Laboratorium Wirusologii

 

Profil badań i aktualnie realizowane zadania badawcze:

  • Ocena właściwości wirusobójczych oraz przeciwwirusowych produktów złożonych i związków chemicznych syntetycznych oraz pochodzenia naturalnego (ekstrakty roślinne i mieszaniny zawierające substancje czynne pochodzenia naturalnego) przeciwko wirusom ludzkim i zwierzęcym.
  • Ocena właściwości wirusobójczych oraz przeciwwirusowych preparatów syntetycznych oraz pochodzenia naturalnego wobec ludzkiego koronawirusa HCoV-OC43 z grupy β-koronawirusów do których należy także SARS-CoV-2 (Covid-19) oraz wirusa grypy ludzkiej A/H1N1.
  • Ocena właściwości immunomodulujących produktów złożonych i związków chemicznych syntetycznych oraz pochodzenia naturalnego w odpowiedzi na infekcję wirusową w modelu ludzkich leukocytów krwi obwodowej (PBLs).
  • Rola czynników zakaźnych (wirus opryszczki pospolitej, HHV-1; paradontoza) oraz nieswoistej odpowiedzi immunologicznej w patogenezie choroby Alzheimera. Znaczenie różnic płciowych w aktywacji odwodowych komórek odpornościowych u pacjentów z chorobą Alzheimera.
  • Badania nad zastosowaniem nowoczesnej terapii antynowotworowej z użyciem wirusa onkolitycznego VSV (Vesicular Stomatitis Virus).

Oferta badań komercyjnych

  • Ocena działania wirusobójczego chemicznych środków dezynfekcyjnych i antyseptycznych stosowanych w obszarze weterynarii (dokładnie wg normy PN-EN 14675; metoda ilościowa zawiesinowa) z wykorzystaniem organizmu testowego wymaganego w normie.
  • Ocena działania wirusobójczego w obszarze medycznym chemicznych środków dezynfekcyjnych i antyseptycznych (wg normy PN-EN 14476+A2; metoda ilościowa zawiesinowa) tylko z wykorzystaniem alternatywnego organizmu testowego (spoza normy), tj. wirus grypy ludzkiej A/H1N1.
  • Ocena działania wirusobójczego preparatów tekstylnych wg ISO 18184.
  • Ocena działania wirusobójczego powierzchni plastikowych i nieporowatych wg ISO 21702.
  • Możliwość oceny właściwości wirusobójczych oraz przeciwwirusowych różnych preparatów i związków chemicznych wobec ludzkiego koronawirusa HCoV-OC43 z grupy β-koronawirusów do których należy także SARS-CoV-2 (Covid-19).

Wycena oraz plan badań dostępne indywidualnie po kontakcie: dr Marta Sochocka (marta.sochocka@hirszfeld.pl) lub dr Beata Orzechowska (beata.orzechowska@hirszfeld.pl)  

 

Kontakt

p.o. kierownika

p.o. kierownika: dr hab. Beata Orzechowska (orcid.org/0000-0002-5125-8947)

Dr hab. Beata Orzechowska jest absolwentką Uniwersytetu Wrocławskiego w zakresie mikrobiologii. Od 1995 roku pracuje w Laboratorium Wirusologii Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda Polskiej Akademii Nauk (IITD PAN). Stopień doktora nauk biologicznych uzyskała w 2001 roku a jej praca doktorska dotyczyła określania poziomu naturalnej wrodzonej odporności przeciwwirusowej ludzkiego organizmu, w której wykorzystany został opracowany przez nią model zakażenia ludzkich jednojądrzastych komórek krwi obwodowej.

Staż podoktorski odbyła na Uniwersytecie Oregońskim w USA (Oregon Health and Science University-OHSU), w Instytucie Szczepionek i Terapii Genowej (Vaccine and Gene Therapy Institute VGTI), gdzie uczestniczyła w opracowaniu zwierzęcego modelu badawczego na potrzeby badań nowotworów wywołanych infekcjami wirusowymi oraz identyfikacji potencjalnych czynników istotnych w rozwoju chłoniaków nieziarniczych (NHL, Non-Hodgkin Lymphoma). W Laboratorium Wirusologii kontynuuje pracę badawczą nad odpornością wrodzoną oraz koncentruje się nad nowoczesnymi metodami leczenia nowotworów, takimi jak zastosowanie wirusów onkolitycznych i produkcją wektora lentiwirusowego do terapii CAR-T. Jest ekspertką w dziedzinie wykonywanych w IITD PAN analiz aktywności farmakologicznej (adapotogennej, przeciwwirusowej, immunostymulującej, cytotoksycznej) związków pochodzenia naturalnego i syntetycznego. Posiada tytuł Międzynarodowego Technologa w zakresie biologii molekularnej MB (ASCPi) oraz Diagnosty Laboratoryjnego. Wykłada wirusologię na Uniwersytecie Wrocławskim oraz we Wrocławskiej Szkole Doktorskiej Instytutów Polskiej Akademii Nauk. Jest współautorką 38 prac opublikowanych w indeksowanych czasopismach naukowych.

Zespół

Profesorowie Instytutu:

Adiunkci:

Specjaliści:

  • dr Bogna Jatczak
  • mgr inż. Dominika Franz
  • mgr inż. Marta Smykała

Personel techniczny:

  • Halina Markwant (rob. prac ciężkich)

Doktoranci:

  • mgr Nicole Kryniecka
Działalność Laboratorium
  • Określanie tła immunologicznego i mikrobiologicznego chorób neurodegeneracyjnych.
  • Badanie podstawowych reakcji wrodzonego systemu odporności takich jak wytwarzanie i aktywność cytokin, badania nieswoistych interakcji wirusów z układem odpornościowym człowieka.
  • Badanie aktywności biologicznej substancji pochodzenia naturalnego i związków syntetycznych, w szczególności aktywności przeciwwirusowej i immunomodulacyjnej.
Najważniejsze osiągnięcia naukowe
  • Rosnące zainteresowanie wykorzystaniem VSV (Vesicular Stomatitis Virus) w terapii chorób nowotworowych wymaga dokładnego określenia bezpieczeństwa stosowania tego wirusa u ludzi. Dlatego kluczowym było zidentyfikowanie populacji leukocytów ulegających zakażeniu tym wirusem w przypadku podania dożylnego. Populacjami leukocytów wrażliwymi na zakażenie VSV okazały się monocyty i komórki dendrytyczne. Wykazano, że replikacja wirusa powodowała apoptozę monocytów oraz różnicowanie do komórek dendrytycznych.
  • Wykazano, że współwystępowanie stanu zapalnego przyzębia (paradontoza) oraz AD jest związane z zaostrzeniem ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Poziom cytokin pro- i antyzapalnych, wytwarzanych przez PBLs ex vivo niestymulowanych jak i stymulowanych LPS-em wzrasta wraz z: pogorszeniem się stanu zdrowia przyzębia oraz pogorszeniem się funkcji poznawczych. Uzasadnione jest zatem, aby traktować paradontozę jako modyfikowalny czynnik ryzyka zaburzeń poznawczych i otępienia, a wczesne leczenie zapalenia przyzębia może ograniczyć nasilenie i progresję deficytów poznawczych.
  • Stopień oporności PBLs na zakażenie VSV (poziom nieswoistej odpowiedzi immunologicznej) jest skorelowany ze stopniem zaawansowania klinicznego choroby Alzheimera (AD). Wrażliwość PBLs na zakażenie VSV zwiększa się u pacjentów z AD od łagodnej przez umiarkowaną do zaawansowanej postaci choroby. Oznacza to pogłębiające się niedobory wrodzonej odporności i wskazuje, że oporność PBLs można uznać za obiecujący marker progresji AD. Wykazano istotne różnice w wytwarzaniu cytokin przez komórki wrażliwe i oporne na zakażenie VSV, co również wskazuje na upośledzenie wrodzonych mechanizmów odpornościowych u pacjentów z AD.
  • Terapia preparatem zawierającym kompleks polipeptydów bogatych w prolinę (proline-rich polipeptyde, PRP) wzmacnia wrodzoną odpowiedź immunologiczną PBLs i zmniejsza wytwarzanie cytokin pro- i antyzapalnych a tym samym redukuje prozapalną aktywność leukocytów, zwłaszcza u pacjentów z zaawansowaną postacią AD. Odkrycia te mogą mieć kluczowe znaczenie w kontekście potencjalnego zastosowania terapii immunomodulującej u pacjentów z AD i wskazują na PRP jako obiecujący preparat w przyszłych terapiach chorób neurozapalnych, takich jak AD.
  • Obwodowe komórki immunologiczne (PBLs) kobiet z AD wykazują niższy poziom wrodzonej odpowiedzi immunologicznej (po stymulacji wirusowej) i wytwarzają mniejsze ilości cytokin w porównaniu do mężczyzn z AD. Nie stwierdzono różnic w aktywności leukocytów ze względu na płeć wśród osób zdrowych w podobnym przedziale wiekowym. U osób cierpiących na AD, zwłaszcza kobiet, prawdopodobnie stale utrzymuje się nadmierna stymulacja odpowiedzi zapalnej tzw. przewlekły stan zapalny (ang. chronic inflammation) o niskim nasileniu, co jak się uważa może mieć związek z przewlekłymi infekcjami. Odkrycie różnic płciowych wskazuje na to, że należy rozważyć płeć jako zmienną biologiczną w przebiegu AD, ponieważ może to być w przyszłości podstawą spersonalizowanego leczenia chorych z AD.
  • Badania z wykorzystaniem ekstraktu z miłorzębu japońskiego (Ginkgo biloba, EGb) wykazały, że działa on specyficznie przeciwwirusowo wobec ludzkich wirusów herpes – HHV-1 i HHV-2, blokując ich rozprzestrzenianie się z komórki do komórki. EGb jest obiecującym preparatem, który może wspomóc obecne terapie opryszczki, zwłaszcza w leczeniu dolegliwości skórnych podczas nawracających infekcji. Kombinacja środków przeciwwirusowych o różnych celach molekularnych, w tym EGb, może potencjalnie ograniczyć replikację HHV-1 i HHV-2 do minimum, co jest bardzo ważne, ponieważ nawracające infekcje HHV-1 oraz osłabione z wiekiem funkcjonowanie układu odpornościowego mogą spowodować transmisję wirusa do mózgu, co w konsekwencji prowadzi do opryszczkowego zapalenia mózgu (HSE) i stanowi istotny czynnik ryzyka rozwoju AD.
  • EGb wzmacnia także nieswoistą odpowiedź immunologiczną PBLs osób starszych, zwłaszcza kobiet chorujących na AD. Ekstrakt działa także immunomodulująco oraz wpływa na ekspresję genów regulujących odpowiedź immunologiczną u pacjentów z AD. Zastosowaniu EGb jako leczenia towarzyszącego terapii podstawowej w AD może być w dłuższej perspektywie dobrym sposobem na modyfikację progresji choroby
  • Badania nad ekstraktem z korzenia Scutellaria baicalensis Georgi (SBE) wykazały, że aktywny flawon – Bajkalina, wpływa na różne szlaki sygnałowe w białaczkowych liniach komórkowych z różnymi translokacjami. Wykazano, że Bajkalina zmniejsza proliferację, aktywuje wewnętrzną ścieżkę apoptozy i hamuje fosforylację kinazy syntazy glikogenu-3β (GSK-3β) prowadząc do zwiększonej ekspresji cyklinozależnego inhibitora kinazy p27Kip1. Najbardziej wrażliwe na leczenie były linie komórkowe z rearanżacjami genów MLL i PBX1.
Metody badawcze
  • Prowadzenie hodowli komórkowych
  • Hodowla i namnażanie wirusów ludzkich i zwierzęcych
  • Mianowanie wirusów (TCID, PFU)
  • Oznaczanie cytokin
  • Biologia molekularna (PCR, RT-PCR, ekspresja genów, polimorfizmy)
  • Testy ELISA oraz testy luminescencyjne
  • Barwienia (immunocytochemia, immunofluorescencja)
  • Western-blot
  • Cytometria przepływowa
Kluczowa aparatura badawcza

Inkubatory, komory laminarne BSL-2, czytnik Dynatech 5000, cytospin, mikroskop fluorescencyjny, zamrażarka -80°C, aparaty do PCR, komora do wizualizacji żeli, zestawy do elektroforezy i blottingu.

Najważniejsze projekty badawcze (ostatnie 10 lat)
  • 2024-2027: Alzheimer’s Association Research Grant (AARG) (24AARG-1199019) – Oral health: A window to improve systemic immune response in AD patients. Kierownik projektu: dr hab. Marta Sochocka.
  • Grant Narodowego Centrum Nauki (NCN) w ramach konkursu MINIATURA 7 (DEC-2023/07/X/NZ3/00286) (2023-2024) – Ocena różnic w ekspresji genów regulujących odpowiedź immunologiczną u mężczyzn i kobiet z chorobą Alzheimera. Kierownik projektu: dr Marta Sochocka.
  • 2023-2029: Rozwój medycyny celowanej lub personalizowanej na bazie produktów leczniczych opartych na kwasach nukleinowych i związkach drobnocząsteczkowych (ABM/2022/6); Centrum Transferu Technologii Meditransfer IITD Sp. Z o. o.; Konsorcjum Dolnośląskie Centrum Onkologii, Pulmonologii i Hematologii, Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. Ludwika Hirszfelda. Tytuł projektu: Opracowanie produktu leczniczego opartego o modyfikowane genetycznie limfocyty T dla terapii nawrotowych i opornych postaci szpiczaka plazmocytowego: od produkcji wektora DNA z receptorem CAR po badania I/II fazy; BECAME-B(e)CMA CAR-T in THERAPY” 2022/ABM/06/00004.
  • 2021-2024: Grant OPUS Uniwersytet Jagielloński; IITD PAN jako konsorcjant 2020/37/B/NZ6/03002; „Mechanizmy odporności przeciw-koronawirusom na podstawie analizy przeciwciał u ozdrowieńców, pacjentów narażonych/skąpo objawowych oraz nienarażonych pacjentów polskich instytucji opiekuńczych i ich reakcji z antygenami koronawirusów”; Współpraca z prof. dr hab. Piotrem Heczką (Uniwersytet Jagielloński, Zakład Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii Katedra Mikrobiologii Wydział Lekarski).
  • 2020-2021: Grant NCBiR (SZPITALE-JEDNOIMIENNE/28/2020): Badania nad uzyskaniem nowatorskiej szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 odpowiedzialnemu za chorobę COVID-19” w ramach programu: Wsparcie szpitali jednoimiennych w walce z rozprzestrzenianiem się zakażenia wirusem SARS-CoV-2 oraz w leczeniu COVID-19.
  • Grant KNOW (105/2016/KNOW/IITD) (2016-2018): Znaczenie przewlekłej paradontozy w rozwoju zaburzeń poznawczych i choroby Alzheimera. Rola czynników zakaźnych oraz ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej. Krajowy Naukowy Ośrodek Wiodący (KNOW), Konsorcjum Wrocławskie Centrum Biotechnologii. Kierownik projektu: dr Marta Sochocka.
  • Grant KNOW (519-1-4-2-447/2017): Następstwa immunologiczne zakażenia ludzkich leukocytów krwi obwodowej wirusem pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (VSV) in vitro. Krajowy Naukowy Ośrodek Wiodący (KNOW), Konsorcjum Wrocławskie Centrum Biotechnologii. Kierownik projektu: dr Beata Orzechowska.
  • Grant KNOW (519-1-4-6-447/2018): Krążące we krwi komórki nowotworowe i sferoidy w płynie otrzewnowym jako cel dla wirusa onkolitycznego VSV (Vesicular Stomatitis Virus) w terapii raka jajnika. Krajowy Naukowy Ośrodek Wiodący (KNOW), Konsorcjum Wrocławskie Centrum Biotechnologii. Kierownik projektu: dr Beata Orzechowska.
  • Grant FNRD.C200.15.003; GR8/F/2015 (2015-2020): Aktywność proapoptotyczna zespołu flawonów izolowanych z tarczycy bajkalskiej (Scutellaria baicalensis) oraz zastosowanie onkolitycznych właściwości vesicular stomatitis virus -VSV, jako nowe możliwości terapii ostrej białaczki limfoblastycznej (ALL) u dzieci (badania ex vivo). Fundacja na Ratunek Dzieciom z Choroba Nowotworową.
Wybrane publikacje
  • Karska J., Kowalski S., Gładka A., Brzecka A., Sochocka M., Kurpas D., Beszłej J.A., Leszek J.: Artificial light and neurodegeneration: does light pollution impact the development of Alzheimer’s disease? 2023 (https://link.springer.com/article/10.1007/s11357-023-00932-0)
  • Zadka Ł., Sochocka M., Hachiya N., Chojdak-Łukasiewicz J., Dzięgiel P., Piasecki E., Leszek J.: Endocytosis and Alzheimer’s disease, GeroScience, 2023 (https://link.springer.com/article/10.1007/s11357-023-00923-1)
  • Sochocka M., Karska J., Pszczołowska M., Ochnik M., Fułek M., Fułek K., Kurpas D., Chojdak-Łukasiewicz J., Rosner-Tenerowicz A., Leszek J.: Cognitive decline in early and premature menopause. International Journal of Molecular Sciences, 2023, 24: 6566 (http://doi.org/10.3390/ijms24076566)
  • Długosz O., Ochnik M., Sochocka M., Franz D., Orzechowska B., Chmielowiec-Korzeniowska A., Drabik A., Banach M.: Antimicrobial and antiviral activity of selenium sulphide nanoparticles synthesised in extracts from spices in natural deep eutectic solvents (NDES). Sustainable Materials and Technologies, 2022, 32: e00433 (http://doi.org/10.1016/j.susmat.2022.e00433)
  • Sochocka M., Ochnik M., Sobczyński M., Orzechowska B., Leszek J.: Sex differences in innate immune response of peripheral blood leukocytes of Alzheimer’s disease patients. Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis, 2022, 70: 16 (http://doi.org/10.1007/s00005-022-00653-w)
  • Ochnik M., Franz D., Sobczyński M., Naporowski P., Banach M., Orzechowska B., Sochocka M.: Inhibition of human respiratory influenza A virus and human Betacoronavirus-1 by the blend of double-standardized extracts of Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot and Sambucus nigra Pharmaceuticals, 2022, 15: 619. (http://doi.org/10.3390/ph15050619)
  • Sochocka M., Ochnik M., Sobczyński M., Gębura K., Zambrowicz A., Naporowski P., Leszek J.: Ginkgo biloba leaf extract improves an innate immune response of peripheral blood leukocytes of Alzheimer’s disease patients. Nutrients, 2022, 14: 2022 (http://doi.org/10.3390/nu14102022)
  • Pęcak P., Orzechowska B., Chrobak E., Boryczka S.: Novel betulin dicarboxylic acid ester derivatives as potent antiviral agents: Design, synthesis, biological evaluation, structure-activity relationship and in-silico study. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021, 225: 113738 (http://doi.org/1016/j.ejmech.2021.113738)
  • Długosz O., Sochocka M., Ochnik M., Banach M.: Metal and bimetallic nanoparticles: Flow synthesis, bioactivity and toxicity. Journal of Colloid and Interface Science, 2021, 586: 807-818 (http://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.11.005)
  • Graczyk F., Orzechowska B., Franz D., Strzemski M., Verpoorte R., Załuski D.: The intractum from the Eleutherococcus senticosus fruits affects the innate immunity in human leukocytes: From the ethnomedicinal use to contemporary evidence – based research. Journal of Ethnopharmacology, 2021, 268: 113636 (http://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113636)
  • Piasecki E.: SARS-CoV-2: Remarks on the COVID-19 pandemic. Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis, 2020, 68: 35 (http://doi.org/10.1007/s00005-020-00600-7)
  • Orzechowska B.U., Wróbel G., Turlej E., Jatczak B., Sochocka M., Chaber R.: Antitumor effect of baicalin from the Scutellaria baicalensis radix extract in B-acute lymphoblastic leukemia with different chromosomal rearrangements. Immunopharmacology, 2020, 79: 106114 (http://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.106114)
  • Sochocka M., Sobczyński M., Ochnik M., Zwolińska K., Leszek J.: Hampering herpesviruses HHV-1 and HHV-2 infection by extract of Ginkgo biloba (EGb) and its phytochemical constituents. Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 2367 (http://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02367)
  • Sochocka M., Ochnik M., Sobczyński M., Siemieniec I., Orzechowska B., Naporowski P., Leszek J.: New therapeutic targeting of Alzheimer’s disease with the potential use of proline-rich polypeptide complex to modulate an innate immune response – preliminary study. Neuroinflammation, 2019, 16: 137 (http://doi.org/10.1186/s12974-019-1520-6)
  • Tomczyk T., Wróbel G., Chaber R., Siemieniec I., Piasecki E., Krzystek-Korpacka M., Orzechowska B.U.: Immune consequences of in vitro infection of human peripheral blood leukocytes with vesicular stomatitis virus (VSV). Innate Immunity, 2018, 10: 131-144 (http://doi.org/10.1159/000485143)
  • Sochocka M., Sobczyński M., Sender-Janeczek A., Zwolińska K., Błachowicz O., Tomczyk T., Ziętek M., Leszek J.: Association between periodontal health status and cognitive abilities. The role of cytokine profile and systemic inflammation. Alzheimer Res., 2017, 14: 978-990 (http://doi.org/10.2174/1567205014666170316163340)
  • Sochocka M., Zwolińska K., Leszek J.: The infectious etiology of Alzheimer’s disease. Neuropharmacol., 2017, 15: 996-100 (http://doi.org/10.2174/1570159X15666170313122937)
  • Orzechowska B.U., Jędryka M., Zwolińska K., Matkowski R.: VSV based virotherapy in ovarian cancer: the past, the present and …future? Cancer, 2017, 8: 2369-2383 (http://doi.org/10.7150/jca.19473)
  • Zwolińska K., Błachowicz O., Tomczyk T., Knysz B., Gąsiorowski J., Zalewska M., Orzechowska B.U., Sochocka M., Piasecki E.: The effect of killer cell immunoglobulin-like receptor (KIR) genes on susceptibility to HIV-1 infection in the Polish population. Immunogenetics, 2016, 68: 327-337 (http://doi.org/10.1007/s00251-016-0906-1)
  • Orzechowska B.U., Kukowska-Latallo J.F., Coulter A.D., Szabo Z., Gamian A., Myc A.: Nanoemulsion-based mucosal adjuvant induces apoptosis in human epithelial cells. Vaccine, 2015, 33: 2289-2296 (http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.03.002)
  • Zwolińska K., Knysz B., Gąsiorowski J., Pazgan-Simon M., Gładysz A., Sobczyński M., Piasecki E.: Frequency of human endogenous retroviral sequences (HERV) K113 and K115 in the Polish population, and their effect on HIV infection. PLoS One, 2013, 8: e77820 (http://doi.org/10.1371/journal.pone.0077820)