Doktoranci UPWr z grantami programu Preludium 14

Katarzyna Kornicka, doktorantka na Wydziale Biologii i Hodowli Zwierząt, dostała prawie 140 tysięcy złotych na projekt „Transfer mitochondriów jako innowacyjna metoda przywracania macierzystości komórkom macierzystym, izolowanym z tkanki tłuszczowej koni cierpiących na syndrom metaboliczny (EMS)” realizowany pod opieką prof. Krzysztofa Marycza.

– Uczestniczę w wielu projektach, ale jestem w nich wykonawcą. W Preludium będę kierownikiem, a więc jest to pierwszy grant w całości realizowany pod moim nazwiskiem. Pomysł jest konsekwencją grantu Opus 11, który obecnie realizujemy, a którego kierownikiem jest profesor Marycz. W tym projekcie badamy komórki macierzyste od koni z syndromem metabolicznym, a dokładniej próbujemy je odmłodzić z wykorzystaniem dwóch chemicznych związków: resweratrolu i 5-azacytydyny. W moim projekcie chcę odmładzać te same komórki, tylko inną metodą, poprzez sztuczny transfer mitochondriów, które izoluję od „komórek zdrowych” – tłumaczy Katarzyna Kornicka i dodaje, że w perspektywie jest szansa na wykorzystanie tej metody w medycynie człowieka, szczególnie w transplantologii.

Jak wyjaśnia doktorantka UPWr, komórki, które są przeznaczone do przeszczepu, powinny być sprawne metabolicznie, a często tak nie jest między innymi z powodu nagromadzenia w nich wolnych rodników. Ich szkodliwy wpływ polega przede wszystkim na uszkadzaniu komórkowych elektrowni, czyli mitochondriów dostarczających komórkom energii.

– Kiedy mitochondria szwankują, to i komórki szwankują, dlatego przed taką terapią planuję wymienić te uszkodzone na nowe i dopiero takie odmłodzone komórki zastosować w terapii – tłumaczy Katarzyna Kornicka, dodając, że metoda, nad którą pracuje dotyczy nie tylko koni, ale każdego gatunku. – Sztuczny transfer mitochondriów na razie przeprowadzamy metodą in vitro, na hodowli komórek. Jest kilka publikacji,  które opisały sam mechanizm, ale nie ma żadnej, która sprawdziłaby, co się dzieje z mitochondriami, po ich wprowadzeniu do komórki. Dlatego też przez dwa tygodnie będę obserwować „moje” komórki, żeby sprawdzić, czy stare mitochondria są  usuwane, czy też nie. Pozwoli to sprawdzić, czy komórki będą w jakiś sposób preferować nowe mitochondria i usuwać stare-niefunkcjonalne. Wiemy, że transfer jest efektywny.  Spróbowaliśmy nowe mitochondria do komórek wnieść i okazało się, że takie „ulepszone” komórki znacznie lepiej funkcjonują, ale nadal otwarte jest pytanie, co się działo endogennymi (własnymi) mitochondriami komórek biorczych. I oczywiście, badania in vitro to podwalina i kamień węgielny do badań in vivo, które chcielibyśmy prowadzić. Mam nadzieję, że po obronie doktoratu uda mi się dojść do tego etapu i zdobyć grant na dalsze badania – mówi Katarzyna Kornicka.

Ewa Kozłowska, doktorantka na Wydziale Biotechnologii i Nauk o Żywności w kolejnej edycji programu Preludium dostała prawie 70 tysięcy na projekt „Entomopatogenne grzyby strzępkowe jako biokatalizatory w procesie otrzymywania steroidów o cennych aktywnościach biologicznych”, którego opiekunem naukowym jest prof. Tomasz Janeczko.

– Entomopatogenne grzyby strzępkowe to takie, które infekują owady. W tym projekcie będą służyły jako biokatalizatory przemian związków steroidowych. Natomiast steroidy to duża grupa związków, które w organizmie pełnią szereg różnych istotnych funkcji, na przykład męskich i żeńskich hormonów płciowych, a także związków, które regulują metabolizm białek, tłuszczy i węglowodanów. Ze względu na swoją aktywność mają szerokie zastosowanie w medycynie – stanowią drugą, po antybiotykach, najczęściej stosowaną grupą leków – tłumaczy Ewa Kozłowska, dodając, że grzyby strzępkowe w jej projekcie potrzebne są do przekształcenia związku chemicznego. Biokatalizatory działają podobnie jak nasza wątroba, która wytwarza enzymy przekształcające obce dla organizmu związki (np. leki) w cząsteczki mniej szkodliwe, łatwiej dające się eliminować z organizmu lub do metabolitów o zmienionej aktywności biologicznej. Ja używam jako takiej „wątroby” grzybów strzępkowych, które są dostarczycielem enzymów – wyjaśnia obrazowo doktorantka UPWr. Ewa Kozłowska przyznaje, że dzięki grzybom strzępkowym można otrzymać nowe związki o cennych aktywnościach biologicznych – niemożliwe do uzyskania na drodze tradycyjnej syntezy chemicznej.

70 tysięcy złotych otrzymał też Paweł Stępień, doktorant prof. Andrzeja Białowca na Wydziale Przyrodniczo-Technologicznym. Jego projekt zatytułowany jest „Bilans energetyczny niskotemperaturowej pirolizy odpadów organicznych”. – Proces pirolizy jest znany od dawna i wykorzystywany głównie do produkcji węgla drzewnego, który spalamy podczas grillowania – wyjaśnia Paweł Stępień.

Celem projektu, który będzie realizowany na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu, jest określenie energochłonności pirolizy 30 rodzajów materiałów wchodzących w skład odpadów komunalnych, w tym między innymi odpadów kuchennych, papieru, tworzyw sztucznych i ich mieszanek z wykorzystaniem analizy termograwimetrycznej (TGA – ang. thermogravimetric analysis) oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC – ang. differential scanning calorimetry).

– Mówiąc prościej będę podgrzewał próbki odpadów do temperatury 500 stopni Celsjusza w atmosferze gazu obojętnego i rejestrował ich spadki masy oraz ilość energii, która jest niezbędna do zajścia procesu – mówi Paweł Stępień i dodaje, że na podstawie uzyskanych wyników badań zostanie ustalona zależność pomiędzy przetwarzanymi odpadami organicznymi i ich mieszankami, a zapotrzebowaniem energetycznym procesu. Następnie wyznaczony zostanie model matematyczny allotermicznego procesu niskotemperaturowej pirolizy. Dodatkowo uzyskane zostaną wyniki charakterystyki paliwowej surowych materiałów oraz ich karbonizatów, które zostaną wyprodukowane w różnych temperaturach i przy różnym czasie zatrzymania procesu.

– Badania zostały podjęte ze względu na fakt, iż piroliza uważana jest, oprócz spalania za przyszłościowy sposób termicznego wykorzystania odpadów. Jednakże wysoka niejednorodność przetwarzanych nieczystości wpływa na niestabilność prowadzenia procesu. Związane jest to być może z faktem, że poszczególne związki budujące odpady komunalne reagują w trakcie ich termicznego przekształcania niezależnie. Wiąże się z trudnością prawidłowego zbilansowania energetycznego procesu. Ponadto w literaturze naukowej brakuje informacji na temat zachowania odpadów organicznych oraz ich mieszanek w trakcie procesu pirolizy niskotemperaturowej, jak i charakterystyki paliwowej karbonizatów powstających w procesie – tłumaczy doktorant prof. Białowca.