Narodowe Centrum Nauki (NCN) opublikowało listy rankingowe konkursu PRELUDIUM 22. W gronie laureatów znalazła się mgr Tetiana Stepanenko badaczka, która realizuje swój doktorat na linii badawczej CIRI w Centrum SOLARIS. Zwycięski projekt to "Badanie mechanizmów molekularnych w nanoskali w mukowiscydozie poprzez s-SNOM: od modelu do złożonych systemów". Wartość dofinansowania wyniosła: 209 950 PLN

Mukowiscydoza (CF) to powszechna choroba genetyczna, powodująca problemy oddechowe i trawienne związane z mutacjami w genie CFTR [1]. Poprawne funkcjonowanie białka CFTR zależy od lipidów [2]. Ostatnie badania ujawniły różne nieprawidłowości lipidowe w CF, w tym zaburzenia w mikrodomenach lipidowych, zwiększenie nasyconych kwasów tłuszczowych, gromadzenie ceramidów i zwiększony stres oksydacyjny [3]. Tradycyjne techniki spektroskopii oscylacyjnej mają ograniczenia w analizie konkretnych obszarów błony, co utrudnia identyfikację specyficznych zmian lipidowych i białkowych [4] w komórkach płucnych CF [3]. To utrudnia opracowanie leków regulujących aktywność białka CFTR.

W badaniu badacze wykorzystują innowacyjne techniki spektroskopii podczerwonej o nanoskalowym rozdzielczości: mikroskopię optyczną z bliskiego pola (s-SNOM) i nano spektroskopię FT-IR. Po raz pierwszy badają zmiany w składzie lipidów, ich rozkładzie i orientacji w błonach komórkowych dotkniętych CF. s-SNOM przekracza granicę dyfrakcji światła, umożliwiając obrazowanie o wysokiej rozdzielczości. W przeciwieństwie do mikroskopii fluorescencyjnej i spektrometrii mas, s-SNOM umożliwia obrazowanie biomolekuł bez stosowania znaczników. Nano spektroskopia FT-IR wykorzystuje promieniowanie synchrotronowe do rejestrowania punktowych widm z zakresu podczerwieni w skali nano. Skupiają się na opracowaniu nowej metodyki dla obrazowania s-SNOM błon biologicznych, pokonując wyzwania związane z pomiarami na poziomie nanoskalowym w cienkich próbkach, takich jak błony komórkowe. W projekcie wykorzystują ludzką linię komórkową nabłonka oskrzelowego CFBE41o-, szeroko badaną w kontekście badań nad mukowiscydozą [1,2,3].

- Naszym celem jest wykrycie zmian lipidowych i analiza ich rozkładu na poziomie nanoskalowym w obrębie systemów błonowych. Dodatkowo, planujemy zbadać, czy obniżenie zawartości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) w pożywce nasilają zmiany chorobowe w komórkach CF. Te wyniki mogą przyczynić się do rozwoju nowych terapii i leków, poprawiających jakość życia osób z mukowiscydozą. Nasze innowacyjne podejście obejmuje zaawansowane techniki spektroskopii w podczerwieni i skupia się na zrozumieniu procesów zmian profilu biochemicznego błon dotkniętych mukowiscydozą. Ma ono potencjał odkrycia nowych spostrzeżeń dotyczących roli białka CFTR i lipidów w funkcjonowaniu błon oraz patologii mukowiscydozy, otwierając drogę do przyszłych strategii terapeutycznych i interwencji, mówi mgr Tetiana Stepanenko doktorantka na linii badawczej CIRI.

PRELUDIUM to konkurs skierowany  do naukowców bez stopnia doktora, w którym można uzyskać grant w wysokości maksymalnie 70 000 PLN 140 000 PLN lub 210 000 PLN na finansowanie projektu trwającego odpowiednio 12, 24 lub 36 miesięcy. Zespół badawczy w projekcie PRELUDIUM może się składać maksymalnie z trzech osób, w tym kierownika projektu i opiekuna naukowego.

Referencje:
[1] Cystic Fibrosis in the 21st Century (2006). Karger. 
[2] Cottrill, The bidirectional relationship between CFTR and lipids. Commun Biol 2020. 
[3] C. Vandebrouck, Glued in lipids: Lipointoxication in cystic fibrosis, EBioMedicine, 2020. 
[4] V. Grimard et al., Phosphorylation-induced Conformational Changes of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Monitored by Attenuated Total Reflection-Fourier Transform IR Spectroscopy and Fluorescence Spectroscopy, Journal of Biological Chemistry, 2004

Fot. Vladimir Gorokh