Laureaci programów FNP z Politechniki Wrocławskiej, we współpracy z amerykańskimi badaczami, opracowali nową metodę do równoległego obrazowania aktywności enzymów. Wyniki badań świeżo opublikowali w prestiżowym czasopiśmie Journal of the American Chemical Society (JACS). Pierwszą autorką pracy jest dr inż. Paulina Kasperkiewicz, dwukrotna laureatka programu START, a drugim polskim współautorem jest prof. Marcin Drąg, również laureat programu START oraz programu FOCUS.
Enzymy proteolityczne kontrolują praktycznie wszystkie ścieżki metaboliczne w organizmach żywych. Zaburzenie ich działania prowadzi do rozwoju wielu chorób cywilizacyjnych, w tym nowotworów, cukrzycy, chorób neurodegeneracyjnych czy utraty odporności przed patogenami.
W ostatnich latach udało się odpowiedzieć na wiele ważnych pytań dotyczących zaangażowania proteaz w rozwój poszczególnych chorób przy zastosowaniu markerów chemicznych (z ang. Activity-Based Probes). Zaletą stosowania takich markerów jest ich zdolność do obrazowania wyłącznie aktywnych enzymów, czyli takich które biorą czynny udział w danym procesie biologicznym. Nadal jednym z największych wyzwań jest stworzenie markerów oddziałujących selektywnie z jednym enzymem, a także możliwość obrazowania kilku enzymów w jednym miejscu w tym samym czasie.
W artykule „A toolbox of fluorescent probes for parallel imaging reveals uneven location of serine proteases in neutrophils” opublikowanym na łamach JACS, po raz pierwszy w dużej części rozwiązano te problemy. Autorzy zaprojektowali oraz zsyntetyzowali markery chemiczne o bardzo wysokiej specyficzności i dodatkowo wyposażone w różne fluorofory. Układ, nazwany przez nich „A toolbox of fluorescent probes” został wykorzystany do obrazowania aktywności proteaz serynowych w neutrofilach, enzymach niezwykle ważnych w obronie organizmu gospodarza przed patogenami, ale także zaangażowanych w rozwój nowotworów, a przede wszystkim raka płuc. Wykorzystując metody obrazowania mikroskopem fluorescencyjnym oraz cytometrii przepływowej wykazano, iż możliwe jest równoległe monitorowanie neutrofilowych enzymów w tym samym czasie, pomimo ich różnej aktywności oraz stężenia w badanych komórkach. Przy użyciu powyższych markerów po raz pierwszy zaobserwowano nierównomierną dystrybucję proteaz serynowych w pierwszorzędowych granulkach neutrofilii (azurofilach). Takie wzajemne wykluczanie się pomiędzy sobą proteaz serynowych w neutrofilach nigdy wcześniej nie zostało zaobserwowane; sugeruje to istnienie nieznanego mechanizmu dystrybucji tych enzymów do granuli. Obserwacja może mieć duże znaczenie biologiczne; badania są nadal kontynuowane.
Wiodącym autorem całego projektu jest dr inż. Paulina Kasperkiewicz, która prowadziła badania w grupie prof. Marcina Drąga oraz w ramach stażu podoktorskiego w grupie prof. Guya S. Salvesena (Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, La Jolla, Kalifornia, USA).
wg informacji FNP
