Weterynaria była jednym z moich pomysłów na przyszłość – wywiadu udzieliła Kaja Frączkowska #vetstudent #upwr

Ten kierunek to zdecydowane spojrzenie w przyszłość. Co zdecydowało o tym, że postanowiłaś go wybrać?

Kiedy już zdecydowałam, że kolejnym krokiem mojej kariery będą studia doktoranckie, zaczęłam rozglądać się za ciekawymi opcjami na wszystkich uczelniach wrocławskich, które tylko oferują studia związane z naukami medycznymi. Chciałam rozszerzyć swoje perspektywy. Tak trafiłam na ofertę Politechniki Wrocławskiej. Znalazłam interesujący mnie temat z wykorzystaniem technik badawczych, o których do tej pory jedynie słyszałam szczątkowe informacje na seminarium magisterskim. Były to mikroskopia sił atomowych, mikroskopia konfokalna i pęseta optyczna. W dodatku, zaproponowane badania dotyczyły interesujących mnie zagadnień związanych z chemioterapią nowotworów złośliwych. W tego typu badaniach miałam już trochę wprawy, ponieważ pracę magisterską również prowadziłam z wykorzystaniem cytostatyków, jednak pod zupełnie innym kątem i z wykorzystaniem odmiennych technik laboratoryjnych. Dzięki temu, że badania do doktoratu prowadziłam na uczelni technicznej mogłam współpracować z inżynierami i chemikami oraz poznać ich, nieco inne spojrzenie na zagadnienia medyczne, co było na pewno bardzo rozwijające da obydwu stron.

W ramach doktoratu zajęłaś się badaniem właściwości mechanicznych oraz zmian nanostrukturalnych zachodzących w strukturach komórkowych indukowanych antybiotykami aminoglikozydowymi i antracyklinowymi stosowanymi w chemioterapii nowotworów złośliwych. Przybliżysz nam wnioski, do których udało Ci się dojść podczas jego pisania?

Mój doktorat, ze względu na mnogość badań, jest dosyć obszerny. Doszłam do wielu ciekawych wniosków. Postaram się opisać je w miarę skróconej wersji. Jak wszyscy wiemy, choroby nowotworowe są poważnym problemem współczesnej medycyny zarówno ludzkiej, jak i weterynaryjnej. Z tego powodu chciałam poznać oddziaływanie popularnie stosowanych w tych chorobach leków na poziomie molekularnym i komórkowym. Wybrałam dwie grupy antybiotyków – antracykliny, stosowane stricte w leczeniu nowotworów, oraz aminoglikozydy, które często używane są do profilaktyki i leczenia powikłań infekcyjnych chemioterapii spowodowanych neutropenią. Jako obiektów dla oddziaływania badanych leków użyłam fragmenty DNA o ustalonej sekwencji nukleotydów oraz mieloidalne komórki blastyczne wyizolowane ze szpików kostnych pacjentów Kliniki Hematologii, Chorób Krwi i Transplantologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu chorych na ostrą białaczkę szpikową. Interesowało mnie również przechodzenie cytostatyków do erytrocytów i ich wpływ na właściwości mechaniczne krwinek czerwonych co może przyczyniać się do przyspieszonego niszczenia tych komórek.

W wyniku przeprowadzonych badań zaobserwowałam istotne zmiany strukturalne DNA indukowane oddziaływaniem antybiotyków antracyklinowych. Leki te poprzez interkalację, czyli wsuwanie się pomiędzy sąsiadujące pary zasad spowodowały wydłużenie nici kwasu nukleinowego i zmniejszenie jej wysokości. Zmiany te były proporcjonalnie nasilone do zawartości par zasad guaninowych i cytozynowych oraz stężenia leku. Ponadto, zmniejszyła się sztywność helisy DNA.

W przypadku aminoglikozydów wykazałam istotne różnice pomiędzy mechanizmem działania na DNA w zależności od przynależności do generacji. Tobramycyna,  lek II generacji, wywołała uporządkowaną kondensację nici DNA do różnych form strukturalnych – przypominających pałeczki, kule i pierścienie. Z kolei, antybiotyki I generacji – kanamycyna i neomycyna spowodowały bezpośrednie uszkodzenia DNA, takie jak pęknięcia nici kwasu nukleinowego. Tego typu zmiany w DNA mogą byż jedną z przyczyn obserwowanych skutków ubocznych stosowania aminoglikozydów.

Jeśli chodzi o komórki białaczkowe, zaobserwowałam zmiany ich właściwości mechanicznych po oddziaływaniu antracyklin. W początkowej fazie oddziaływania leków sztywność komórek z reguły malała, podczas gdy po dłuższej inkubacji z lekami wzrastała. Może mieć to znaczenie w politerapii gdyż tego typu zmiany mogą wpływać na zdolność przenikania pozostałych leków do wnętrza komórek i organelli komórkowych.

Badania za pośrednictwem mikroskopu konfokalnego umożliwiły mi ocenę przenikania leków do komórek oraz ich wewnętrzną lokalizację. Zaobserwowałam zależność pomiędzy obecnością pewnych markerów immunofenotypowych, wiążących się z bardziej agresywnym przebiegiem choroby, a słabszą lub brakiem internalizacji leku do jądra komórkowego co może wskazywać na lekooporność tych komórek. Uważam, że dopracowanie tej metody mogłoby umożliwić badanie wrażliwości komórek nowotworowych na dane cytostatyki jeszcze przed rozpoczęciem chemioterapii.

Antracykliny przenikały również do wnętrza erytrocytów oraz zmniejszały ich mechaniczną wytrzymałość.

Powyższe badania są kontynuowane oraz rozszerzone przez moich kolegów z Katedry Inżynierii Biomedycznej Wydziału Podstawowych Problemów Techniki PWr. Mam nadzieję, że przyczynią się do lepszego poznania wpływu chemioterapii na komórki nowotworowe i co za tym idzie poprawę skuteczności terapii chorób nowotworowych.