych.

STRONA PROJEKTU

Nowy uniwersalny wektor i jego zastosowanie do konstrukcji szczepionki nowej generacji

Celem przedstawionego projektu jest stworzenie szczepu Bacillus subtilis, który jako żywy wektor immunogenny byÅ‚by zdolny do stabilnej ekspresji obcego antygenu w komórkach gospodarza powodujÄ…c wysoce efektywnÄ… odpowiedź komórek T CD-8, bezpoÅ›rednio skierowanÄ… przeciwko prezentowanemu antygenowi. Najbardziej istotnÄ… dla proponowanego projektu jest absolutna pewność, że pasożyty wewnÄ…trzkomórkowe, takie jak Listeria monocytogenes oraz skonstruowane szczepy B. subtilis, wzrastajÄ…ce bezpoÅ›rednio w komórkach zakażonego gospodarza, wydzielajÄ… antygeny bezpoÅ›rednio do cytoplazmy uruchamiajÄ…c prezentacjÄ™ antygenu za poÅ›rednictwem kompleksu zgodnoÅ›ci tkankowej klasy I (MHC I). Umieszczony na powierzchni komórki kompleks MHC I-obcy antygen jest sygnaÅ‚em indukujÄ…cym odpowiedź komórkowÄ…. Aktywacji ulegajÄ… przede wszystkim komórki T cytotoksyczne, odpowiedzialne za niszczenie komórek zakażonych bakteriami wewnÄ…trzkomórkowymi, wirusami oraz likwidacjÄ™ komórek nowotworowych. Z tego też powodu wbudowanie obcych antygenów do inwazyjnego szczepu B. subtilis, bÄ™dÄ…cego szczepionkÄ… może wywoÅ‚ać wysoce efektywnÄ… odpowiedź komórek T CD-8, bezpoÅ›rednio skierowanÄ… przeciwko prezentowanemu antygenowi. Stabilna ekspresja obcego antygenu w komórkach gospodarza bÄ™dzie oceniana przy udziale nukleoproteiny wirusa grypy (NP) jako modelowego obcego antygenu.

Użycie wektora przeciwko Mycobacterium tuberculosis jest ostatecznÄ… aplikacjÄ… proponowanego projektu. Proponowane przez nas rozwiÄ…zanie tj. wektor skonstruowany na bazie B. subtilis jest idealnym kandydatem na szczepionkÄ™ wektorowÄ… przeciwko gruźlicy. Wklonowanie genów kodujÄ…cych biaÅ‚ka Ag85B i TB10.4., a potem PstS-1 i biaÅ‚ka fuzyjnego Mtb72F M. tuberculosis bÄ™dzie powodować silnÄ… immunogenność i wywoÅ‚anie odpowiedzi komórkowej ukÅ‚adu odpornoÅ›ciowego. Projekt zakÅ‚ada wiÄ™c zastosowanie fuzji kilku antygenów, które bÄ™dÄ… produkowane przez B. subtilis. W ten sposób zamierzamy uzyskać wyższy poziom immunizacji niż w przypadku stosowania jako szczepionki tylko jednego wybranego antygenu lub kilku antygenów produkowanych przez wektor jako oddzielne biaÅ‚ka. Przydatność różnych szczepów do dostarczania antygenów na teren cytoplazmy bÄ™dzie oceniana na podstawie stopnia indukcji cytotoksycznych komórek T. W ramach projektu bÄ™dÄ… również prowadzone badania w kierunku poszukiwania nowych antygenów, które mogÄ… okazać siÄ™ skuteczniejsze od stosowanych dotychczas w szczepionkach przeciw gruźlicy. W tym celu bÄ™dÄ… prowadzone analizy komputerowe sekwencji genomu M. tuberculosis za pomocÄ… szeregu narzÄ™dzi bioinformatycznych. Prowadzone bÄ™dÄ… też równolegle prace nad stworzeniem szczepionki niosÄ…cej pojedyncze epitopy badanych antygenów. To nowatorskie podejÅ›cie do konstruowania szczepionki pozwoli na indukowanie swoistej odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciw różnorodnym antygenom i zwiÄ™kszenie skutecznoÅ›ci szczepieÅ„ ochronnych.

Charakterystyka mykobiomu skóry osób zdrowych oraz pacjentów z atopowym zapaleniem skóry

Atopowe zapalenie skóry (AZS) jest przewlekÅ‚Ä… i nawrotowÄ…, zapalnÄ… dermatozÄ… Å›wiÄ…dowÄ… wystÄ™pujÄ…cÄ… gÅ‚ównie u dzieci, ale także, a w ostatnim czasie coraz częściej, u osób dorosÅ‚ych. AZS jest jednÄ… z najczęściej rozpoznawanych chorób skóry i dotyczy 15-20% populacji dzieciÄ™cej oraz 1-3% osób dorosÅ‚ych.

Grzyby, niejednokrotnie patogeny oportunistyczne, wspóÅ‚tworzÄ…ce mikroflorÄ™ skóry ludzkiej wydajÄ… siÄ™ stanowić istotny czynnik w etiopatogenezie wielu dermatoz, w tym również AZS.

Celem projektu jest rozpoznanie struktury populacyjnej, skÅ‚adu jakoÅ›ciowego i iloÅ›ciowego mikroflory grzybiczej (mykobiomu) skóry osób chorych na AZS oraz zdrowych ochotników (grupa kontrolna). istotnym zadaniem badawczym bÄ™dzie ocena zróżnicowania taksonomicznego mykobiomu skóry w kontekÅ›cie caÅ‚oksztaÅ‚tu cech klinicznych i socjo-demograficznych opisujÄ…cych poszczególnych uczestników badania.

Zaplanowana strategia eksperymentalna Å‚Ä…czy techniki mykologii konwencjonalnej i analizy metagenomowej. Tym samym badania przewidziane w projekcie zÅ‚ożą siÄ™ na najwiÄ™ksze jak dotÄ…d studium analityczne mykobiomu skóry czÅ‚owieka.

Badania podjÄ™te w projekcie bÄ™dÄ… ukierunkowane na poszukiwanie zależnoÅ›ci miÄ™dzy zmianami w strukturze (jakoÅ›ciowej i iloÅ›ciowej) mykobiomu skóry w nawiÄ…zaniu do obecnoÅ›ci lub braku symptomów AZS. Kluczowe bÄ™dzie opisanie różnic w skÅ‚adzie mykoflory skóry oraz ich znaczenia dla wystÄ…pienia lub nasilenia objawów AZS.

Realizacja badaÅ„ zaplanowanych w ramach projektu może mieć istotne przeÅ‚ożenie na medycynÄ™ klinicznÄ… i diagnostykÄ™ laboratoryjnÄ…. Wskazanie okreÅ›lonych gatunków grzybów jako swoistych biomarkerów AZS (różnych jego manifestacji, lokalizacji, charakteru zmian, itp.) ukierunkuje poszukiwanie produkowanych przez te gatunki specyficznych antygenów, metabolitów, które bÄ™dzie można zastosować w funkcji markerów diagnostycznych, prognostycznych lub predykcyjnych w AZS. PeÅ‚na charakterystyka struktury mykobiomu skóry atopowej może wiÄ™c pomóc nie tylko w opisie (wykrywaniu) AZS, ale także przeciwdziaÅ‚aniu chorobie, np. przez projektowanie nowych antymykotyków, skutecznych w eliminacji grzybów powiÄ…zanych etiologicznie z tÄ… dermatozÄ….

Ocena polimorfizmu genetycznego grzybów z rodzaju Scopulariopsis – opracowanie molekularnej metody diagnostyki patogennych szczepów Scopulariopsis sp.

Rodzaj Scopulariopsis obejmuje przeszÅ‚o 30 gatunków grzybów pleÅ›niowych, których gÅ‚ównym Å›rodowiskiem życia jest gleba, gdzie jako saprotrofy uczestniczÄ… w procesie mineralizacji materii organicznej. Grzyby te mogÄ… jednak wywoÅ‚ywać u ludzi zakażenia oportunistyczne. DominujÄ… zakażenia powierzchniowe, gÅ‚ównie pÅ‚ytek paznokciowych (onychomykoza). Znacznie rzadsze sÄ… zakażenia podskórne, narzÄ…dowe lub uogólnione. Grzybice narzÄ…dów wewnÄ™trznych oraz systemowe dotyczÄ… przede wszystkim chorych z upoÅ›ledzonym ukÅ‚adem immunologicznym i obarczone sÄ… wysokÄ… Å›miertelnoÅ›ciÄ…. Leczenie zakażeÅ„ wywoÅ‚anych przez grzyby z rodzaju Scopulariopsis jest trudne i zwykle ma charakter empiryczny. Wiąże siÄ™ to miÄ™dzy innymi z czÄ™stym zjawiskiem wielolekoopornoÅ›ci w szczepach klinicznych Scopulariopsis sp.

Diagnostyka grzybów chorobotwórczych z rodzaju Scopulariopsis opiera siÄ™ wciąż w znacznej mierze na metodach fenotypowych, gÅ‚ównie obserwacji mikroskopowej szczegóÅ‚ów morfologii grzyba, a także testach biochemicznych. Metody te nie zawsze dajÄ… jednoznaczne wyniki. SÄ… przy tym czasochÅ‚onne, gdyż zwykle wymagajÄ… pozyskania czystej hodowli grzyba. Dlatego coraz częściej zwraca siÄ™ ku metodom molekularnym, które pozwalajÄ… na znaczne skrócenie procedury diagnostycznej i umożliwiajÄ… wiarygodnÄ… identyfikacjÄ™ czynnika zakaźnego już we wczesnej fazie choroby.

W literaturze przedmiotu, dane dotyczÄ…ce diagnostyki molekularnej grzybów z rodzaju Scopulariopsis sÄ… niezwykle skÄ…pe. Brak jakichkolwiek informacji na temat technik genetycznych umożliwiajÄ…cych różnicowanie poszczególnych gatunków w obrÄ™bie rodzaju, a tym bardziej różnicowanie wewnÄ…trzgatunkowe (na poziomie szczepów).

Celem projektu jest rozpoznanie polimorfizmu genetycznego w obrÄ™bie taksonu, tj. wÅ›ród szczepów reprezentujÄ…cych różne gatunki Scopulariopsis, zarówno te o znaczeniu klinicznym, jak i te, dotychczas izolowane wyÅ‚Ä…cznie z próbek Å›rodowiskowych. OkreÅ›lenie miÄ™dzygatunkowych różnic genetycznych pozwoli zaproponować nowÄ…, molekularnÄ… metodÄ™ diagnostycznÄ…, umożliwiajÄ…cÄ… nie tylko szybkie wykrywanie zakażeÅ„ wywoÅ‚ywanych przez grzyby z rodzaju Scopulariopsis, ale również identyfikacjÄ™ czynnika etiologicznego na poziomie gatunku. Opracowanie zasady takiej metody oraz jej optymalizacja pozwalajÄ…ca wdrożyć jÄ… do praktyki klinicznej stanowi gÅ‚ówny cel aplikacyjny projektu.

Projekt zakÅ‚ada pierwszÄ… w Polsce i być może w Å›wiecie tak szczegóÅ‚owÄ… analizÄ™ molekularnÄ… grzybów z rodzaju Scopulariopsis. Otrzymane wyniki bÄ™dÄ… miaÅ‚y znaczenie nie tylko dla diagnostyki, ale także lepszego poznania filogenetyki i epidemiologii tych grzybów.

Identyfikacja oraz analiza genetyczna mutacji warunkujÄ…cych lekooporność w szczepach klinicznych Mycobacterium tuberculosis typu MDR

NajwiÄ™ksze wyzwanie dla systemu leczenia i nadzoru nad gruźlicÄ… stwarza zjawisko wielolekoopornoÅ›ci prÄ…tków gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis). Szczególne znaczenie ma oporność typu MDR (ang. multidrug resistance) definiowana jako oporność prÄ…tków na co najmniej izoniazyd (INH) i ryfampicynÄ™ (RMP), dwa kluczowe leki stosowane w terapii gruźlicy. Obecnie uważa siÄ™, że gÅ‚ównÄ… rolÄ™ w ksztaÅ‚towaniu opornoÅ›ci na leki przeciwprÄ…tkowe odgrywajÄ… spontaniczne mutacje w genach kodujÄ…cych biaÅ‚ka bÄ™dÄ…ce czÄ™sto, choć nie zawsze, celami molekularnymi tych leków. Mutacje te majÄ… zwykle charakter punktowy lub niewielkich (kilkunukleotydowych) insercji lub delecji. W szczepach M. tuberculosis mutacje wystÄ™pujÄ… z różnÄ… czÄ™stoÅ›ciÄ… i w różny sposób ksztaÅ‚tujÄ… ich fenotyp lekoopornoÅ›ci, co wyraża siÄ™ odmiennym mianem opornoÅ›ci szczepu na dany lek p/prÄ…tkowy.

Badania dotyczÄ…ce oceny wystÄ™powania mutacji genetycznych warunkujÄ…cych stan opornoÅ›ci szczepów M. tuberculosis na leki p/prÄ…tkowe majÄ… istotny wymiar aplikacyjny. Badania takie pozwalajÄ… odróżnić mutacje charakterystyczne wyÅ‚Ä…cznie dla szczepów lekoopornych od tych, które wystÄ™pujÄ… także w szczepach wrażliwych na dany lek p/prÄ…tkowy. To z kolei jest podstawÄ… opracowania nowoczesnych, wysoce specyficznych i czuÅ‚ych testów diagnostycznych, umożliwiajÄ…cych wiarygodnÄ… i szybkÄ… identyfikacjÄ™ szczepów lekoopornych izolowanych od chorych na gruźlicÄ™. DziÄ™ki temu możliwe jest szybkie (w przypadku testów stosowanych bezpoÅ›rednio w materiale klinicznym – w czasie już 1 dnia od otrzymania materiaÅ‚u) wdrożenie wÅ‚aÅ›ciwego leczenia, bez koniecznoÅ›ci czekania (do 8 tyg.) na wynik konwencjonalnych testów lekowrażliwoÅ›ci. Ma to kapitalne znaczenie dla leczenia gruźlicy.

Celem projektu jest analiza wystÄ™powania mutacji w wybranych genach warunkujÄ…cych stan opornoÅ›ci prÄ…tków gruźlicy na leki p/prÄ…tkowe w szczepach klinicznych M. tuberculosis typu MDR wyizolowanych od chorych na gruźlicÄ™ pÅ‚uc w Polsce w 2004 roku. WÅ›ród zadaÅ„ badawczych projektu jest okreÅ›lenie wpÅ‚ywu wykrytych mutacji nie tylko na profil lekoopornoÅ›ci prÄ…tków (oporność na poszczególne leki p/prÄ…tkowe), ale również na poziom lekoopornoÅ›ci (miano opornoÅ›ci na poszczególne leki p/prÄ…tkowe).

Wyniki otrzymane w toku realizacji projektu bÄ™dÄ… stanowiÅ‚y pierwszÄ… w Polsce tak szczegóÅ‚owÄ… analizÄ™ molekularnych podstaw lekoopornoÅ›ci w gruźlicy. BÄ™dÄ… również sterowaÅ‚y w kierunku zaproponowania nowego algorytmu wykrywania szczepów prÄ…tków gruźlicy niosÄ…cych okreÅ›lony wzór lekoopornoÅ›ci, w tym lekoopornoÅ›ci typu MDR, stanowiÄ…c podstawÄ™ dla opracowania nowego testu diagnostycznego umożliwiajÄ…cego szybkÄ… identyfikacjÄ™ szczepów M. tuberculosis typu MDR.

Poszukiwanie genów kodujÄ…cych czynniki wirulencji Prototheca wickerhamii, oportunistycznego patogenu dla ludzi. Badanie pilotażowe otwierajÄ…ce projekt sekwencjonowania genomu
Prototheca wickerhamii

Rodzaj Prototheca (Trebouxiophyceae) obejmuje jednokomórkowe, bezbarwne, drożdżakopodobne glony, szeroko rozpowszechnione w Å›rodowisku. Glony te, zwykle saprofityczne, mogÄ…, w pewnych warunkach wywoÅ‚ywać zakażenia u ludzi i zwierzÄ…t. SÄ… przez to jedynymi, znanymi dotÄ…d roÅ›linami patogennymi dla czÅ‚owieka i zwierzÄ…t. SpoÅ›ród szeÅ›ciu poznanych gatunków Prototheca, trzy – P. wickerhamii, P. zopfii i od niedawna także P. cutis powodujÄ… zakażenia u ludzi. Przy tym najczęściej izolowanym gatunkiem z przypadków ludzkiej prototekozy jest P. wickerhamii. Wiedza na temat glonów Prototheca jest bardzo ograniczona. NajpoważniejszÄ… lukÄ™ stanowi niemal caÅ‚kowity brak znajomoÅ›ci mechanizmów patogenetycznych prototekozy. Ich wyÅ›wietlenie wymaga zgromadzenia szczegóÅ‚owych danych molekularnych, które obecnie nie sÄ… dostÄ™pne. Niniejszy projekt stanowi próbÄ™ przeniesienia badaÅ„ nad glonami Prototheca na poziom badaÅ„ genomicznych. Celem projektu jest przeprowadzenie wstÄ™pnej analizy sekwencyjnej genomu P. wickerhamii, ze szczególnym uwzglÄ™dnieniem sekwencji kodujÄ…cych potencjalne czynniki wirulencji.

Przeprowadzone w ramach projektu analizy dostarczÄ… niezwykle cennych informacji dotyczÄ…cych organizacji strukturalnej genomu, jego pojemnoÅ›ci kodujÄ…cej, czy też wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci metabolicznych drobnoustroju. Każdy rodzaj polimorfizmu genetycznego wykryty w genomie P. wickerhamii (np. sekwencje mikrosatelitarne, polimorfizm pojedynczych nukleotydów) bÄ™dzie mógÅ‚ zostać użyty w funkcji swoistego markera genetycznego dla oceny zróżnicowania miÄ™dzy- i wewnÄ…trzgatunkowego, o potencjalnym zastosowaniu w diagnostyce molekularnej. Badania porównawcze sekwencji genomu P. wickerhamii z sekwencjami genomowymi organizmów blisko spokrewnionych, takich jak na przykÅ‚ad Chlorella variabilis NC64A pozwolÄ… przybliżyć ewolucyjny kontekst nabycia cechy patogennoÅ›ci przez glony Prototheca. Ponadto, szereg analiz filogenetycznych przeprowadzonych w oparciu o pozyskane sekwencje genomu P. wickerhamii pozwoli na krytycznÄ… ocenÄ™ i weryfikacjÄ™ dotychczasowej pozycji systematycznej taksonu. W koÅ„cu, ustalenie sekwencji genomu P. wickerhamii umożliwi, być może, identyfikacjÄ™ genów zwiÄ…zanych z mechanizmami dziaÅ‚ania leków oraz mechanizmami opornoÅ›ci na te leki. Dane uzyskane w tym zakresie mogÄ… posÅ‚użyć opracowaniu formuÅ‚y nowych, skutecznych leków przeciwko Prototheca spp.

Charakterystyka zdolnoÅ›ci Bacillus subtilis do indukcji prezentacji antygenów na powierzchni komórek eukariotycznych

Celem projektu jest poznanie molekularnych podstaw dostarczania owoalbuminy jaja kurzego (OVA) do cytoplazmy komórek prezentujÄ…cych antygen (APC) takich jak makrofagi czy komórki dendrytyczne przez modyfikowane szczepy Bacillus subtilis produkujÄ…ce listeriolizynÄ™ O (LLO). Projekt zakÅ‚ada opis procesu prezentacji OVA w kompleksach z czÄ…steczkami MHC I na powierzchni tych komórek i analizÄ™ jej zależnoÅ›ci od molekularnej struktury procesowanego antygenu. Zaplanowane badania pozwolÄ… nam scharakteryzować nowy mechanizm dostarczania antygenów do wnÄ™trza komórki  APC i zapewniÄ… solidne podstawy do dalszych eksperymentów  badajÄ…cych dostarczanie biaÅ‚ek patogenów wewnÄ…trzkomórkowych, bÄ™dÄ…cych przyczynÄ… trudnych do zwalczenia chorób. Wyniki badaÅ„ wstÄ™pnych wskazujÄ…, że B. subtilis stanowi doskonaÅ‚y wektor noÅ›nikowy dla obcych antygenów, ze wzglÄ™du na zdolność do bardzo efektywnej sekrecji biaÅ‚ek na zewnÄ…trz komórki, niepatogenność, znajomość genetyki oraz niskie koszty hodowli. W toku badaÅ„ z wykorzystaniem Bacillus wykazano ponadto, że ekspresja genu kodujÄ…cego listeriolizynÄ™ O umożliwia wnikanie do wnÄ™trza komórek eukariotycznych oraz wyswobodzenie siÄ™ z ich wakuoli do cytoplazmy. Dowiedziono także, że koekspresja LLO z innymi antygenami w wektorach bakteryjnych przyczynia siÄ™ do zwiÄ™kszonej odpowiedzi immunologicznej. Cechy te przemawiajÄ… za tym, że B. subtilis może być idealnym kandydatem na noÅ›nik antygenów przyczyniajÄ…cy siÄ™ do indukcji odpowiedzi komórkowej. Analizy proponowane w ramach tego projektu obejmÄ… zatem (i) sprawdzenie zdolnoÅ›ci B. subtilis do dostarczenia antygenu OVA do cytozolu komórek APC, (ii) potwierdzenie powstawania kompleksów czÄ…steczek MHC I z epitopem OVA, (iii) okreÅ›lenie poziomu prezentacji OVA, (iv) zaproponowanie struktury antygenu warunkujÄ…cej efektywnÄ… prezentacjÄ™ jego epitopu w kontekÅ›cie MHC I oraz (v) zbadanie czy prezentacja biaÅ‚ka OVA dostarczonego przez B. subtilis jest w stanie aktywować cytotoksyczne limfocyty T.

Projekt BW: Typowanie genetyczne szczepów Mycobacterium kansasii pochodzÄ…cych z różnych krajów Å›wiata

PrÄ…tki Mycobacterium kansasiimajÄ… szczególne znaczenie kliniczne i epidemiologiczne, a to ze wzglÄ™du na ich wysokÄ… czÄ™stość izolacji z materiaÅ‚ów klinicznych i wysoki potencjaÅ‚ chorobotwórczy. W obrÄ™bie tego gatunku wyróżnia siÄ™ siedem genotypów (I-VII). Znaczenie typowania genetycznego M. kansasiipolega przede wszystkim na różnicowaniu szczepów patogennych (gÅ‚ównie genotypy I i II) i klinicznie obojÄ™tnych (III-VII). Celem projektu jest zbadanie czÄ™stoÅ›ci dotychczas opisanych genotypów M. kansasiipoÅ›ród szczepów izolowanych z próbek klinicznych w wybranych krajach Å›wiata.

Projekt BW: Opracowanie nowej metody identyfikacji alg z rodzaju Prototheca przy wykorzystaniu technologii High Resolution Melting

Mikroalgi z rodzaju Prototheca sÄ… jedynymi znanymi dotÄ…d roÅ›linami wywoÅ‚ujÄ…cymi oportunistyczne infekcje ssaków. SpoÅ›ród 8 opisanych gatunków, 5 posiada potencjaÅ‚ chorobotwórczy, wywoÅ‚ujÄ…c choroby ludzi i zwierzÄ…t (gÅ‚ównie bydÅ‚a), ogólnie nazywane prototekozami. PrawidÅ‚owa identyfikacja gatunkowa Prototheca spp. jest niezbÄ™dna dla rozpoznania prototekozy, ukierunkowanego leczenia, a także profilaktyki i kontroli zakażeÅ„. Celem projektu jest opracowanie i walidacja nowej metody pozwalajÄ…cej na szybkÄ… identyfikacjÄ™ wszystkich znanych gatunków Prototheca, przy użyciu technologii PCR-HRM.

Projekt BW: Ocena różnorodnoÅ›ci mykobiomu skóry u osób chorych na atopowe zapalenie skóry

Projekt BW: Identyfikacja gatunkowa i ocena zróżnicowania genetycznego szczepów Prototheca sp. izolowanych w Polsce

Prototheca obejmuje drożdżakopodobne, bezbarwne glony (Trebouxiophyceae) szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Niektóre gatunki Prototheca wywoÅ‚ujÄ… oportunistyczne zakażenia krÄ™gowców. Celem niniejszego projektu jest ocena zróżnicowania gatunkowego wÅ›ród szczepów Prototheca izolowanych z przypadków zapalenia gruczoÅ‚u mlekowego (mastitis) u krów mlecznych w Polsce. W badaniu zastosowana bÄ™dzie metoda PCR sequencing dla regionu rDNA (gÅ‚. sekwencji miÄ™dzygenowych ITS). Projekt przewiduje propozycjÄ™ metody diagnostycznej umożliwiajÄ…cej różnicowanie miÄ™dzy- i wewnÄ…trzgatunkowe Prototheca spp.

Projekt BW: Identyfikacja grzybów z rodzaju Malassezia izolowanych ze skóry osób HIV-seropozytywnych na podstawie analizy sekwencyjnej operonu rDNA

Grzyby z rodzaju Malassezia wchodzÄ… w skÅ‚ad naturalnej mikroflory skóry czÅ‚owieka, a także niektórych zwierzÄ…t. W pewnych warunkach mogÄ… jednak prowadzić do rozwoju lub nasilenia niektórych chorób skóry, takich jak Å‚upież pstry, Å‚uszczyca, czy atopowe zapalenie skóry. Celem niniejszego projektu jest ocena wystÄ™powania pod wzglÄ™dem gatunkowym i iloÅ›ciowym grzybów z rodzaju Malassezia na skórze osób zakażonych HIV. Do badaÅ„ użyta zostanie analiza sekwencyjna operonu rDNA, która pozwoli ocenić zróżnicowanie zarówno miÄ™dzy-, jak i wewnÄ…trzgatunkowe grzybów Malassezia sp.

Projekt BW: Analiza wpÅ‚ywu delecji C-koÅ„cowej części biaÅ‚ka SecA na ekspresjÄ™ biaÅ‚ek heterologicznych w szczepach Bacillus subtilis

WiÄ™kszość biaÅ‚ek Bacillus subtilis przeznaczonych do sekrecji na zewnÄ…trz komórki wydzielanych jest za pomocÄ… systemu sekrecji Sec. BiaÅ‚ka transportowane tÄ… drogÄ… utrzymywane sÄ… w stanie kompetencji sekrecyjnej dziÄ™ki obecnoÅ›ci wewnÄ…trzkomórkowego chaperonu SecA, który oddziaÅ‚uje z prekursorami tych biaÅ‚ek oraz translokazami bÅ‚onowymi SecYEG. Celem projektu jest zbadanie wpÅ‚ywu delecji C terminalnego regionu biaÅ‚ka SecA na heterologicznÄ… ekspresjÄ™ listeryjnej toksyny, listeriolizyny O (LLO) oraz innych heterologicznych antygenów w B. subtilis.

Projekt BW: Heterologiczna ekspresja epitopu markera CD-20 w Bacillus subtilis

Każdego roku odnotowuje siÄ™ coraz wiÄ™kszÄ… zapadalność na biaÅ‚aczki – w Polsce corocznie wykrywa siÄ™ okoÅ‚o 6 tysiÄ™cy nowych zachorowaÅ„. Drugim co do liczebnoÅ›ci wykrytych przypadków typem biaÅ‚aczki jest biaÅ‚aczka limfatyczna, dotyczÄ…ca zarówno limfocytów T, jak i B. Celem projektu jest sklonowanie sekwencji kodujÄ…cej epitop antygenu CD20 eksprymowanego w dużym stopniu na limfocytach B w szczepie B. subtilis, zdolnym do inwazji do komórek eukariotycznych i uzyskanie szczepu immunizujÄ…cego przeciw nadmiernie proliferujÄ…cym limfocytom B.

Projekt BW: Charakterystyka mutacji występujących w genach warunkujących oporność na streptomycynę w lekowrażliwych szczepach klinicznych Mycobacterium tuberculosis w Polsce

Streptomycyna (SM) jest przeciwgruźliczym lekiem pierwszego rzutu, którego mechanizm dziaÅ‚ania oparty jest na wiÄ…zaniu siÄ™ z podjednostkÄ… 30S rybosomu i hamowaniu procesu translacji. Dotychczasowe badania wykazaÅ‚y, że kluczowe znaczenie dla rozwoju opornoÅ›ci na SM w szczepach Mycobacterium tuberculosis majÄ… mutacje w genach rrs i rpsL, kodujÄ…cych, odpowiednio, 16S rRNA oraz biaÅ‚ko maÅ‚ej podjednostki rybosomu S12. Analiza mutacji w wymienionych genach w szczepach lekowrażliwych w poÅ‚Ä…czeniu z danymi dotyczÄ…cymi mutacji w szczepach typu MDR, opornych na SM, pozwoli okreÅ›lić realne znaczenie konkretnych zmian genetycznych dla wzorów i mian SM-opornoÅ›ci prÄ…tków gruźlicy.