CIT: uczelniane centrum postępu

• CIT na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej to m.in. badania skuteczności nowych leków
• Pracownia Metabolomiki: oznaczania stężeń leków we krwi, analizy toksykologiczne i farmakokinetyczne
• Pracownia Cytometrii Przepływowej: innowacyjny cytometr do wykorzystywania w immunologii, farmakologii, parazytologii i onkologii
• Pracownia Genomiki i Transkryptomiki: badania zmienności genetycznej mikroorganizmów chorobotwórczych i analiza porównawcza DNA bakteriofagów
• Pracownia Diagnostyki Mikroorganizmów: w poszukiwaniu nowych genów
• W Wiwarium prowadzone będą badania dotyczące chorób zakaźnych zwierząt, analiza mikrobiomu, badania onkologiczne oraz behawioralne
• CIT naukowo i komercyjnie: chcemy współpracować z najlepszymi ośrodkami na świecie

– Centrum Innowacyjnych Technologii to inwestycja zakończona dopiero w tej rektorskiej kadencji, ale „wymyślona” kilkanaście lat wcześniej. W tym czasie zdążyli już odejść na emerytury profesorowie, którzy zabiegali, by dla nich stworzyć w ramach CIT laboratorium. Zmieniło się również społeczne i gospodarcze otoczenie uczelni, dla którego przecież centrum innowacyjnych technologii ma działać – mówi prof. Jarosław Bosy, rektor UPWr, który podkreśla, że wybudować te wszystkie obiekty (10 tys. metrów kwadratowych w sześciu trudnych lokalizacjach) nie było łatwo. Jednak prawdziwym wyzwaniem jest spowodować, że mury nie pozostaną puste, że będą się w nich rodzić prawdziwe innowacje.

– Nawet znacznie większych uczelni nie stać by było na utrzymywanie takiej infrastruktury bez maksymalnego jej wykorzystania. Dlatego wyzwaniem dla mnie jako rektora było określenie na nowo kto jakie projekty badawcze i wdrożeniowe, wpisujące się w priorytetowe dla UPWr obszary badawcze, będzie w stanie w tej nowej infrastrukturze prowadzić. Nowoczesnych laboratoriów w Europie nie brakuje. Co możemy zaproponować, jakie usługi badawcze, wdrożeniowe, których nie zrealizują inne laby? Czym przyciągnąć klientów – przedsiębiorców? Prorektor ds. nauki, liderzy WZB, liderzy rad naukowych dyscyplin, ale i młodzi naukowcy – wiele osób zaangażowało się w to, by CIT na UPWr miało szansę stać się naprawdę centrum postępu, w którym z twórczego fermentu wyłaniają się i trafiają na rynek konkretne rozwiązania, technologie, produkty w trzech sferach, na których my, Przyrodnicy znamy się najlepiej: żywność – środowisko – zdrowie. To już się dzieje, bo widać w wielu laboratoriach CIT pracowników, doktorantów i studentów, członków zespołów badawczych realizujących z pasją swoje badania z wykorzystaniem nowej, unikatowej aparatury badawczej. Mam ogromną satysfakcję, bo udało się nam nie tylko zamknąć inwestycję, wyposażyć ją w najnowocześniejszą, często unikatową aparaturę i oddać naukowcom – podkreśla rektor UPWr.

Cała inwestycja pochłonęła ponad 138 mln złotych, z czego 70 mln złotych to dofinansowanie z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Sama aparatura i wyposażenie budynków kosztowały 44,5 mln złotych!

CIT na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej

CIT to sześć ośrodków badawczo-rozwojowych: Centrum Biologii Stosowanej oraz Innowacyjnych Technologii Produkcji Żywności, Centrum Produktu Regionalnego, Ośrodek Zaawansowanych Technologii Produkcji Ogrodniczej, Ośrodek Badawczy Technologii Produkcji Roślinnej, Centrum Diagnostyki Chorób Roślin oraz CIT Weterynaryjny, od którego rozpoczniemy prezentację tej inwestycji.

W skład CIT-u na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej wchodzą budynek wiwarium i cztery pracownie: Pracownia Metabolomiki, Pracownia Cytometrii Przepływowej, Pracownia Genomiki i Transkryptomiki oraz Pracownia Diagnostyki Mikroorganizmów.

– Centrum daje nam szereg możliwości naukowych: od badania skuteczności nowych leków, związków chemicznych czy szczepionek stosowanych w profilaktyce chorób zwierząt, poprzez badania zmienności genetycznej mikroorganizmów chorobotwórczych, nieinwazyjne obrazowanie zwierząt, aż po badania mikrobiologiczne czy parazytologiczne – wylicza prof. Krzysztof Grzymajło, koordynator CIT Wet. Podkreśla, że centrum wyróżniać będzie oferta kompletnego panelu badań multiomicznych, co wiąże się z brakiem konieczności wożenia cennego i wrażliwego materiału biologicznego do kilku jednostek, zebranie w jednym miejscu młodego i dobrze skoordynowanego zespołu specjalistów w komplementarnych technikach analitycznych oraz połączenie w jednym miejscu warsztatu doświadczalnego i specjalistów od problemów klinicznych.

Pracownie, które powstały w ramach CIT Wet zostały wyposażone w najnowocześniejszą aparaturą badawczą. Tylko w ubiegłym roku na jej zakup wydano 8 mln złotych. I choć oficjalne otwarcie CIT-u odbędzie się w maju to już od wielu miesięcy nasi naukowcy pracują na zakupionym sprzęcie. Na przykład w Pracowni Metabolomiki prowadzą ocenę stężenia izoniazydu (przeciwgruźliczego leku stosowanego u ludzi, który dla psów jest szczególnie toksyczny) w próbka toksykologicznych od psów w Ukrainie.

Pracownia Metabolomiki Q-TOF

– Naukowcy z Kijowa poprosili nas o pomoc, ponieważ istnieje podejrzenie, że izoniazyd był wykorzystywany do celowych zatruć zwierząt – opowiada kierujący pracownią prof. Błażej Poźniak z Zakładu Toksykologii UPWr. Dodaje, że jego zespół pracuje również nad badaniem metabolomu biofilmu modelowego patogenu Enterococcus faecalis w kontekście infekcji dróg moczowych towarzyszących długotrwałemu cewnikowaniu pacjentów. – Oczekujemy, że poznamy w jaki sposób stosowanie wybranych leków przeciwbakteryjnych wpływa na formowanie biofilmu przez ten patogen. Liczymy, że badanie metabolomu biofilmu pozwoli nam zidentyfikować specyficzne zmiany adaptacyjne bakterii, co być może w przyszłości pozwoli na opracowywanie lepszych strategii terapeutycznych dla tego rodzaju zakażeń – tłumaczy naukowiec UPWr.

Zespół Pracowni Metabolomiki zajmuje się opracowaniem swoistych profili metabolicznych, wykonuje analizy metabolomiczne materiału w postaci komórek, tkanek, próbek krwi, moczu czy nawet mleka. Pracownia będzie świadczyła również usługi w zakresie oznaczania stężeń leków we krwi, analiz toksykologicznych oraz farmakokinetycznych, a otrzymane wyniki pomogą w określeniu wpływu, jaki czynniki środowiskowe i genetyczne mają na dany organizm.

Wykonanie powyższych analiz umożliwi badaczom UPWr wysokiej klasy aparatura. To m.in. spektrometr mas sprzężony z detektorem czasu przelotu jonów LC-QTOF, który jest nowoczesnym urządzeniem dającym ogromne możliwości. Parametry takie jak szeroki zakres dynamiczny, wysoka czułość i rozdzielczość pozwalają na wykonanie wysokowydajnych analiz jakościowych oraz ilościowych szerokiej gamy materiałów biologicznych, farmaceutycznych czy środowiskowych w krótkim czasie.

Pracownia Cytometrii Przepływowej

Pracownia Cytometrii Przepływowej to przede wszystkim innowacyjny cytometr przepływowy z funkcją obrazowania Amnis ImageStreamX MKII. Urządzenie to łączy ze sobą cechy klasycznej cytometrii przepływowej oraz mikroskopu fluorescencyjnego, umożliwiając zarówno immunofenotypowanie komórek wraz z uzyskaniem ich zdjęć. System określa ilościowo intensywność, lokalizację i rozkład sygnałów fluorescencyjnych w dziesiątkach tysięcy komórek na próbkę. Może wykonywać większość testów cytometrii przepływowej, ale najlepsze aplikacje wykorzystują możliwości obrazowania technologii do rozróżniania subtelnych zmian morfologicznych lub rozkładu sygnału w poszczególnych komórkach i populacjach komórek.

Cytometr jest wyposażony w jedną kamerę CCD z trzema obiektywami oraz trzy lasery, co daje sześć możliwych do wykorzystania kanałów detekcji (uwzględniając wbudowane pole jasne oraz SSC – rozproszenie światła do boku). System w przyszłości może zostać rozbudowany o kolejne lasery oraz dodatkową kamerę CCD.

– Urządzenie może być szeroko wykorzystywane w różnych dziedzinach nauki: immunologia, farmakologia, biologia komórki, mikrobiologia, parazytologia, onkologia czy oceanografia – wylicza dr Agnieszka Żak-Bochenek z Katedry Immunologii, Patofizjologii i Prewencji Weterynaryjnej.

Obecnie w pracowni analizowane są komórki zwierzęce (m.in. neutrofile końskie i bydlęce, plemniki kogucie i bydlęce, makrofagi końskie), komórki z ustalonych in vitro linii komórkowych, hodowle komórek bakteryjnych, bakteryjny osad ścieków oraz pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (pochodzące z osocza końskiego). – A to nie jedyne możliwości urządzenia, w którego przypadku można przyjąć określenie „sky is the limit” – podkreśla dr Żak-Bochenek.

Pracownia Genomiki i Transkryptomiki – NGS

Pracownia Genomiki i Transkryptomiki w Katedrze Biochemii i Biologii Molekularnej, to miejsce gdzie badana jest zmienność genetyczna mikroorganizmów chorobotwórczych, przeprowadzana analiza porównawcza DNA patogenów bakteryjnych oraz bakteriofagów, badane są genom i transkryptom komórek nowotworowych, oceniana integralności izolowanych próbek RNA czy wykonywana wysokoprzepustowa analiza elektroforetyczna kwasów nukleinowych.

Nie byłoby to możliwe, gdyby nie najnowocześniejsza aparatura. To m.in. sekwenator III generacji w technologii nanoporowej (badający celowane resekwencjonowanie, sekwencjonowanie genomów mikroorganizmów, poziom ekspresji genów, mikrobiom z identyfikacją genów oporności na antybiotyki i profilowanie ekspresji mRNA oraz miRNA) oraz Shimadzu MultiNA do elektroforezy DNA i RNA, który wykorzystuje nowoczesną technologię mikroczipową do automatycznej i szybkiej separacji elektroforetycznej kwasów nukleinowych. Stanowi więc alternatywę dla klasycznej elektroforezy, a dzięki wyposażeniu w mikroczip wielokrotnego użytku zapewnia wysoką czułość detekcji, wysoką rozdzielczość i powtarzalność wyników oraz dużą szybkość automatycznej analizy.

– Jego głównym zadaniem jest oznaczanie jakości RNA. Urządzenie to pozwala na wykonanie oznaczeń szybciej i taniej niż stosowane wcześniej rozwiązania. Jest to istotny parametr, bo niektóre z oznaczeń wykonywanych na RNA wymagają, żeby próbka charakteryzowała się wysoką integralnością – nie była zdegradowana – tłumaczy dr Maciej Zacharski z Katedry Biochemii Biologii Molekularnej.

Dodaje, że w Pracowni Genomiki i Transkryptomiki wykonywane są już pierwsze prace z użyciem fluorymetru i systemu do elektroforezy kwasów nukleinowych. – Sprawdzaliśmy nim jakość RNA próbek wyizolowanych z różnych tkanek. Ze względu na dużą przepustowość, system może być przydatny także w każdej procedurze, w której konieczne jest określenie czy próbka zawiera konkretny fragment DNA lub RNA, np. w procedurze klonowania na etapie sprawdzania, które bakterie posiadają interesujący nas plazmid albo w prowadzeniu hodowli myszy transgenicznych, kiedy konieczne jest określenie obecności genu u młodych osobników – wyjaśnia dr Zacharski.

Pracownia Diagnostyki Mikroorganizmów –TECAN

Zlokalizowana w Katedrze Higieny Żywności i Ochrony Zdrowia Konsumenta Pracownia Diagnostyki Mikroorganizmów została wyposażona w multi-detekcyjny czytnik mikropłytek TECAN SPARK, przeznaczony do pracy również z materiałem zakaźnym.

Urządzenie pozwala na określanie krzywych wzrostu bakterii czy linii komórek eukariotycznych w czasie rzeczywistym w odpowiednich warunkach środowiskowych, w tym w hipoksji. Posiada moduł wytrząsarki z możliwością regulacji czasu, intensywności i trybu wytrząsania mikropłytek, a także wbudowany inkubator z regulacją temperatury. Ma też możliwość kontroli poziomu CO² oraz O² w komorze pomiarowej. Umożliwia pomiar absorbancji, fluorescencji oraz pomiar luminescencji jarzeniowej i błyskowej w mikropłytkach. Dzięki tym oznaczeniom można monitorować np. postęp reakcji chemicznych.

– Wyposażenie urządzenia w udogodnienia umożliwiające kontrolę temperatury i składu atmosfery w komorze pomiarowej w szczególności ułatwia badania dynamiki wzrostu mikroorganizmów i eukariotycznych komórek w hodowli – wyjaśnia prof. Jacek Bania z Katedry Higieny Żywności i Ochrony Zdrowia Konsumenta. Podkreśla, że jest już wykorzystywane do celów badawczych.

– Prowadzimy w nim badania w ramach projektów finansowanych przez NCN. W jednym z nich poszukujemy nowych genów odpowiedzialnych za tworzenie biofilmu Campylobacter jejuni, który w niektórych krajach jest dominującym patogenem przenoszonym przez żywność. W ramach innego projektu oceniamy wpływ konserwantów stosowanych w żywności na wytwarzanie enterotoksyn gronkowcowych. W kolejnym projekcie badamy regulację ekspresji czynników wirulencji pałeczek Salmonella mających wpływ na przebieg infekcji z udziałem tego patogenu, a także analizujemy czynniki odpowiedzialne za interakcje pałeczek Salmonella z mikrobiomem jelitowym – wylicza naukowiec UPWr.

Wiwarium – badanie chorób zakaźnych zwierząt

Wiwarium to największa część weterynaryjnej składowej CIT-u, gdzie nasi naukowcy będą prowadzić badania dotyczące chorób zakaźnych zwierząt, analizę mikrobiomu, badania onkologiczne oraz behawioralne. Dziś na Dolnym Śląsku nie ma drugiego takiego miejsca, gdzie we wpełni wyposażonym w nowoczesną infrastrukturę budynku, można prowadzić badania w wydajny i bezpieczny sposób.

Centrum umożliwia zaawansowane prowadzenie eksperymentów in vivo, co nadal, mimo postępu w rozwoju metod in vitro, jest w wielu przypadkach niezbędnym, ostatnim etapem badań.

– Jednym z elementów umożliwiających monitorowanie infekcji w czasie rzeczywistym jest system obrazowania in vivo Lago SII pozwalający na bardzo czułe pomiary fluorescencji i fosforescencji próbek biologicznych – podkreśla prof. Krzysztof Grzymajło, tłumacząc, że nowoczesne metody obrazowania zwierząt mogą być wykorzystywane w badaniach podstawowych, przedklinicznych, badaniach nad terapią komórkami macierzystymi, przebiegiem chorób nowotworowych, metabolicznych czy zwyrodnieniowych.

Naukowo i komercyjnie

Unikatowość nie tylko w skali kraju, ale również Europy połączenia nowoczesnych technologii w ramach całej weterynaryjnej części CIT-u, pozwoli na realizację projektów o dużej wartości merytorycznej i naukowej.

– Mówiąc wprost: daje naszym naukowcom nieograniczone możliwości i otwiera sporo opcji, których nie mieli do tej pory. Zwiększa również naszą konkurencyjność wśród europejskich laboratoriów pozwalając naukowcom prowadzić bardziej zaawansowane metodologicznie badania, a tym samym skuteczniej konkurować o projekty i starać się o zewnętrzne finansowanie badań. Sam zajmując się infekcjami patogenów, głównie pałeczkami Salmonella, a konkretnie wpływem tego typu zakażeń na mikrobiom, wykorzystuję te możliwości. Aparatura umożliwia mi bowiem badanie dynamiki składu mikrobiomu podczas zakażenia, jego zmienności, charakterystyki czy właściwości. Istotnym elementem dbania o zdrowy mikrobiom, a tym samym zdrowy organizm, jest nie tylko ograniczenie stosowania antybiotyków czy uważne śledzenie przebiegu chorób, ale również odpowiednio dobrana dieta – tłumaczy prof. Grzymajło.

Podkreśla, że bez CIT-u zakupienie tej bardzo drogiej aparatury nie byłoby możliwe i nawet jeśli dziś nie wykorzystujemy jej jeszcze w stu procentach, to w przyszłości będziemy. – Naszą ambicją jest współpracować z najlepszymi ośrodkami na świecie i jeśli możemy ich przekonać do tego to m.in. tym, że prowadzimy serię badań w jednym miejscu, mamy najnowocześniejszą aparaturę oraz najlepszych specjalistów – podsumowuje.

mm

• 

  UPWr wśród liderów polskiej wynalazczości

  Już drugi rok z rzędu Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu utrzymuje się w czołówce uczelni, których naukowcy uzyskali najwięcej patentów. W 2021 roku było ich 118 dając nam trzecie miejsce w rankingu Urzędu Patentowego RP, rok później 56, co pozwoliło zająć miejsce czwarte.

• 

  Lekarze weterynarii UPWr podpisali porozumienie dotyczące etyki w rozrodzie

  W hodowlach niektórych ras psów pożądane są duże oczy, krótki nos i szeroka czaszka, co może wiązać się w wielu przypadkach z wyższą predyspozycją do występowania chorób. Np. rasy określane jako brachycefaliczne, jak pekińczyki, shih tzu, mopsy, boksery, czy buldogi francuskie, mają obecnie nie tylko jedną z najkrótszych oczekiwanych długości życia, ale są również w grupie najdroższych w utrzymaniu pod kątem opieki weterynaryjnej.