Aktualności

O Instytucie

Misja i Władze

Akty prawne

Historia

Dla mediów

Studia doktoranckie

Stopnie naukowe

Działalność naukowa

Oferta Instytutu

MCB

Wydawnictwa

Centrum Konferencyjne

Biblioteka

Użyteczne linki

BIP

Pracownicy

Galeria

Kontakt

Pomoc

Historia
  • Main-Slider-PL-12
  • Main-Slider-PL-07
  • Main-Slider-PL-02
  • Main-Slider-PL-01
  • Main-Slider-PL-14
  • Main-Slider-PL-05
  • Main-Slider-PL-19
  • Main-Slider-PL-08
  • Main-Slider-PL-06
  • Main-Slider-PL-13
  • Main-Slider-PL-03
  • Main-Slider-PL-04
  • Main-Slider-PL-15
  • Main-Slider-PL-20
  • Main-Slider-PL-18
  • Main-Slider-PL-09
  • Main-Slider-PL-10
  • Main-Slider-PL-16
home 001 24px kontakt 001 24px  mail 004 24px bip text   

Pracownia Inżynierii Tkankowej

 Dr Krzysztof Pluta - Kierownik Pracowni

Mgr Karolina Zakrzewska
Mgr Anna Samluk (doktorant)
Mgr inż. Agnieszka Kowalska (doktorant)

TEMATYKA BADAŃ NAUKOWYCH

Rekonstrukcja i regeneracja tkanek do zastosowań biomedycznych

Inżynieria tkankowa wprowadza nowe możliwości do terapii opartych na zastosowaniu modyfikowanych genetycznie komórek. Głównym przedmiotem naszych badań są komórki mogące znaleźć zastosowanie m.in. w Biosztucznej Wątrobie (ang. Bioartificial Liver, BAL). Wątroba jest organem o wielkim potencjale regeneracyjnym, jednakże, w przypadku całkowitej utraty jej funkcji, jedyną skuteczną terapię stanowi przeszczep organu. Hybrydowe urządzenia zewnętrzne, oparte na bioreaktorze zasiedlonym przez komórki wątrobowe, stosowane są w celu utrzymania pacjenta przy życiu do czasu regeneracji organu lub jego przeszczepu, a ich skuteczność poddawana jest obecnie próbom klinicznym.

Badania nad pozyskaniem komórek do biologicznej części BAL, prowadzone wcześniej w Pracowni, obejmowały następujące podejścia eksperymentalne:

Rusztowania 3D do hodowli komórkowych

Celem badań było określenie użyteczności nanowłókien w inżynierii tkankowej, szczególnie do hodowania hepatocytów. Interesował nas wpływ rusztowania na tempo wzrostu, żywotność i zdolność komórek do podziałów. Początkowo stosowano włókna wełny mineralnej (Isover) pokryte kolagenem typu I, później hodowano komórki ludzkie na włóknach polimerowych przędzonych w polu elektrycznym (elektroprzędzenie we współpracy z IPPT, PAN).

Modele kokultury hepatocytów z innymi typami komórek

Hodowanie ludzkich hepatocytów w obecności innych komórek pomaga utrzymać ich stan zróżnicowania i podtrzymać funkcje fizjologiczne. Fibroblasty to komórki produkujące duże ilości macierzy zewnątrzkomórkowej i czynników wzrostu, co stwarza wyjątkowo korzystne warunki dla hodowli komórek wątrobowych.

it 1

Kokultura komórek hepatomy i fibroblastów.
Kolor niebieski – jądra komórkowe;
czerwony – wakuole apikalne.
Mikroskop konfokalny; pow. 60x.

Mikroenkapsulacja hepatocytów

Zamknięcie hepatocytów w kulkach alginianowych umożliwia ich hodowlę w warunkach przestrzennych, co stwarza sytuację podobną do tej spotykanej in vivo. Kulki stosowane do tego celu w naszej Pracowni produkowanometodą "air-extrusion".

IT 2

Hodowla komórek hepatomy
w kulkach alginianowych.
Mikroskop odwrócony; pow. 4x.

Izolacja, charakterystyka i hodowle ludzkich komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej

Mezenchymalne komórki macierzyste otrzymywane z tkanki tłuszczowej mają możliwość różnicowania się w komórki pochodzenia mezodermalnego: adipocyty, komórki chrząstki i kości, mięśnie szkieletowe. W odpowiednich warunkach hodowli potrafią one również przekształcać się w komórki o cechach zbliżonych do hepatocytów i komórek zdolnych do produkowania insuliny. Te unikalne właściwości pozwalają badać mezenchymalne komórki macierzyste pod kątem ich możliwych zastosowań w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.

PI 1 1

Adipocyty barwione Sudanem III.
Mikroskop odwrócony; pow. 40x.
Obecnie prowadzone projekty badawcze:
Modyfikacje genetyczne komórek wątrobowych i fibroblastów

Zastosowanie wydajnych wektorów genetycznych, opartych na genomie wirusa HIV1 (wektory lentiwirusowe produkowane w naszej Pracowni), umożliwia trwałe wprowadzanie obcych genów do komórek. Tak zmodyfikowane komórki zdolne są do produkcji białek korzystnych z punktu widzenia ich zastosowania w BAL. Ponadto, dysponujemy różnymi liniami komórkowymi trwale wyznakowanymi przez nas markerami fluorescencyjnymi.

IT 3

Kokultura komórek hepatomy
(żółte – produkcja znacznikowego białka DsRed2)
i fibroblastów (zielone – produkcja EGFP).
Mikroskop fluorescencyjny
(kanał zielony); pow. 10x.
Cytometryczna analiza populacji komórek izolowanych z ludzkiej wątroby

Hepatocyty, które izolujemy z ludzkiej wątroby (materiał pozyskiwany we współpracy z Katedrą i Kliniką Chirurgii Ogólnej, Transplantacyjnej i Wątroby, WUM), nie są jedynymi komórkami zasiedlającymi ten organ. Inne typy komórek (min. komórki śródbłonka naczyń, komórki dróg żółciowych, osiadłe makrofagi, komórki gwiaździste czy różne progenitory) mają swój ważny udział w budowie i funkcjonowaniu wątroby. Analiza cytometryczna składu wątroby, barwienie fluorescencyjnymi przeciwciałami poszczególnych komórek, jest oryginalną techniką rozwijaną w Pracowni. Pozwoli ona opracować unikalną metodę prognostyczną i diagnostyczną chorób wątroby.

IT 4 Cytometryczny obraz populacji komórek izolowanych z ludzkiej wątroby w świetle przechodzącym i rozproszonym.

Wyposażenie
Pracownia korzysta z Laboratorium Biologicznego zgodnego ze standardem Bezpieczeństwa Biologicznego poziomu 2 (BSL2) i GMO2. Na wyposażeniu znajdują się komory laminarne klasy II, inkubatory CO2, fluorescencyjny mikroskop odwrócony Olympus IX71, cytometr BD FACSCanto II, autoklawy, wirówki z chłodzeniem, termocykler BIORAD oraz drobny sprzęt do biologii molekularnej.

Słowa kluczowe:
inżynieria tkankowa, biosztuczna wątroba, kokultury komórkowe, wektory lentiwirusowe, komórki modyfikowane genetycznie, cytometria przepływowa

Wybrane publikacje
1. Zakrzewska KE, Samluk A, Wencel A, Dudek K, Pijanowska DG, Pluta KD: Liver tissue fragments obtained from males are the most promising source of human hepatocytes for cell-based therapies – Flow cytometric analysis of albumin expression. PLoS ONE 2017, 12(8): e0182846.
2. Wencel A, Zakrzewska KE, Samluk A, Noszczyk BH, Pijanowska DG, Pluta KD: Dried human skin fibroblasts as a new substratum for functional culture of hepatic cells. Acta Biochim Pol. 2017;64(2):357-363.
3. Zakrzewska KE, Samluk A, Wierzbicki M, Jaworski S, Kutwin M, Sawosz E, Chwalibog A, Pijanowska DG, Pluta KD: Analysis of the cytotoxicity of carbon-based nanoparticles, diamond and graphite, in human glioblastoma and hepatoma cell lines. PloS ONE 2015, 10(3): e0122579.
4. Zakrzewska KE, Samluk A, Pluta KD, Pijanowska DG: Evaluation of the effects antibiotics on cytotoxicity of EGFP and DsRed2 fluorescent proteins used for stable cell labeling. Acta Biochim Pol 2014, 61 (4): 809-13.
5. Samluk A, Zakrzewska KE, Pluta KD: Generation of fluorescently labeled cell lines, C3A hepatoma cells and human adult skin fibroblasts, to study coculture models. Artificial Organs 2013, 37 (7): E123-30.
6. Pluta K, Kacprzak MM.: Use of HIV as a gene transfer vector. Acta Biochim Pol 2009, 56(4), 531-95.

 

 Dr Krzysztof Pluta - Kierownik Pracowni

Mgr Karolina Zakrzewska
Mgr Anna Samluk (doktorant)
Mgr inż. Agnieszka Kowalska (doktorant)

TEMATYKA BADAŃ NAUKOWYCH

Rekonstrukcja i regeneracja tkanek do zastosowań biomedycznych

Inżynieria tkankowa wprowadza nowe możliwości do terapii opartych na zastosowaniu modyfikowanych genetycznie komórek. Głównym przedmiotem naszych badań są komórki mogące znaleźć zastosowanie m.in. w Biosztucznej Wątrobie (ang. Bioartificial Liver, BAL). Wątroba jest organem o wielkim potencjale regeneracyjnym, jednakże, w przypadku całkowitej utraty jej funkcji, jedyną skuteczną terapię stanowi przeszczep organu. Hybrydowe urządzenia zewnętrzne, oparte na bioreaktorze zasiedlonym przez komórki wątrobowe, stosowane są w celu utrzymania pacjenta przy życiu do czasu regeneracji organu lub jego przeszczepu, a ich skuteczność poddawana jest obecnie próbom klinicznym.

Badania nad pozyskaniem komórek do biologicznej części BAL, prowadzone wcześniej w Pracowni, obejmowały następujące podejścia eksperymentalne:

Rusztowania 3D do hodowli komórkowych

Celem badań było określenie użyteczności nanowłókien w inżynierii tkankowej, szczególnie do hodowania hepatocytów. Interesował nas wpływ rusztowania na tempo wzrostu, żywotność i zdolność komórek do podziałów. Początkowo stosowano włókna wełny mineralnej (Isover) pokryte kolagenem typu I, później hodowano komórki ludzkie na włóknach polimerowych przędzonych w polu elektrycznym (elektroprzędzenie we współpracy z IPPT, PAN).

Modele kokultury hepatocytów z innymi typami komórek

Hodowanie ludzkich hepatocytów w obecności innych komórek pomaga utrzymać ich stan zróżnicowania i podtrzymać funkcje fizjologiczne. Fibroblasty to komórki produkujące duże ilości macierzy zewnątrzkomórkowej i czynników wzrostu, co stwarza wyjątkowo korzystne warunki dla hodowli komórek wątrobowych.

it 1

Kokultura komórek hepatomy i fibroblastów.
Kolor niebieski – jądra komórkowe;
czerwony – wakuole apikalne.
Mikroskop konfokalny; pow. 60x.

Mikroenkapsulacja hepatocytów

Zamknięcie hepatocytów w kulkach alginianowych umożliwia ich hodowlę w warunkach przestrzennych, co stwarza sytuację podobną do tej spotykanej in vivo. Kulki stosowane do tego celu w naszej Pracowni produkowanometodą "air-extrusion".

IT 2

Hodowla komórek hepatomy
w kulkach alginianowych.
Mikroskop odwrócony; pow. 4x.

Izolacja, charakterystyka i hodowle ludzkich komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej

Mezenchymalne komórki macierzyste otrzymywane z tkanki tłuszczowej mają możliwość różnicowania się w komórki pochodzenia mezodermalnego: adipocyty, komórki chrząstki i kości, mięśnie szkieletowe. W odpowiednich warunkach hodowli potrafią one również przekształcać się w komórki o cechach zbliżonych do hepatocytów i komórek zdolnych do produkowania insuliny. Te unikalne właściwości pozwalają badać mezenchymalne komórki macierzyste pod kątem ich możliwych zastosowań w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.

PI 1 1

Adipocyty barwione Sudanem III.
Mikroskop odwrócony; pow. 40x.
Obecnie prowadzone projekty badawcze:
Modyfikacje genetyczne komórek wątrobowych i fibroblastów

Zastosowanie wydajnych wektorów genetycznych, opartych na genomie wirusa HIV1 (wektory lentiwirusowe produkowane w naszej Pracowni), umożliwia trwałe wprowadzanie obcych genów do komórek. Tak zmodyfikowane komórki zdolne są do produkcji białek korzystnych z punktu widzenia ich zastosowania w BAL. Ponadto, dysponujemy różnymi liniami komórkowymi trwale wyznakowanymi przez nas markerami fluorescencyjnymi.

IT 3

Kokultura komórek hepatomy
(żółte – produkcja znacznikowego białka DsRed2)
i fibroblastów (zielone – produkcja EGFP).
Mikroskop fluorescencyjny
(kanał zielony); pow. 10x.
Cytometryczna analiza populacji komórek izolowanych z ludzkiej wątroby

Hepatocyty, które izolujemy z ludzkiej wątroby (materiał pozyskiwany we współpracy z Katedrą i Kliniką Chirurgii Ogólnej, Transplantacyjnej i Wątroby, WUM), nie są jedynymi komórkami zasiedlającymi ten organ. Inne typy komórek (min. komórki śródbłonka naczyń, komórki dróg żółciowych, osiadłe makrofagi, komórki gwiaździste czy różne progenitory) mają swój ważny udział w budowie i funkcjonowaniu wątroby. Analiza cytometryczna składu wątroby, barwienie fluorescencyjnymi przeciwciałami poszczególnych komórek, jest oryginalną techniką rozwijaną w Pracowni. Pozwoli ona opracować unikalną metodę prognostyczną i diagnostyczną chorób wątroby.

IT 4 Cytometryczny obraz populacji komórek izolowanych z ludzkiej wątroby w świetle przechodzącym i rozproszonym.

Wyposażenie
Pracownia korzysta z Laboratorium Biologicznego zgodnego ze standardem Bezpieczeństwa Biologicznego poziomu 2 (BSL2) i GMO2. Na wyposażeniu znajdują się komory laminarne klasy II, inkubatory CO2, fluorescencyjny mikroskop odwrócony Olympus IX71, cytometr BD FACSCanto II, autoklawy, wirówki z chłodzeniem, termocykler BIORAD oraz drobny sprzęt do biologii molekularnej.

Słowa kluczowe:
inżynieria tkankowa, biosztuczna wątroba, kokultury komórkowe, wektory lentiwirusowe, komórki modyfikowane genetycznie, cytometria przepływowa

Wybrane publikacje
1. Zakrzewska KE, Samluk A, Wencel A, Dudek K, Pijanowska DG, Pluta KD: Liver tissue fragments obtained from males are the most promising source of human hepatocytes for cell-based therapies – Flow cytometric analysis of albumin expression. PLoS ONE 2017, 12(8): e0182846.
2. Wencel A, Zakrzewska KE, Samluk A, Noszczyk BH, Pijanowska DG, Pluta KD: Dried human skin fibroblasts as a new substratum for functional culture of hepatic cells. Acta Biochim Pol. 2017;64(2):357-363.
3. Zakrzewska KE, Samluk A, Wierzbicki M, Jaworski S, Kutwin M, Sawosz E, Chwalibog A, Pijanowska DG, Pluta KD: Analysis of the cytotoxicity of carbon-based nanoparticles, diamond and graphite, in human glioblastoma and hepatoma cell lines. PloS ONE 2015, 10(3): e0122579.
4. Zakrzewska KE, Samluk A, Pluta KD, Pijanowska DG: Evaluation of the effects antibiotics on cytotoxicity of EGFP and DsRed2 fluorescent proteins used for stable cell labeling. Acta Biochim Pol 2014, 61 (4): 809-13.
5. Samluk A, Zakrzewska KE, Pluta KD: Generation of fluorescently labeled cell lines, C3A hepatoma cells and human adult skin fibroblasts, to study coculture models. Artificial Organs 2013, 37 (7): E123-30.
6. Pluta K, Kacprzak MM.: Use of HIV as a gene transfer vector. Acta Biochim Pol 2009, 56(4), 531-95.

MENU

Nagrody naukowe


Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza PAN, ul. Ks. Trojdena 4, 02-109 Warszawa
E-mail:Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.; Telefon: (+48) 22 592 59 00; Fax: (+48) 22 659 70 30
Copyright(c) 2016 IBIB PAN
Wszelkie prawa zastrzeżone