Laboratorium Mikrobiologii Lekarskiej

Profil badań:

Badania nad mechanizmami patogenności niektórych chorób o etiologii bakteryjnej oraz rolą fagów i powierzchniowych antygenów glikokoniugatowych i białkowych bakterii w towarzyszących procesach odpornościowych.

  • Biochemiczne markery infekcyjnych procesów zapalnych, sepsy i wstrząsu septycznego w szybkiej diagnostyce, monitorowaniu i jako czynniki prognostyczne tych schorzeń.
  • Badania epidemiologiczne i nad prewencją oraz diagnostyką nokardioz, chorób gruźliczo- i promieniczo-podobnych z wykorzystaniem glikolipidów, polisacharydów i metod instrumentalnych.
  • Procesy zaawansowanej glikacji i ich udział w mechanizmach odpornościowych oraz oznaczanie AGE (advanced glycation end-products) w materiale biologicznym.
  • Badania strukturalne i serologiczne powierzchniowych antygenów bakteryjnych i fagowych oraz roli tych antygenów w rozwoju chorób i odpowiedzi immunologicznej.
  • Nośniki szczepionek koniugatowych, adiuwanty i markery niedoborów immunologicznych.
  • Antygeny bakteriofagów jako narzędzie do monitorowania przeciwciał anty-fagowych surowicy ludzkiej oraz jako czynniki diagnostyczne.
  • Struktura i funkcje powierzchniowych antygenów probiotyków.
  • Mikromechaniczne sensory do detekcji mikroogranizmów.
  • Nowe klasy cząstek fluorescencyjnych w testach biologicznych. Znane białka jako nowe markery diagnostyczne.

Kontakt

Kierownik

Kierownik: prof. dr hab. Andrzej Gamian (orcid.org/0000-0002-2206-6591)

Wykształcenie Absolwent Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Wrocławskiego (1975 r.). Bezpośrednio po studiach zaczął pracę w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN, gdzie realizował pracę doktorską dotyczącą immunochemii lipopolisacharydów Shigella. Stopień doktora uzyskał w 1982 r. W latach 1984-86 przebywał na stażu naukowym w National Research Council of Canada w Ottawie, co zaowocowało opracowaniem szczepionki przeciwko meningokokowemu zapaleniu opon mózgowych typu B. W 1990 r. przebywał na stypendium w CNRS w Grenoble we Francji, pracując nad strukturą części cukrowej kilku endotoksyn. Prowadził także badania nad antygenami bakteryjnymi w Arrhenius Laboratory w Sztokholmie i Uppsali. W 1993 r. otrzymał stopień doktora habilitowanego („Lipopolisacharydy Enterobacteriaceae zawierające kwas sjalowy”), a dziesięć lat później tytuł profesora z rąk Prezydenta RP. W 1994 r. objął stanowisko kierownika Zakładu Immunologii Chorób Zakaźnych IITD PAN, a w 2006 r. kierownika Katedry i Zakładu Biochemii Lekarskiej Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu. Od lipca 2020 r. pełni funkcję Dyrektora IITD PAN. Jest autorem ponad 380 prac w czasopismach krajowych i zagranicznych, a także twórcą 50 patentów i zgłoszeń patentowych. Jego zainteresowania naukowe skupiają się głównie wokół badań polisacharydów, konstrukcji szczepionek przeciwbakteryjnych i przeciwwirusowych, badań glikolipidów, białek drobnoustrojów i fagów, ich użyciem do diagnostyki, szczepionek, terapii, także zagadnień immunochemii polisacharydów probiotyków. Ważna jest problematyka glikacji białek, tworzenia się agregatów w organizmie, metod oznaczania markerów chorobowych, szczególnie chorób metabolicznych, naczyniowych, neurodegeneracyjnych.

Zespół

Sekretariat:

  • mgr Joanna Ziółkowska

Profesorowie Instytutu:

Adiunkci:

Asystenci:

Specjaliści:

Pracownicy techniczni:

Doktoranci:

Najważniejsze osiągnięcia naukowe
  • Opisano nowy epitop jako produkt zaawansowanej glikacji w organizmie ludzkim, opracowano test diagnostyczny i określono jego stężenie w surowicy, w zdrowiu i w chorobach metabolicznych, w chorobie Alzheimera (2001-2021). Opisano zjawisko polaryzacji wody wywoływane przez rezonans fononowy (2021).
  • Opisano przeciwbakteryjne epitopy ochronne:
    a) opisano zjawisko potranslacyjnej glicylacji polisacharydów, wykazano obecność glicyny w części rdzeniowej endotoksyn, wspólny epitop (1981-2011);
    b) odkryto, że przeciwciała ochronne o szerokiej aktywności przeciw enterobakteryjnej obecne w krwi pępowinowej rozpoznają w białku OmpC heksa-peptydowy epitop, opracowano test diagnostyczny do oznaczania humoralnych niedoborów immunologicznych (2005-2021).
  • Opisano nowy typ glikozylacji kwasu sjalowego w pozycji C-7 (1984-1993); określono struktury bakteryjnych polisacharydów z kwasem sjalowym, wykazano, że przeciwciała wobec takich polisacharydów rozpoznają struktury ludzkiego nabłonka gruczołowego i tkanki nerwowej oraz nowotworów z nich pochodzących (1993-2015).
Metody badawcze
  • metody oznaczania endotoksyn
  • testy do oznaczania produktów zaawansowanej glikacji
  • metody glikobiologiczne ustalania struktury glikokoniugatów
  • syntezy w reaktorze mikrofalowym
  • wyznaczania epitopu metodą pinową
  • preparacji przeciwciał monoklonalnych
  • multipleksowe oznaczanie cytokin
  • technologie linii komórkowych – oznaczanie cytotoksyczności
  • technologie hybrydomowe
  • techniki mikrobiologiczne – metody aktinobakteryjne
  • barwienie
  • techniki bakteriofagowe
  • oczyszczania fagów
  • charakterystyki glikokoniugatów
  • aktywność bakteriobójcza
  • test opsonofagocytozy
Kluczowa aparatura badawcza
  • Reaktor mikrofalowy
  • pracownia LAL
  • preparacji przeciwciał monoklonalnych
  • radioizotopowa
  • MALDI-TOF-MS Biotyper
  • chromatograf gazowo-cieczowy ze spektrometrem masowym GLC-MS
Najważniejsze projekty badawcze (ostatnie 10 lat)
  • Projekt badawczy NCBiR w ramach przedsięwzięcia „Wsparcie szpitali jednoimiennych w walce z rozprzestrzenianiem się zakażenia wirusem SARS-CoV-2 oraz w leczeniu COVID-19″(X.2020-X.2021): Badania nad uzyskaniem nowatorskiej szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 odpowiedzialnemu za chorobę COVID-19. Konsorcjum z Wojewódzkim Szpitalem Specjalistycznym im. J. Gromkowskiego we Wrocławiu. Kierownik projektu: prof. dr hab. Andrzej Gamian.
  • Projekt badawczy NCBiR TANGO-IV-A/0003/2019-00 (2020-2021): Innowacyjny produkt leczniczy przeciwko Clostridioides difficile oparty o przeciwciała IgY. Kierownik projektu: prof. dr hab. Andrzej Gamian (wykonawcy: dr hab. Sabina Górska, dr Agnieszka Razim, mgr Katarzyna Pacyga).
  • Projekt badawczy NCN SONATA BIS 7 nr 2017/26/E/NZ1/00249 (18.05.2018-17.05.2022): Dwu-funkcyjne białka ogonka bakteriofagów – określenie funkcji oraz mechanizmu działania wobec substratów (poli)sacharydowych. Kierownik projektu: dr hab. Ewa Brzozowska.
  • Projekt badawczy NCN OPUS 11 nr 2016/21/B/NZ6/02286 (17.02.2017-16.02.2021): Mapowanie epitopów białek powierzchniowych Clostridium difficile oraz charakterystyka właściwości ochronnych koniugatu epitopu z białkiem nośnikowym w połączeniu z nowoczesnym nanoadiuwantem. Kierownik projektu: prof. dr hab. Andrzej Gamian.
  • Projekt badawczy NCN OPUS 11 nr 2016/21/B/NZ6/02028 (10.05.2017-09.05.2020): Badanie glikolipidów z Porphyromonas gingivalis zrekonstruowanych w E. coli jako podstawy nowej szczepionki przeciwko periodontozie. Kierownik projektu: dr Wiesław Świętnicki.
  • Projekt UE: European Cooperation in Science and Technology COST: “ENOVA – European Network of Vaccine Adiuvants” (2016-2021). dr hab. Andrzej Gamian – Krajowy członek komitetu zarządzającego (Management Committee).
  • Projekt badawczy NCN SONATA 2 nr 2011/03/D/NZ7/02054 (07.12.2012-06.12.2017): Badanie wykorzystania adhezyn fagowych w detekcji bakteryjnych skażeń środowiskowych z użyciem nowoczesnych czujników światłowodowych. Kierownik projektu: dr hab. Ewa Brzozowska (wykonawca projektu: dr hab. Sabina Górska).
  • Projekt kluczowy (POIG 01.01.02-02-003/08-00): BioMed – Biotechnologie i zaawansowane technologie medyczne (2009-2015), Zadanie 3.4: „Diagnostyka i prewencja chorób bakteryjnych”. Instytucja zamawiająca: WCB EIT+ we Wrocławiu. Instytucja realizująca: Konsorcjum Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN (lider) i Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu. Kierownik projektu: prof. dr Andrzej Gamian (wykonawcy: dr hab. Danuta Witkowska, dr inż. Anna Jarząb, dr hab. Sabina Górska, dr hab. Ewa Brzozowska, dr hab. Mariola Paściak, dr hab. Jacek Rybka, dr Agnieszka Korzeniowska-Kowal).
  • Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej – Republika Czeska i Rzeczpospolita Polska (nr projektu CZ.3.22/2.1.00/09.01574) (2007-2013): Probiotyki: współpraca naukowa, transfer wiedzy i edukacja. Partner wiodący: Mikrobiologický Ústav AV ČR, v.v.i. (Instytut Mikrobiologii Czeskiej Akademii Nauk, publiczny instytut badawczy), Praga; Partner projektu: Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN (01.08.2010 – 30.09.2013). Kierownik projektu w IITD PAN: prof. dr hab. Andrzej Gamian (wykonawcy: dr hab. Sabina Górska, dr hab. Jacek Rybka).
  • Projekt badawczy POIG.02.03.02-00-005/10 (01.10.2010-30.09.2014), współfinansowany ze środków UE w ramach POIG na lata 2007-2013, Priorytet II, Działanie 2.3, Poddziałanie 2.3.2. Projekty w zakresie rozwoju zasobów informacyjnych nauki w postaci cyfrowej: Utworzenie interoperacyjnej elektronicznej platformy naukowej Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów. Kierownik projektu: dr Agnieszka Korzeniowska-Kowal (wykonawcy: dr hab. Mariola Paściak, prof. dr hab. Andrzej Gamian).
Wybrane publikacje
  • Pietkiewicz J., Danielewicz R., Wandzel C., Beznosiuk J., Szuba A., Samsel-Czekała M., Gamian A.: Influence of water polarization caused by phonon resonance on catalytic activity of enolase. ACS Omega, 2021, 6(6): 4255-4261 (https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05199).
  • Staniszewska M., Bronowicka-Szydełko A., Gostomska-Pampuch K., Szkudlarek J., Bartyś A., Bieg T., Gamian E., Kochman A., Picur B., Pietkiewicz J., Kuropka P., Szeja W., Wiśniewski J., Ziółkowski P., Gamian A.: The melibiose-derived glycation product mimics a unique epitope present in human and animal tissues. Sci Rep, 2021, 11(1):2940 (https://doi.org/10.1038/s41598-021-82585-7).
  • Futoma-Kołoch B., Bugla-Płoskońska G., Dudek B., Dorotkiewicz-Jach A., Drulis-Kawa Z., Gamian A.: Outer membrane proteins of Salmonella as potential markers of resistance to serum, antibiotics and biocides. Curr Med Chem, 2019, 26(11): 1960-1978 (https://doi.org/10.2174/0929867325666181031130851).
  • Jarząb A., Witkowska D., Ziomek E., Setner B., Czajkowska A., Dorot M., Szewczuk Z., Gamian A.: Cyclic OmpC peptidic epitope conjugated to tetanus toxoid as a potential vaccine candidate against shigellosis. Vaccine, 2018, 36(31): 4641-4649 (https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2018.06.037).
  • Liu T.M., Conde J., Lipiński T., Bednarkiewicz A., Huangi C.C.: Smart NIR linear and nonlinear optical nanomaterials for cancer theranostics: Prospects in photomedicine. Progress in Materials Science, 2017, 88: 89-135 (https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.03.004).
  • Pyra A., Brzozowska E., Pawlik K., Gamian A., Dauter M., Dauter Z.: Tail tubular protein A: a dual-function tail protein of Klebsiella pneumoniae bacteriophage KP32. Sci Rep, 2017, 7(1): 2223 (https://doi.org/10.1038/s41598-017-02451-3).
  • Korzeniowska-Kowal A., Kochman A., Gamian E., Lis-Nawara A., Lipiński T., Seweryn E., Ziółkowski P., Gamian A.: Antibodies against Escherichia coli O24 and O56 O-Specific polysaccharides recognize epitopes in human glandular epithelium and nervous tissue. PLoS One, 2015, 10(6): e0129492 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0129492)
  • Gnach A., Lipinski T., Bednarkiewicz A., Rybka J., Capobianco J.A.: Upconverting nanoparticles: assessing the toxicity. Chem Soc Rev, 2015, 44(6): 1561-84 (https://doi.org/10.1039/c4cs00177j).
  • Paściak M., Dacko W., Sikora J., Gurlaga D., Pawlik K., Miękisiak G., Gamian A.: Creation of an in-house matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry Corynebacterineae database overcomes difficulties in identification of Nocardia farcinica clinical isolates. J Clin Microbiol, 2015, 53(8): 2611-21 (https://doi.org/10.1128/JCM.00268-15).
  • Gamian A., Mieszała M., Lipiński T., Zielińska-Kuźniarz K., Gawlik-Jędrysiak M., Dzierzba K., Pietkiewicz J., Szeja W.: O-Aminoacylation of bacterial glycoconjugates: From native structure to vaccine design. Curr. Pharm. Biotechnol, 2011, 12,(11): 178-91 (https://doi.org/10.2174/138920111798377049).