Laboratorium Bakteriofagowe

Profil badań:

  • izolacja fagów do celów terapeutycznych
  • biologiczna, morfologiczna i genetyczna charakterystyka fagów
  • badania nad nowymi preparatami bakteriofagowymi (oczyszczanie oraz przechowywanie bakteriofagów do celów terapeutycznych)
  • wpływ bakteriofagów na układ odpornościowy i monitorowanie wpływu terapii fagowej na ten układ
  • badania nad bezpieczeństwem i możliwościami wykorzystania bakteriofagów do zwalczania infekcji bakteryjnych:
  • badania przedkliniczne preparatów bakteriofagowych (penetracja tkankowa, farmakokinetyka, efektywność w modelach zwierzęcych, toksyczność)
  • monitorowanie fagooporności szczepów bakteryjnych
  • eksperymentalna terapia fagowa u zwierząt
  • badania nad zastosowaniem fagów do ochrony żywności i środowiska
  • zapewnienie logistyki eksperymentalnej terapii fagowej u ludzi

Aktualnie realizowane zadania badawcze:

  • Inaktywacja fagów przez surowice chorych z zakażeniami bakteryjnymi poddanych terapii fagowej i osób zdrowych.
    Celem badań jest określenie stopnia inaktywacji bakteriofagów, stosowanych w terapii fagowej, przez surowice chorych z zakażeniami bakteryjnymi poddanych terapii fagowej w Ośrodku Terapii Fagowej Centrum Medycznego IITD PAN oraz przez surowice osób zdrowych.
  • Badania wrażliwości szczepów Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae oraz Enterococcus faecalis izolowanych od chorych z zakażeniem układu moczowego na bakteriofagi z kolekcji Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN.
    Celem badań jest określenie spektrum litycznego bakteriofagów wobec wybranych patogenów bakteryjnych będących główną przyczyną zakażeń układu moczowego.
  • Poszukiwanie, izolacja i dalsza charakterystyka fagów terapeutycznych swoistych wobec Acinetobacter baumanni.
    Planuje się pozyskanie i przebadanie próbek środowiskowych i klinicznych w celu izolacji nowych fagów, które zostaną włączone do zestawu fagów Acinetobacter oraz kontynuowanie kompleksowej charakterystyki fagów już wyizolowanych, m.in. określenie wrażliwości na fagi nowo pozyskanych wielolekoopornych klinicznych szczepów z rodzaju Acinetobacter spp., określenie właściwości biologicznych, stabilności w warunkach przechowywania.
  • Badanie interakcji fagów gronkowcowych z kolekcji IITD PAN i antybiotyków.
    Celem projektu jest kontynuacja dotychczasowych badań nad wpływem antybiotyków na działanie przeciwbakteryjne terapeutycznych fagów gronkowcowych z kolekcji Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu.
  • Poszukiwanie izolacja i charakterystyka nowych fagów terapeutycznych swoistych wobec bakterii z rodzaju Enterobacter.
    Planuje się przebadanie próbek środowiskowych i klinicznych dostępnych w kolekcji Samodzielnego Laboratorium Bakteriofagowego oraz pozyskanie nowych w celu izolacji nowych fagów, które zostaną włączone do zestawu fagów swoistych wobec Enterobacter. Określone zostanie spektrum lityczne oraz morfologia i ultrastruktura nowoizolowancyh fagów, a w dalszym etapie fagi zostaną scharakteryzowanie pod kątem ich właściwości biologicznych oraz stabilności w warunkach przechowywania.

Kontakt

Kierownik

Kierownik: prof. dr hab. n. med. Andrzej Górski, specjalista chorób wewnętrznych – immunologia kliniczna (0000-0002-0863-6041)

Prof. Andrzej Górski pracuje IITD PAN od 1999 roku, kiedy po pierwszej kadencji rektora Akademii Medycznej w Warszawie, zdecydował się na ubieganie o stanowisko dyrektora Instytutu. Jako kierownik Zakładu Terapii Fagowej i Laboratorium Bakteriofagowego kieruje zespołem prowadzącym unikalne badania nad bakteriofagami, których wyniki są publikowane w wysokiej rangi piśmiennictwie, otwierając nowe możliwości zastosowania leczenia fagami w medycynie. Z jego inicjatywy w 2005 r. powstał unikatowy na skalę światową Ośrodek Terapii Fagowej prowadzący eksperymentalną terapię fagową w leczeniu antybiotykoopornych zakażeń bakteryjnych. Prof. A. Górski jest także redaktorem naczelnym czasopisma Instytutu AITE, które stało się, wiodącym w Polsce periodykiem naukowym osiągając za rok 2020 IF 4,291. Odnotował też znaczące dokonania w działalności na rzecz rozwijania wysokich standardów etyki w nauce, co zostało potwierdzone wyborem na stanowisko przewodniczącego Komisji ds. Etyki w Nauce od 2019 r.

Zespół

Profesorowie Instytutu:

Adiunkci:

Specjaliści i pracownicy techniczni:

  • dr Beata Weber-Dąbrowska – główny specjalista inżynieryjno-techniczny (0000-0001-5349-8349)
  • dr Marzanna Łusiak-Szelachowska – specjalista prowadzący działalność naukową (0000-0001-8535-258X)
  • mgr inż. Barbara Bubak – specjalista
  • mgr inż. Barbara Owczarek – specjalista (0000-0001-5658-1455)
  • mgr Maciej Żaczek – specjalista (0000-0001-9556-2820)
  • Renata Wojciechowska – technik

Pracownicy zatrudnieni wyłącznie w ramach grantów:

  • mgr inż. Norbert Łodej – specjalista (projekt BINWIT nr POPC.02.03.01-IP.01-00-006/17)
  • mgr inż. Filip Orwat – specjalista (projekt nr NOR/SGS/ACIPHAGE/0192/2020-00)
  • mgr inż. Justyna Rękas – specjalista (projekt BINWIT nr POPC.02.03.01-IP.01-00-006/17)

Doktoranci:

Najważniejsze osiągnięcia naukowe
  • Wykazanie, że bakteriofagi wykazują działanie immunomodulacyjne, przy czym różne fagi mogą wywierać odmienne oddziaływania – co może być wykorzystane w terapii m.in. chorób autoimmunizacyjnych i w transplantologii (Górski A. et al.: Phages and immunomodulation. Future Microbiology, 2017, 12: 905-914, http://doi.org/10.2217/fmb-2017-0049). Wysunięcie opartej m.in. na własnych badaniach hipotezy o możliwości zastosowania fagów w terapii COVID-19 (Górski A. et al.: Phages in the fight against COVID-19?. Future Microbiology, 2020, 15: 1095-1100, http://doi.org/10.2217/fmb-2020-0082).
  • Wyniki opublikowane w pracy ‘Mammalian Host-Versus-Phage immune response determines phage fate in vivo’, która została nagrodzona nagrodą im. prof. K. Bassalika. Wyniki opisują zależności pomiędzy układem immunologicznym, bakteriami, a bakteriofagami. Oddziaływania tych elementów na siebie nawzajem zostały ujęte w modele matematyczne na podstawie danych eksperymentalnych, a całość dostarcza informacji o bakteriofagach i głównych czynnikach warunkujących przebieg infekcji po ich podaniu.
  • Trzecia nagroda Prezesa Rady Ministrów w 2015 roku za osiągnięcia naukowo-techniczne dla zespołu pod kierownictwem dra Pawła Tabakowa (Włodzimierz Jarmundowicz, Bogdan Czapiga, Wojciech Fortuna, Ryszard Międzybrodzki) za „Uzyskanie funkcjonalnej regeneracji rdzenia kręgowego u pacjenta z jego całkowitym urazowym uszkodzeniem w wyniku przeprowadzenia operacji dordzeniowej transplantacji autologicznych komórek gleju węchowego”.
Metody badawcze
  • Testy in vitro na modelu hodowli komórkowych.
  • Analiza statystyczna danych klinicznych (pochodzących od pacjentów leczonych bakteriofagami).
  • Metoda Adamsa do określania aktywności litycznej fagów.
  • Metoda Gratia do określania RTD (Routine Test Dilution) fagów.
  • Metoda kolorymetryczna z wykorzystaniem tetrazolu do wykrywania obecności fagów w próbkach biologicznych i środowiskowych.
  • Metoda ELISA (immunoenzymatyczna) do określania poziomu przeciwciał antyfagowych w surowicy pacjentów.
  • Metoda płytkowa neutralizacji do określania poziomu neutralizacji fagów przez przeciwciała antyfagowe w surowicy pacjentów.
  • Metoda oczyszczania bakteriofagów – chromatografia wykluczania, chromatografia powinowactwa.
Kluczowa aparatura badawcza
  • Komora laminarna S@peflow 1.2. BIOAIR
  • Komora laminarna CLAS II NUAIRE
  • Inkubator CO2, Galaxy 48 New Brunswick
  • Mikroskop świetlny z kamerą cyfrową, Leica
  • Analizator mikrobiologiczny VITEK 2 – compact BioMerieux
  • Wirówka szybkoobrotowa Sigma 3- 30 KS
  • Aparat do hodowli bakterii beztlenowych Whitley H 35 HEPA
  • Licznik komórek i bakteriofagów ProtoCOL SYNBIOSIS
  • Spektrometr Eppendorf
  • Czytnik ELISA
  • Płuczka ELISA do mikropłytek
Najważniejsze projekty badawcze (ostatnie 10 lat)
  • Immunomodulacyjny wpływ bakteriofagów na funkcje komórek układu odpornościowego, NCN OPUS 16, 2018/31/B/NZ6/03999, realizacja: 09.2019 – 11.09.2022, Kierownik: Dr hab. Ryszard Międzybrodzki. Budżet projektu: 1 499 000 zł.
  • Baza Informacji Naukowych Wspierających Innowacyjne Terapie (BINWIT), zad.nr 1. Przygotowanie i digitalizacja unikalnych zasobów naukowych IITD PAN (Cyfrowe udostępnienie informacji o kolekcji bakteriofagowej Instytutu). Program Operacyjny Polska Cyfrowa. 02.03.01-IP.01-00-006/17, realizacja: 01.08.2018 – 31.07.2021, Kierownik projektu: dr Krzysztof Jakub Pawlik, Kierownik Zespołu ds. Bakteriofagów – prof. Andrzej Górski. Budżet projektu: 18 867 895 zł.
  • Środowisko przewodu pokarmowego jako źródło presji selekcyjnej ukierunkowujące ewolucję kapsydu bakteriofaga T4, NCN PRELUDIUM, 2017/25/N/NZ6/02372, realizacja: 15.02.2018 – 14.02.2021. Opiekun naukowy: prof. Krystyna Dąbrowska, Kierownik: doktorant, mgr Joanna Majewska. Budżet projektu: 120 000 zł.
  • Badanie farmakokinetyki wirusów bakteryjnych w modelu zwierzęcym za pomocą nowego narzędzia – bakteriofaga znakowanego białkiem fluorescencyjnym, NCN PRELUDIUM, 2015/19/N/NZ4/03609, realizacja 15.06.2016-31.08.2021. Opiekun naukowy: prof. Krystyna Dąbrowska, Kierownik: dr Zuzanna Kaźmierczak. Budżet projektu:150 000 zł.
  • Działanie przeciwwirusowe bakteriofagów, NNC OPUS 6, 2013/11/B/NZ1/02107, realizacja: 20.08.2014 – 19.08.2018, Kierownik: prof. Andrzej Górski. Budżet projektu: 929 600 zł.
  • Optymalizacja charakterystyki i przygotowania preparatów fagowych do celów terapeutycznych”, NCBiR, Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach europejskiego funduszu rozwoju regionalnego01.03.01-02-003/08, realizacja: 01.09.2007 – 31.08.2014, Kierownik: prof. Andrzej Górski. Budżet projektu: 13 660 000 zł.
  • Innowacyjny bakteriofagowy preparat ochronny do stosowania w zespole stopy cukrzycowej, NCBiR, Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach europejskiego funduszu rozwoju regionalnego 01.03.01-02-048/12, realizacja: 01.04.2013 – 31.12.2015, Kierownik: dr Beata Weber-Dąbrowska. Budżet projektu: 9 137 820 zł.
  • Opracowanie i wdrożenie preparatu bakteriofagowego wykorzystywanego w leczeniu oraz profilaktyce zgnilców czerwiu pszczoły miodnej, NCBiR, 04.01.04-00-0126/16, realizacja: 01.03.2017- 31.12.2019, Kierownik: dr Ewa Jończyk-Matysiak. Budżet projektu: 4 868 154,72 zł.
Wybrane publikacje
  • Cieślik M., Bagińska N., Jończyk-Matysiak E., Węgrzyn A., Węgrzyn G., Górski A.: Temperate Bacteriophages-The Powerful Indirect Modulators of Eukaryotic Cells and Immune Functions. Viruses. 2021, 13(6): 1013 (https://doi.org/10.3390/v13061013).
  • Letkiewicz S., Łusiak-Szelachowska M., Międzybrodzki R., Żaczek M., Weber-Dąbrowska B., Górski A.: Low Immunogenicity of Intravesical Phage Therapy for Urogenitary Tract Infections. Antibiotics (Basel). 2021, 10(6): 627 (https://doi.org/10.3390/antibiotics10060627).
  • Łobocka M., Dąbrowska K., Górski A.: Engineered Bacteriophage Therapeutics: Rationale, Challenges and Future. BioDrugs. 2021, 35(3): 255-280 (https://doi.org/10.1007/s40259-021-00480-z).
  • Górski A., Międzybrodzki R., Żaczek M., Borysowski J.: Future Microbiol. 2020, 15: 1095-1100 (https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0082).
  • Górski A., Międzybrodzki R., Węgrzyn G., Jończyk-Matysiak E., Borysowski J., Weber-Dąbrowska B.: Phage therapy: Current status and perspectives. Med Res Rev, 2020, 40(1): 459-463 (https://doi.org/10.1002/med.21593).
  • Górski A., Międzybrodzki R., Jończyk-Matysiak E., Żaczek M., Borysowski J.: Phage-specific diverse effects of bacterial viruses on the immune system. Future Microbiol, 2019, 14(14): 1171-1174 (https://doi.org/10.2217/fmb-2019-0222).
  • Górski A., Bollyky P.L., Przybylski M., Borysowski J., Międzybrodzki R., Jończyk-Matysiak E., Weber-Dąbrowska B.: Perspectives of Phage Therapy in Non-bacterial Infections. Front Microbiol, 2019, 9: 3306 (https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.03306).
  • Górski A., Jończyk-Matysiak E., Łusiak-Szelachowska M., Międzybrodzki R., Weber-Dąbrowska B., Borysowski J.: Bacteriophages targeting intestinal epithelial cells: a potential novel form of immunotherapy. Cell Mol Life Sci, 2018, 75(4): 589-595 (https://doi.org/10.1007/s00018-017-2715-6).
  • Borysowski J., Ehni H.J., Górski A.: Ethics review in compassionate use. BMC Med., 2017, 15(1): 136 (https://doi.org/10.1186/s12916-017-0910-9).
  • Majewska J., Kaźmierczak Z., Lahutta K., Lecion D., Szymczak A., Miernikiewicz P., Drapała J., Harhala M., Marek-Bukowiec K., Jędruchniewicz N., Owczarek B., Górski A., Dąbrowska K.: Induction of Phage-Specific Antibodies by Two Therapeutic Staphylococcal Bacteriophages Administered per os. Front Immunol, 2019, 10: 2607 (https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02607).