Wróć do strony głównej
Aktualności | 06.12.2024

Prądem w komórki czerniaka

Temat rozprawy doktorskiej mgr Urszuli Szwedowicz "Wpływ elektroporacji na transport dwukierunkowy, procesy fizjologiczne oraz komunikację między komórkami nowotworowymi, badania in vitro" wpisuje się w wieloletnie doświadczenia naukowe Katedry i Zakładu Biologii Molekularnej i Komórkowej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Jednostka kierowana przez prof. dr hab. inż. Julitę Kulbacką należy do światowej czołówki w badaniach nad elektroporacją.

Elektroporacja (EP) to szeroko stosowana metoda umożliwiająca modulację błony komórkowej pod wpływem pola elektromagnetycznego. W zależności od przykładanego napięcia, liczby i długości trwania impulsów elektrycznych oraz rodzaju badanych komórek uzyskuje się zróżnicowane efekty tej procedury.

Rozprawa doktorska Urszuli Szwedowicz dotyczy niezwykle istotnego i aktualnego zagadnienia w onkologii, jakim jest wpływ elektroporacji na uwalnianie mikropęcherzyków zewnątrzkomórkowych (ang. extracellular vesicles – EVs) i i ich potencjalna rola w komunikacji międzykomórkowej oraz progresji nowotworu. Postawiona hipoteza zakłada, że poprzez zastosowanie różnych parametrów elektroporacji można zmieniać profil aktywnych cząstek uwalnianych z komórki, a tym samym modulować procesy fizjologiczne komórek poddanych dzianiu tych molekuł.

– Moje badania opierały się na elektroporacji komórek czerniaka – wyjaśnia mgr Urszula Szwedowicz. – W warunkach hodowli in vitro traktowałam komórki impulsami elektrycznymi o ustalonych wcześniej, stosowanych w lecznictwie, parametrach, żeby sprawdzić, jak EP wpływa na uwalnianie mikropęcherzyków zewnątrzkomórkowych. Mikropęcherzyki te są cząsteczkami sygnałowymi. Transportują w swoich wnętrzach aktywne molekuły, które modulują procesy komórek będących w ich sąsiedztwie. Błona pęcherzyka ochrania materiał znajdujący się we wnętrzu, dzięki czemu może on być bezpiecznie „przenoszony” na dalsze odległości w tkance, a nawet i organizmie.

Doktorantka zaznacza, że dokładny charakter mikropęcherzyków uwalnianych po EP z komórek nie był do tej pory nigdy badany. Nie było dotychczas doniesień, w jaki sposób profil uwalnianych cząsteczek zależy od długości trwania impulsu (impulsy nano-, mikro- i milisekundowe), a także w jaki sposób EVs uwalniane z komórek wpływają na żywotność i fizjologię komórek nieelektroporowanych lub elektroporowanych w obecności tych molekuł.

Celem badań było przede wszystkim określenie kinetyki uwalnianych mikropęcherzyków w zależności od parametrów elektroporacji oraz ustalenie warunków elektroporacji odwracalnej, które będą indukowały największy wyrzut EVs z komórek. Analizie poddano wpływ uwalnianych z komórek czerniaków mikropęcherzyków na migrację komórkową oraz zmiany w cytoszkielecie innych komórek czerniaka. Wykonane badania miały na celu zbadanie, czy i jak stosowanie elektroporacji odwracalnej w terapii przeciwnowotworowej wpływa na przerzutowość komórek czerniaka. 

– Dlaczego to takie ważne? Istnieje bowiem obawa, że choć ognisko nowotworowe jest niszczone podczas elektrochemioterapii, to jednak komórki pod wpływem stresu związanego z elektroporacją wydzielają takie mikropęcherzyki, które dają sygnał do rozrostu innych komórek nowotworowych. Celem tych badań było sprawdzenie, czy kliniczne stosowanie elektroporacji może powodować zwiększone ryzyko do tworzenia się przerzutów. Takiego efektu też się spodziewaliśmy, że ryzyko faktycznie będzie podwyższone, ale wyniki pokazały nieco inny obraz sytuacji – analizy nie wykazały, że EVs indukują wzrost proliferacji czy zwiększoną migrację komórek, które były traktowane mikropęcherzykami. W niektórych przypadkach procesy te były nawet zahamowane. To jest oczywiście dobra wiadomość dla pacjentów onkologicznych. Co dokładnie się zadziało w komórkach traktowanych mikropęcherzykami? Odpowiedź na powyższe pytanie będzie ujęta w publikacji zawierającej wyniki moich eksperymentów, która jest właśnie w końcowym etapie przygotowywania do wysłania do renomowanego czasopisma – podsumowała doktorantka.

Urszula Szwedowicz ukończyła analitykę medyczną na Wydziale Farmaceutycznym UMW. Promotorem jej pracy magisterskiej, a także doktorskiej, jest dr hab. inż. Anna Choromańska prof. UMW. 

– W oparciu o dotychczasowe wyniki rozprawy doktorskiej Urszuli Szwedowicz podjęliśmy kolejne badania, mające na celu zbadanie mikropęcherzyków EVs uwalnianych z komórek czerniaka na ludzkie fibroblasty – dodaje dr hab. inż. Anna Choromańska, prof. UMW. – Celem tych analiz jest zrozumienie, w jaki sposób EVs wpływają na interakcje między komórkami nowotworowymi a prawidłowymi. Mikropęcherzyki zewnątrzkomórkowe odgrywają kluczową rolę w komunikacji międzykomórkowej, a ich zawartość może wpływać na procesy biologiczne, takie jak proliferacja, różnicowanie oraz odpowiedź na stres. W kontekście czerniaka zrozumienie mechanizmów, poprzez które EVs oddziałują na fibroblasty, może przyczynić się do odkrycia nowych aspektów dotyczących mikrośrodowiska guza oraz jego wpływu na rozwój nowotworu. Podjęte kolejna badania umożliwią nam lepsze zrozumienie roli, jaką EVs odgrywają w progresji nowotworów.

W perspektywie kolejnych działań w Katedrze i Zakładzie Biologii Molekularnej i Komórkowej UMW zbadane będą także inne typy nowotworów. Uzyskane rezultaty badań mogą się przyczynić do podjęcia prób personalizacji elektrochemioterapii poprzez dostosowanie parametrów elektroporacji do specyficznych cech pacjenta i jego nowotworu. To podejście mogłoby zwiększyć skuteczność leczenia i zminimalizować skutki uboczne.

– Chociaż pasjonuje mnie prowadzenie badań naukowych i odkrywanie nowych terapii przeciwnowotworowych, to właśnie kontakt ze studentami oraz dzielenie się wiedzą przynoszą mi największą satysfakcję i wyznaczają kierunek mojego dalszego rozwoju– przyznaje doktorantka.

Fot. Tomasz Walów

Autor: Katarzyna Sudnik Data utworzenia: 06.12.2024 Autor edycji: Anna Szejda Data edycji: 16.12.2024