Laboratoria badawcze

Laboratorium Proteomiczne stanowi zaplecze do izolacji, rozdziału, detekcji i ilościowej lub półilościowej analizy białek oraz oceny aktywności enzymatycznej.

Wyposażenie obejmuje homogenizator kulkowy do przygotowania materiału biologicznego, spektrofotometr UV-VIS, zestawy do elektroforezy białek SDS-PAGE/Native-PAGE i Western Blot, wielodetekcyjny czytnik mikropłytek pracujący w trybie absorbancji, fluorescencji i chemiluminescencji, automatyczną płuczkę płytek, wielokanałowy laserowy skaner fluorescencji oraz zaplecze mikroskopowe.

Takie wyposażenie umożliwia realizację ciągu analitycznego od homogenizacji próbek i oznaczenia stężenia białka, poprzez rozdział elektroforetyczny, aż po Western Blot, testy immunoenzymatyczne i analizę sygnału fluorescencyjnego lub chemiluminescencyjnego. Pozwala to oceniać zarówno poziom wybranych białek, jak i aktywność szlaków związanych m.in. ze stanem zapalnym, stresem oksydacyjnym, śmiercią i przeżyciem komórek.

Główne kierunki badań

• profilowanie białek i szlaków sygnałowych metodą Western Blot, w tym analiza wybranych modyfikacji potranslacyjnych;
• oznaczanie cytokin, chemokin, czynników wzrostu, hormonów oraz markerów zapalnych i innych biomarkerów metodami mikropłytkowymi, w tym ELISA;
• badania stresu oksydacyjnego, uszkodzeń białek i aktywności enzymów antyoksydacyjnych;
• ocena mechanizmów działania substancji leczniczych i biologicznie czynnych na poziomie białkowym;
• badania interakcji białko-biomateriał i odpowiedzi biologicznej na nowe materiały medyczne.

Prowadzone badania:

• znaczenie osi jelito-mózg i mikrobiomu w chorobach niedokrwiennych mózgu - zaplecze może być wykorzystane do oznaczania wybranych mediatorów zapalnych, czynników wzrostu i białkowych markerów odpowiedzi ogólnoustrojowej oraz neurozapalnej;
• repozycjonowanie leków, w tym flozyn, do ograniczania skutków mózgowych incydentów niedokrwiennych - możliwa jest ocena wpływu badanych substancji na ekspresję białek i szlaki związane ze stanem zapalnym, stresem oksydacyjnym, apoptozą i procesami regeneracyjnymi;
• badania miRNA i oligonukleotydów antysensownych mogą być uzupełniane oceną, czy zmiany na poziomie RNA przekładają się na poziom białek docelowych.

Połączenie analiz proteomicznych z badaniami genetycznymi i modelami komórkowymi pozwala przejść od obserwowanej zmiany ekspresji genu do oceny jej konsekwencji na poziomie białka i funkcji komórki. Takie podejście wzmacnia translacyjny charakter badań nad mechanizmami chorób i potencjalnymi strategiami terapeutycznymi.

Laboratorium Hodowli Komórkowej umożliwia prowadzenie, bankowanie i monitorowanie hodowli komórek ssaczych, zarówno linii ciągłych, jak i komórek pierwotnych, w kontrolowanych warunkach środowiskowych.

Wyposażenie obejmuje komory laminarne klasy II, inkubatory z regulacją CO2 i O2 umożliwiające badania w normoksji i hipoksji, system kriokonserwacji w ciekłym azocie, automatyczny licznik komórek, mikroskopię kontrastowo-fazową i fluorescencyjną, mikroskop holograficzny do Live Cell Imaging bez znakowania oraz aparaturę do pomiaru oporu transepitelialnego/transendotelialnego TEER.

Zaplecze pozwala prowadzić pełny eksperyment in vitro: od przygotowania i namnażania komórek, przez kontrolę liczby i żywotności, aż po ciągłą ocenę morfologii, proliferacji, migracji i śmierci komórkowej. Regulacja stężenia tlenu umożliwia modelowanie hipoksji, natomiast pomiary TEER pozwalają oceniać integralność modeli barier biologicznych, w tym bariery krew-mózg i nabłonka jelitowego.

Główne kierunki badań:

• modele bariery krew-mózg i bariery jelitowej in vitro na wkładkach Transwell wraz z oceną ich integralności metodą TEER;
• modelowanie hipoksji i innych warunków związanych z niedokrwieniem oraz analiza odpowiedzi komórkowej w czasie rzeczywistym;
• badania cytotoksyczności, biokompatybilności i biozgodności materiałów, preparatów i potencjalnych substancji terapeutycznych;
• Live Cell Imaging - analiza proliferacji, migracji, morfologii i śmierci komórek bez konieczności znakowania;
• screening leków oraz ocena skuteczności nowych i repozycjonowanych substancji w modelach 2D i 3D;
• badania wpływu hipoksji na procesy zapalne, angiogenezę, metabolizm i przeżywalność komórek.

Laboratorium Hodowli Komórkowej stanowi pomost pomiędzy badaniami molekularnymi a potencjalnym zastosowaniem klinicznym. Współpraca z Laboratorium Genetycznym i Proteomicznym pozwala analizować ten sam eksperyment na poziomie fenotypu komórkowego, ekspresji RNA i białek, co tworzy spójne zaplecze do badań podstawowych, przedklinicznych i translacyjnych w obszarze nauk o zdrowiu.

Laboratorium Biochemiczne stanowi zaplecze badawcze i dydaktyczne do analizy materiału biologicznego oraz oceny procesów metabolicznych, enzymatycznych, zapalnych i oksydacyjnych.

Wyposażenie obejmuje m.in. analizator hematologiczny do wieloparametrowej analizy krwi, spektrofotometr UV/VIS, fluorymetr, aparaturę do elektroforezy i analizy białek, czytnik mikropłytek, wirówki laboratoryjne, homogenizator, pH-metry, wagi, mieszadła, łaźnie wodne oraz zestawy pipet automatycznych. Takie zaplecze pozwala na przygotowanie materiału biologicznego, jego rozdział oraz wykonywanie oznaczeń ilościowych i jakościowych z wykorzystaniem kilku uzupełniających się metod.

W laboratorium możliwe są analizy hematologiczne, biochemiczne, spektrofotometryczne i fluorymetryczne, oznaczenia aktywności enzymatycznej oraz elektroforetyczny rozdział białek. Infrastruktura umożliwia również ocenę parametrów stresu oksydacyjnego i potencjału antyoksydacyjnego, w tym m.in. SOD, CAT, GPx, GSH, produktów peroksydacji lipidów i TAS/TOS, a także wybranych markerów procesów zapalnych, metabolicznych i regeneracyjnych.

Główne kierunki badań

• stres oksydacyjny i potencjał antyoksydacyjny organizmu oraz ich związek z wiekiem, stylem życia, aktywnością fizyczną, żywieniem i interwencjami prozdrowotnymi;
• zmiany parametrów biochemicznych i hematologicznych oraz ich zależność od stanu zdrowia badanych;
• metabolizm węglowodanów, lipidów i białek, aktywność enzymatyczna oraz analiza profili białkowych;
• procesy zapalne, regeneracyjne i starzenie organizmu, w tym badania w obszarze healthy ageing i longevity;
• ocena wpływu interwencji żywieniowych, fizjoterapeutycznych i kosmetologicznych oraz działania substancji biologicznie czynnych.

Laboratorium może być wykorzystywane w badaniach interdyscyplinarnych wspólnie z laboratoriami genetycznym, proteomicznym, hodowli komórkowej oraz badań skóry. Pozwala to łączyć wyniki badań krwi i markerów biochemicznych z analizą białek, ekspresją genów, odpowiedzią komórkową i zmianami funkcjonalnymi obserwowanymi u człowieka.

Laboratorium umożliwia obiektywną ocenę funkcjonowania człowieka, w szczególności narządu ruchu, aktywności mięśniowej, równowagi i postawy ciała, a także wybranych parametrów układu krążenia, układu oddechowego, układu nerwowego i narządów zmysłów.

Wyposażenie obejmuje m.in. system EMOTION EMG 3D-4CH, pedobarograf, podoskopy, platformy do oceny równowagi, Stabilizer, goniometry, system pomiaru zakresu ruchomości odcinka szyjnego kręgosłupa, cykloergometr i urządzenia do monitorowania tętna.

Zaplecze fizjologiczne obejmuje 12-odprowadzeniowy elektrokardiograf, kardiomonitory, ciśnieniomierze, stetoskopy, pikflometry oraz wyposażenie do oceny składu ciała i podstawowych parametrów metabolicznych. Możliwości badawcze rozszerzają audiometr screeningowy, perymetr, autorefraktometr/refraktometr, retinoskop, tonometry, gonioskop, oftalmoskopy, tablice Snellena i Ishihary oraz wyposażenie do podstawowych badań neurologicznych. Przenośne aparaty USG mogą być wykorzystywane w badaniach funkcjonalnych zgodnie z przyjętym protokołem.

Główne kierunki badań

• funkcja narządu ruchu i aktywność mięśniowa – EMG, zakres ruchu, kontrola motoryczna i odpowiedź na interwencje;
• postawa ciała, funkcja stóp i rozkład obciążeń – badania pedobarograficzne i podoskopowe;
• równowaga, propriocepcja i kontrola posturalna, w tym czynniki związane z ryzykiem upadków;
• fizjologia wysiłku – odpowiedź układu sercowo-naczyniowego i oddechowego na aktywność fizyczną;
• ocena skuteczności fizjoterapii w schemacie przed–po, obejmująca kinezyterapię, terapię manualną, ćwiczenia w podwieszeniu i wybrane metody fizykoterapii;
• zdrowe starzenie i profilaktyka utraty sprawności – mobilność, wydolność, funkcja mięśniowa i parametry fizjologiczne.

Połączenie badań funkcjonalnych z analizami biochemicznymi, proteomicznymi i molekularnymi umożliwia ocenę efektów aktywności fizycznej, fizjoterapii i innych interwencji zdrowotnych na kilku poziomach jednocześnie. Laboratorium stanowi tym samym zaplecze do badań podstawowych, aplikacyjnych i interdyscyplinarnych w dyscyplinie nauki o zdrowiu.

Laboratorium Badań Skóry i Kosmetologii jest specjalistycznym zapleczem do prowadzenia nieinwazyjnych, obiektywnych i powtarzalnych badań parametrów fizjologicznych, biomechanicznych i morfologicznych skóry.

Wyposażenie obejmuje systemy Cortex Technology i Courage + Khazaka, aparaturę do oceny pigmentacji i melaniny, system Nati V3, dermatoskopy – w tym Neviscope – lampy Wooda, lampy-lupy, kamerę Dino-Lite, Zemits Skin Analysis System oraz analizator skóry 3D DermaVision AI.

W zależności od zastosowanych modułów aparatura umożliwia ocenę m.in. nawilżenia warstwy rogowej, TEWL i funkcji bariery naskórkowej, elastyczności i właściwości biomechanicznych skóry, wydzielania sebum, pH, rumienia, pigmentacji i zawartości melaniny oraz obrazowanie i dokumentację powierzchni skóry i zmian barwnikowych. Pozwala to prowadzić badania obserwacyjne, porównawcze i interwencyjne, w tym w schemacie przed–po oraz z długoterminowym monitorowaniem zmian.

Główne kierunki badań

• fizjologia skóry i funkcja bariery naskórkowej – nawilżenie, TEWL, pH, sebum oraz zależności między parametrami skóry;
• procesy starzenia skóry – elastyczność, właściwości biomechaniczne, pigmentacja, nawilżenie i struktura powierzchni skóry;
• pigmentacja i zmiany barwnikowe – ilościowa ocena melaniny i rumienia oraz obrazowanie dermatoskopowe;
• wpływ stylu życia i czynników środowiskowych na parametry skóry;
• ocena skuteczności interwencji kosmetologicznych, preparatów miejscowych i substancji biologicznie czynnych;
• zdrowe starzenie i profilaktyka – zależności między stanem skóry a metabolizmem, stresem oksydacyjnym, stanem zapalnym i parametrami ogólnoustrojowymi.

Badania realizowane / rozwijane z wykorzystaniem zaplecza laboratorium

• „Psychologiczne granice troski o siebie” – analiza zależności między zdrowiem psychicznym, jakością życia, postrzeganiem własnego ciała oraz zachowaniami związanymi z wyglądem, zdrowiem, pielęgnacją i procesem starzenia.
• „Ketoza – adaptacja czy zagrożenie?” – badanie zależności między czasem postu a odpowiedzią metaboliczną u pacjentów z dysfunkcjami hormonalnymi – studium przypadków. Projekt może łączyć ocenę stanu skóry i parametrów antropometrycznych z analizami biochemicznymi i metabolicznymi.
• Ocena skuteczności mikronakłuwania w połączeniu z preparatami peptydowymi w redukcji zmarszczek i poprawie parametrów skóry – badania w schemacie przed–po z wykorzystaniem instrumentalnej oceny skóry i dokumentacji obrazowej.
• Ocena skuteczności preparatów na bazie kolagenu w terapii blizn pooperacyjnych – monitorowanie zmian morfologicznych i wybranych parametrów funkcjonalnych skóry oraz dokumentacja efektów terapii.

Szczególną wartością laboratorium jest możliwość łączenia instrumentalnej diagnostyki skóry z analizami biochemicznymi i hematologicznymi, markerami stresu oksydacyjnego i stanu zapalnego, profilem białkowym, ekspresją genów oraz odpowiedzią komórkową. Pozwala to prowadzić interdyscyplinarne badania w obszarze fizjologii skóry, regeneracji, psychokosmetologii, metabolizmu, starzenia i skuteczności interwencji prozdrowotnych, wzmacniając potencjał badawczy Akademii WSB w dyscyplinie nauki o zdrowiu.

Laboratorium Mikrobiologiczne Akademii WSB stanowi specjalistyczne zaplecze do prowadzenia badań nad mikroorganizmami oraz ich identyfikacji z wykorzystaniem metod klasycznych, proteomicznych i molekularnych.

Infrastruktura pozwala na realizację pełnego procesu badawczego – od przygotowania materiału biologicznego, wykonania preparatów i hodowli mikroorganizmów, poprzez ich identyfikację, aż do pogłębionej charakterystyki białkowej i genetycznej.

Wyposażenie i wykorzystanie laboratorium

Kluczowym elementem infrastruktury jest system MALDI-TOF MS, umożliwiający szybką identyfikację mikroorganizmów na podstawie charakterystycznych profili białkowych. Technologia ta uzupełnia klasyczne metody hodowlane i pozwala na prowadzenie badań dotyczących identyfikacji i różnicowania mikroorganizmów oraz charakterystyki mikrobiologicznej badanego materiału.

Laboratorium wyposażone jest również w mikroskopy laboratoryjne oraz stanowiska do przygotowania, barwienia i oceny preparatów mikrobiologicznych, a także zaplecze umożliwiające prowadzenie hodowli i przygotowanie materiału do dalszych analiz.

Badania mikrobiologiczne mogą być kontynuowane w Laboratorium Genetycznym, wyposażonym m.in. w Real-Time PCR oraz sekwenator Sangera. Pozwala to na identyfikację materiału genetycznego mikroorganizmów, analizę wybranych genów i potwierdzanie wyników uzyskanych innymi metodami.

Główne kierunki badań

• identyfikacja i różnicowanie mikroorganizmów z wykorzystaniem MALDI-TOF MS;
• charakterystyka mikrobiologiczna materiału biologicznego i środowiskowego;
• porównanie klasycznych, proteomicznych i molekularnych metod identyfikacji mikroorganizmów;
• analiza profili białkowych mikroorganizmów;
• molekularna identyfikacja mikroorganizmów i analiza wybranych fragmentów DNA;
• wykrywanie wybranych genów związanych z wirulencją, toksycznością i opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe;
• badania biofilmów oraz odpowiedzi mikroorganizmów na wybrane substancje biologicznie czynne i czynniki środowiskowe;
• badania mikrobiomu i jego potencjalnego związku ze stanem zdrowia człowieka – we współpracy z pozostałymi laboratoriami.

Interdyscyplinarne kierunki badań

Infrastruktura laboratorium może być wykorzystana również w projekcie dotyczącym znaczenia osi jelito–mózg i mikrobiomu w chorobach niedokrwiennych mózgu. Część mikrobiologiczna może obejmować charakterystykę mikroorganizmów, natomiast dalsze etapy badań mogą być prowadzone z wykorzystaniem Laboratorium Genetycznego, Proteomicznego i Hodowli Komórkowej, umożliwiając ocenę zmian na poziomie molekularnym, białkowym i komórkowym.

Zintegrowany proces badawczy

materiał biologiczny → izolacja i hodowla → mikroskopia → identyfikacja MALDI-TOF MS → analiza molekularna Real-Time PCR → sekwencjonowanie wybranych fragmentów DNA → analiza i interpretacja wyników

Tak zorganizowane zaplecze umożliwia prowadzenie badań podstawowych, aplikacyjnych i interdyscyplinarnych w obszarze nauk o zdrowiu, szczególnie w zakresie mikrobiologii, mikrobiomu, zakażeń, biofilmów, mechanizmów oporności oraz zależności pomiędzy mikroorganizmami a funkcjonowaniem organizmu człowieka.

MALDI-TOF MS

Jednym z najważniejszych elementów wyposażenia laboratorium będzie nowoczesny system MALDI-TOF MS, wykorzystywany do szybkiej identyfikacji mikroorganizmów na podstawie ich charakterystycznego profilu białkowego. Technologia MALDI-TOF MS pozwala na identyfikację tysięcy gatunków mikroorganizmów, co czyni ją jednym z najważniejszych współczesnych narzędzi wykorzystywanych w nowoczesnej mikrobiologii. Analiza oparta na profilach białkowych pozwala przenieść identyfikację mikroorganizmów na poziom nowoczesnej analizy proteomicznej. To rozwiązanie otwiera możliwości prowadzenia badań dotyczących m.in. różnorodności mikroorganizmów, identyfikacji szczepów oraz charakterystyki mikrobiologicznej badanych materiałów.

REAL-TIME PCR

Genetyka w czasie rzeczywistym.

Drugim filarem nowoczesnego laboratorium będzie Real-Time PCR (qPCR) – technika umożliwiająca precyzyjną analizę materiału genetycznego.

Technologia ta pozwala na wykrywanie i ilościową analizę określonych sekwencji DNA, znajdując zastosowanie zarówno w badaniach mikrobiologicznych, jak i molekularnych.

Dzięki Real-Time PCR możliwe będzie prowadzenie badań obejmujących m.in.:

• identyfikację materiału genetycznego mikroorganizmów,
• analizę obecności określonych genów,
• porównywanie poziomu wybranych sekwencji DNA,
• badania ekspresji genów – w odpowiednio zaprojektowanych eksperymentach,
• potwierdzanie wyników uzyskanych innymi metodami.

Od DNA do informacji biologicznej

Połączenie metod PCR z analizą mikrobiologiczną i proteomiczną pozwoli na prowadzenie wielopoziomowej charakterystyki badanych mikroorganizmów.

SEKWENATOR

Laboratorium będzie wyposażone również w sekwenator wykorzystujący metodę Sangera, umożliwiający analizę kolejności nukleotydów w DNA. Sekwencjonowanie Sangerowskie jest cenioną metodą analizy wybranych fragmentów materiału genetycznego i może stanowić istotne uzupełnienie badań prowadzonych z wykorzystaniem Real-Time PCR.

PCR wykrywa. Sekwencjonowanie pozwala sprawdzić, co dokładnie znajduje się w badanym fragmencie DNA. Połączenie obu technologii umożliwia tworzenie kompleksowego procesu badawczego.