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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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
  • mgr Joanna Majewska – specjalista

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
  1. Testy in vitro na modelu hodowli komórkowych.
  2. Analiza statystyczna danych klinicznych (pochodzących od pacjentów leczonych bakteriofagami).
  3. Metoda Adamsa do określania aktywności litycznej fagów.
  4. Metoda Gratia do określania RTD (Routine Test Dilution) fagów.
  5. Metoda kolorymetryczna z wykorzystaniem tetrazolu do wykrywania obecności fagów w próbkach biologicznych i środowiskowych.
  6. Metoda ELISA (immunoenzymatyczna) do określania poziomu przeciwciał antyfagowych w surowicy pacjentów.
  7. Metoda płytkowa neutralizacji do określania poziomu neutralizacji fagów przez przeciwciała antyfagowe w surowicy pacjentów.
  8. 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)
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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
  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Górski A., Międzybrodzki R., Żaczek M., Borysowski J.: Future Microbiol. 2020, 15: 1095-1100 (https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0082).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).