Dlaczego komórki nowotworowe tak skutecznie się bronią przed terapią? Jednym z kluczowych elementów ich strategii są krople lipidowe – maleńkie „magazyny tłuszczu” w komórce. Przechowują energię w postaci tłuszczów i chronią komórkę przed toksycznym nadmiarem lipidów. W połączeniu z mitochondriami, czyli „elektrowniami” komórki, tworzą system, który pozwala nowotworowi przetrwać nawet w trudnych warunkach, np. podczas leczenia. W czerniaku skóry, jednym z najbardziej agresywnych nowotworów, te struktury odgrywają szczególną rolę w adaptacji komórek i rozwoju oporności na terapię.

– Nasze badania skupiają się na białku FHOD1, które reguluje cytoszkielet aktynowy – swoiste „rusztowanie” komórki – tłumaczy badaczka. – Wstępne wyniki pokazują, że FHOD1 nie tylko wpływa na kształt i ruch komórki, ale także lokalizuje się wokół kropli lipidowych i w miejscach ich kontaktu z mitochondriami. Co więcej, obniżenie poziomu FHOD1 zmienia liczbę i rozmieszczenie kropli lipidowych, wpływa na strukturę mitochondriów i zwiększa produkcję energii, co może oznaczać stres metaboliczny.

Celem projektu jest sprawdzenie, jak FHOD1 kontroluje te procesy i czy jego modyfikacja może zwiększyć skuteczność terapii przeciwnowotworowych. Planujemy eksperymenty na komórkach i modelach zwierzęcych, aby ocenić, czy połączenie obniżenia poziomu FHOD1 z leczeniem farmakologicznym daje lepsze efekty niż sama terapia. Wykorzystamy najnowocześniejsze techniki obrazowania i analizy metabolizmu, a współpraca z ekspertami z Kanady pozwoli nam zidentyfikować molekularnych partnerów FHOD1.

Zrozumienie tej zależności może otworzyć drogę do nowych strategii leczenia nie tylko czerniaka skóry, ale także innych chorób związanych z zaburzeniami metabolizmu. To krok w stronę bardziej precyzyjnej i skutecznej terapii, która wykorzystuje słabe punkty nowotworów.

Kwarki i leptony są podstawowymi składnikami materii. Kwarki wiążą się w protony i neutrony (nukleony); protony i neutrony łącznie tworzą jądra atomowe; elektrony, które są leptonami, tworzą chmurę wokół jąder atomowych. Protony i neutrony odkryto jako swobodne cząstki kolejno w latach 1920 i 1932. Do tej pory nie udało się jednak zaobserwować swobodnych kwarków. Zdają się one pojawiać wyłącznie w zamkniętych grupach, tworząc protony, neutrony i inne cząstki zwane hadronami.

Teoria opisująca oddziaływanie kwarków, Chromodynamika Kwantowa(QCD), przewiduje że w ekstremalnych temperaturach i gęstościach nukleony oraz pozostałe hadrony przechodzą drastyczną przemianę. W temperaturze wyższej od około 1.66 · 10 do 12 K-dużo, dużo wyższej od temperatury wnętrza Słońca, która osiąga 1.57 · 10 do 7 K-nukleony „topnieją”: kwarki nie są związane w nukleonach i poruszaj¡ się jako kwaziswobodne cząstki. Ten stan materii nazywa się Plazmą Kwarkowo-Gluonową (QGP). W trakcie pierwszych mikrosekund po Wielkim Wybuchu cała materia we Wszechświecie była w formie QGP. Jesteśmy w stanie odtworzyć małe kropelki QGP na ulotną chwilę w doświadczeniach, w których zderza się ze sobą ciężkie jądra atomowe przy prędkościach bliskich prędkości światła.

Takie eksperymenty przeprowadzane są w Relatywistycznym Zderzaczu Cieżkich Jonów (RHIC) w Brookaven National Laboratory a także w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERNie.

Istnieje jeszcze jedno miejsce we Wszechświecie, gdzie materia może ulec przejściu do swobodnych kwarków: gwiazdy neutronowe lub ogólniej gwiazdy zwarte. Wewnątrz gwiazd zwartych, materia jądrowa nie jest tak gorąca jak w doświadczeniach zderzeniowych czy wczesnym Wszechświecie. Jest za to ekstremalnie ściśnięta. W takim przypadku, przejścia fazowe do Plazmy Kwarkowo-Gluonowej następują nie ze względu na temperaturę, a ze względu na niewyobrażalną kompresję.

Ale czym właściwie różnią się właściwości Plazmy Kwarkowo-Gluonowej we wczesnym Wszechświecie i przypuszczalnie wewnątrz gwiazd zwartych? Nie wiemy wiele na ten temat. Z QCD wynika, że w ogrzewanej materii przejście od hadronów do QGP jest gładkie: topnieją stopniowo jak masło, bez konkretnej temperatury w której to następuje. Kiedy wczesny Wszechświat rozszerzył się i ostygł materia uległa takiemu przejściu. Z drugiej strony, w niskich temperaturach i wysokich gęstościach przejęcie powinno być pierwszego rodzaju: jak topniejący lód lub gotująca się woda w ustalonej temperaturze. Nie wiemy jednak gdzie kończy się przejście fazowe pierwszego rodzaju a zaczyna gładkie przejście.

– W projekcie zbadamy sygnatury różnych rodzajów przejść fazowych pomiędzy materią hadronową a QGP. Eksperymentalnie, krople materii oddziałującej silnie o zmiennych temperaturach i gęstościach wytwarza się zderzając ze sobą ciżkie jądra o różnych energiach w RHIC Beam Energy Scan, a także w powstającym jeszcze eksperymencie FAIR w GSI Darmstadt. Skonstrujemy nowoczesne dynamiczne modele zderzeń ciężkich jonów bazujące na relatywistycznej dynamice płynów i relatywistycznej kinematyce, a także przeprowadzimy obszerne porównania modeli z danymi doświadczalnymi przy użyciu metod analizy Bayesowskiej – zapowiada naukowiec.

Celem projektu jest opracowanie nowej rodziny w pełni organicznych cząsteczek i kryształów, w których pojawia się tzw. frustracja spinowa. Zjawisko to występuje, kiedy trzy lub więcej elektronów o niesparowanych spinach nie może jednocześnie ustawić się w energetycznie najkorzystniejszy sposób. W efekcie może powstać unikalny, bardzo skorelowany stan kwantowy, określany mianem cieczy spinowej, pożądany w długofalowych planach rozwoju komputerów kwantowych oraz precyzyjnych czujników magnetycznych.

Szczególnie dwa obszary, Sudety i Wyżyna Krakowsko-Częstochowska, są ważne w kontekście europejskim i Polski jako korytarza migracyjnego w układzie wschód-zachód. Nade interesujące okazały się znaleziska sudeckie, gdzie po drobiazgowych badaniach morfometrycznych stwierdzono występowanie nie jednej, ale aż pięciu chronopodgatunków, w tym trzech nowych dla terenu Sudetów. Szczególnie obecność karłowatego niedźwiedzia jaskiniowego Ursus savini rossicus, starej, odrębnej linii, jest warta odnotowania, ponieważ jest to pierwsze stwierdzenie w Europie Centralnej. Został on stwierdzony na podstawie liczącej ponad 8000 kości kolekcji z jaskiń Góry Połom a dodatkowo wstępne badania genetyczne potwierdziły oznaczenia.

Wieloaspektowe analizy i wszechstronne badania różnymi, nowoczesnymi metodami morfometrycznymi (skany 3D, metoda pomiarowa Landmark), izotopowymi i genetycznymi zostaną skorelowane z wiekiem okazu, ustalonym na podstawie wieku okazu (datowania radiowęglowe i uranowo-torowe). Zostaną przeprowadzone przez zespół mający już duże doświadczenie w tego typu, złożonych analizach. Dany okaz będzie poddany kompletowi badań, które mają odpowiedzieć na kilka zasadniczych pytań dotyczących ewentualnego współwystępowania lub jego braku różnych chronopodgatunków niedźwiedzia jaskiniowego, o skalę i charakter istniejącej pomiędzy nimi konkurencji, zajmowanych nisz i preferencji pokarmowych, szlaków migracyjnych i pochodzenia poszczególnych linii filogenetycznych, skorelowania danych morfometrycznych z danymi genetycznymi (gatunek czy chronopodgatunek) oraz stwierdzenia ewentualnej hybrydyzacji z niedźwiedziem brunatnym.

Przebadania tego niemal ikonicznego dla górnego plejstocenu gatunku, jakim jest niedźwiedź jaskiniowy, może w wymierny sposób przyczynić się do ochrony współczesnych, dużych drapieżników.

Poznanie mechanizmów procesu, który doprowadził do jego zaniku, może znaleźć przełożenie w wypracowaniu metod, które pozwoliłyby na zahamowanie tego trendu współcześnie. Jest to nader ważne chociażby w kontekście ewentualnej rekolonizacji Sudetów przez niedźwiedzia brunatnego, który ongiś te tereny zamieszkiwał. Należy tutaj również podkreślić próbę rekonstrukcji relacji niedźwiedź-człowiek-środowisko, o którym wiadomo, że Sudety jednak penetrował. Może uda znaleźć się odpowiedź na pytanie o ewentualny kult niedźwiedzia jaskiniowego na tym terenie, który w przypadku brunatnego został potwierdzony. Poznanie całości złożonego procesu ewolucji i relacji niedźwiedzia jaskiniowego jest pierwszym z etapów wielowymiarowego studium nad paleośrodowiskiem Sudetów, mającym ukazać jego wyjątkowość poprzez porównanie uzyskanych wyników z innymi regionami wyżynnymi i górskimi w Europie jak Wyżyna Krakowsko-Częstochowska (Polska), Jura Szwabska (Niemcy), Morawski Kras (Czechy) czy rejon Karpat ukraińskich.

Każdy cel badawczy tego projektu odpowiada  tworzeniu nowych metod badawczych i konkretnym nierozwiązanym mechanizmom serpentynizacji w oparciu o skonstruowaną w pracowni aparaturę przepływu przez rdzenie w kontrolą PTX.

Celem jest:

• wyodrębnienie i scharakteryzowanie przejściowych etapów serpentynizacji – identyfikacja metastabilnych/wcześniej powstałych faz mineralnych (np. brucytu, kalcytu, amorficznej krzemionki) w kontrolowanych warunkach przepływu przez rdzeń;
• analiza trendów frakcjonowania izotopów w fazie gazowej, ciekłej i stałej w funkcji czasu – wykorzystanie monitorowania izotopowego w czasie rzeczywistym;
• śledzenie ich powstawania za pomocą Δ₄₇, Δ₄₈ i stosunków izotopów trwałych C, O i H (jak powyżej) – porównanie sygnatur izotopowych w parametrach izotopów podwójnie skupionych w czasie i przestrzeni – rozwiązanie problemu przesunięcia Δ₄₇ i potencjalnego deficytu 17O w węglanach występujących w serpentynicie;
• kwantyfikacja kontroli kinetycznej w stosunku do termodynamicznej – określenie względnego udziału efektów kinetycznych w stosunku do efektów równowagi izotopowej w zmiennych warunkach P–T i stosunku płyn/skała.
• ustalenie ograniczenia izotopowego bilansu mas izotopów przy użyciu strategii dwukierunkowej lub cyrkulacyjnej i dwupłynowej – zastosowany dwukierunkowy lub cyrkulacyjny przepływ płynów (odwracając lub cyrkulując kierunek przepływu płynów, aby lepiej naśladować warunki naturalne i systemy dwupłynowe – podobne do meteorycznych vs. zsyntezowanej H2O z efektami niezależnymi od masy δ¹⁷O –δ¹⁸O) w celu oceny czy tworzenie węglanu i brucytu rejestruje „pamięć” płynów, czy też ponownie osiąga równowagę ze skałą. 

Więcej informacji na stronie NCN.

Oprac.: Katarzyna Górowicz-Maćkiewicz

Data publikacji: 03.12.2025 r.
Dodane przez: E.K.