TEMATYKA POKAZÓW
W LABORATORIACH
IX FESTIWAL NAUKI
Wydział Farmaceutyczny AM w Warszawie
Leki w świecie wirtualnym
(mgr Teresa Żołek, mgr Jerzy Żabiński, prof. ndzw. dr hab. Dorota Maciejewska)1
Cechą współczesnej nauki jest zanik wyraźnych granic między poszczególnymi dyscyplinami naukowymi. Szczególnie ważną, integrującą rolę w naukach biologicznych odgrywają teorie fizyki opisujące oddziaływania w świecie molekuł. Pakiety obliczeniowe, umożliwiające generowanie struktur ważnych biologicznie związków i obrazowanie przebiegu procesów chemicznych, stanowią nowe narzędzia, coraz częściej wykorzystywane w naukach farmaceutycznych. Odwiedzając aptekę zauważamy, że tam także stosowane są komputery.
Podczas prezentacji przedstawiono różne metody i programy wykorzystywane w projektowaniu leków oraz analizie właściwości molekuł, w tym także ich przestrzennej budowy. Uczestnicy spotkania mogli sprawdzić możliwości jednego z programów oraz przetestować własną wyobraźnię.
Fot. Katarzyna Kluczyńska
Pomiar zmiatania wolnych rodników przez wina i herbaty
(dr Marek Wasek, mgr inż. Jerzy Gierczyk)2
Jeszcze kilkadziesiąt lat temu tlen był uważany wyłącznie za pierwiastek niezbędny do życia. Nikt nie przypuszczał, że w stężeniu większym niż występuje w warunkach naturalnych, niektóre jego formy mogą być czynnikiem niszczącym życie. Odkrycie toksyczności tlenu było związane ze stwierdzeniem obecności wolnych rodników tlenowych w zdrowych organizmach. Powodują one uszkodzenia komórek i są szczególnie niebezpieczne dla jądra komórkowego i mitochondriów. Jest wiele prac dowodzących, że rak, arterioskleroza, choroba Alzheimera czy Parkinsona mogą być związane z malejącą odpornością na działanie rodników w komórkach.
Antyoksydanty (przeciwutleniacze) eliminują wolne rodniki. Bardzo ważne jest więc stosowanie diety bogatej w antyutleniacze takie jak witamina C i E, karoteny, a również związki typu polifenoli. Związki polifenolowe takie jak: flawonoidy, antocyjany, czy taniny wykazują właściwości antyutleniające, neutralizując powstające w tkankach wolne rodniki. Surowce aktywne zawierające polifenole są często głównym składnikiem wielu mieszanek ziołowych, herbat oraz preparatów leczniczych naturalnego pochodzenia, które mogą być stosowane jako dodatki do żywności. Okazuje się, że soki i wina owocowe również wykazują właściwości przeciwutleniające.
W trakcie uczestniczącego pokazu w laboratorium przeprowadzono pomiary właściwości przeciwutleniających herbat i win. Do tego celu wykorzystano technikę elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR), za pomocą której można wykrywać i ilościowo oznaczać związki, zawierające niesparowany elektron, czyli wolne rodniki. Substancje antyoksydacyjne powodują zanikanie sygnałów rodników w czasie, tym szybciej, im większa jest ich aktywność. W ten sposób przeanalizowano próbki win, nalewek owocowych i naparów z herbat owocowych i tradycyjnych.
Biotechnologia roślin leczniczych
(przygotowanie: prof. dr hab. Mirosława Furmanowa, dr Hanna Olędzka,
prowadzenie: dr Hanna Olędzka, mgr Wojciech Szypuła)3
Naturalnym środowiskiem bytowania roślin, z którym stykamy się najczęściej, jest gleba. Obecnie istnieje jeszcze inna możliwość hodowli roślin - w warunkach sterylnych, przy zastosowaniu pożywki agarowej zamiast ziemi. W takim przypadku mówimy o hodowli in vitro, czyli w szkle. Metoda ta jest m. in. stosowana do szybkiego klonalnego mnożenia roślin, tj. otrzymywania wielu okazów potomnych z tkanki jednej rośliny. Istnieje także możliwość osobnego hodowania wyodrębnionych organów tkanek i komórek roślinnych, np. samych korzeni, zarodków lub komórek. Ponadto, zamiast roślin lub ich organów można również hodować niezróżnicowaną tkankę, nazywaną kalusem, lub prowadzić hodowlę komórek w zawiesinie w tzw. bioreaktorach. W tkankach wyhodowanych in vitro występują na ogół w podobnej ilości takie same związki biologicznie czynne, jak w roślinie macierzystej, co umożliwia otrzymanie ich z pominięciem hodowli całej rośliny. Najlepsze wyniki uzyskuje się z kultury zawiesinowej w bioreaktorach, w których parametry wzrostu są automatycznie rejestrowane i kontrolowane zewnętrznie na monitorze.
Według jednej z najnowszych metod, związki lecznicze otrzymuje się z korzeni transgenicznych, tzn. mających wprowadzony obcy gen. Do modyfikacji genotypu używa się bakterii o nazwie Agrobacterium rhizogenes. Organizmy modyfikowane genetycznie (GMO - genetically modified organisms) otrzymywane są obecnie z bakterii, grzybów, roślin i zwierząt. Dostarczają one m.in. wielu produktów żywnościowych, obecnych na naszym rynku. Zasady postępowania regulowane są specjalnymi przepisami, według których na opakowaniu powinna być informacja, że artykuł pochodzi z roślin zmienionych genetycznie.
Hodowla tkankowa roślin in vitro pozwala także otrzymywać rośliny haploidalne (z pojedynczym zespołem chromosomów), a także dokonywać fuzji protoplastów (nieobłonionych komórek) dwóch gatunków, nie dających mieszańców w stanie naturalnym. Tkanki można zamrażać i przechowywać w temperaturze ciekłego azotu (-196oC), a po powolnym rozmrożeniu kontynuować hodowlę. Można również otoczkować tkanki merystematyczne i przechowywać w stanie niezmienionym w niskiej temperaturze dodatniej w formie tzw. sztucznych nasion.
Badania Katedry obejmują poszukiwania związków naturalnych o właściwościach cytostatycznych i immunomodulujących, które tworzą się w hodowli in vitro. Obecnie przedmiotem prac są różne gatunki cisa i inne rośliny nierosnące masowo w Polsce. Cis zawiera ok. 350 związków chemicznych, z których wiele jest trujących, natomiast jeden, paklitaksel, wykazuje właściwości przeciwnowotworowe. Związek ten powstaje również w hodowli in vitro. Jego obecność stwierdziliśmy w korzeniach transformowanych w ilości równej jego występowaniu w korze.
Biotechnologia jest przedmiotem zajęć dydaktycznych i badań naukowych dwóch Katedr Wydziału Farmaceutycznego - Katedry i Zakładu Biologii i Botaniki Farmaceutycznej, która zajmuje się biotechnologią roślinną oraz Katedry Technologii Środków Leczniczych, która zajmuje się biotechnologią mikroorganizmów i hodowlą grzybów.
W trakcie pokazu zostały zademonstrowane hodowle tkankowe w bioreaktorach oraz hodowle roślin transgenicznych. Nie zabrakło również czasu na dyskusję o uzyskiwaniu związków biologicznie czynnych z roślin.
Nowoczesne diagnozowanie alergii
(dr Sławomir Białek, mgr Katarzyna Gosk)4
Diagnostyka laboratoryjna jest działem medycyny zajmującym się dostarczaniem informacji ułatwiających bądź umożliwiających rozpoznanie i różnicowanie chorób, oraz prognozowanie i monitorowanie leczenia. W przypadku chorób alergicznych diagnoza przede wszystkim opiera się na wynikach prawidłowo przeprowadzonego wywiadu oraz na wynikach testów skórnych. Często zdarza się jednak, że obraz kliniczny nie jest potwierdzony dodatnim wynikiem testów skórnych i w takich przypadkach konieczne jest wykonanie badań laboratoryjnych, czyli oznaczenia w surowicy krwi całkowitego stężenia IgE (immunoglobuliny E) oraz stężenia immunoglobulin alergenowoswoistych.
Stężenie immunoglobuliny E w surowicy krwi jest parametrem niezwykle charakterystycznym dla procesu alergicznego. Już u małych dzieci (od trzeciego roku życia), u których obserwuje się objawy alergii pokarmowej, można wykonać oznaczenie IgE. Wysoki poziom IgE obserwuje się także u młodych dorosłych z objawami alergii na alergeny wziewne, a także u pacjentów z astmą atopową.
W trakcie tegorocznego Festiwalu Nauki w trakcie pokazów laboratoryjnych została zaprezentowana metoda oznaczania IgE alergenowoswoistych.
Przygotowanie kremu-żelu dla młodzieży
(mgr Anna Żebrowska-Szulc, dr Barbara Chałasińska)5
Działanie kremów kosmetycznych, przeznaczonych do pielęgnacji skóry, polega na jej natłuszczaniu, nawadnianiu i odżywianiu, a w rezultacie na uelastycznieniu i wygładzeniu. Wartość odżywczą kremów podnosi dodatek substancji biologicznie czynnych: witamin, aminokwasów, hormonów, enzymów, kompleksów białkowych oraz wyciągów roślinnych.
Krem-żel malinowy dla młodzieży, który otrzymywano w trakcie pokazu, zawiera wyciąg z liści malin oraz witaminę E. Witamina E została zastosowana w postaci unisfer, będących barwnymi kulistymi peletkami o średnicy od 0,5 do 0,9 mm, pełniących rolę nośników wielu aktywnych substancji. Unisfery używane w preparatach kosmetycznych różnego typu dodatkowo nadają im barwną pigmentację.
Adresy i telefony:
1Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 572 0643, kierownik prof. ndzw. dr hab. Dorota Maciejewska.
2Zakład Chemii Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 572 0961, kierownik prof. ndzw. dr hab. Iwona Wawer.
3Katedra i Zakład Biologii i Botaniki Farmaceutycznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel./faks 572 0984, kierownik prof. ndzw. dr hab. Olga Olszowska.
4Katedra i Zakład Biochemii i Chemii Klinicznej, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel./faks 5720 737, kierownik: prof. dr hab. Jan Pachecka.
5Zakład Farmacji Stosowanej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel./faks 5720 978, kierownik: prof. ndzw. dr hab. Edmund Sieradzki.