Kierownik: prof. dr hab. Magdalena Mikołajczyk-Chmiela

Tematyka badań

Cele badań: Wyjaśnianie wzajemnych oddziaływań gospodarz-drobnoustroje chorobotwórcze i ich skutków. Badanie przebiegu zakażeń i rozwoju procesów odpornościowych na poziomie molekularnym, komórkowym i organizmalnym. Poszukiwanie i opracowanie skutecznych metod diagnostyki, leczenia i profilaktyki chorób zakaźnych. Badanie biozgodności i aktywności biologicznej preparatów i biomateriałów o potencjalnym zastosowaniu medycznym. Badanie czystości mikrobiologicznej wg norm ISO, wyrobów przeznaczonych do stosowania indywidualnego lub zbiorowego.

Kierunki badań: mikrobiologia medyczna, biologia molekularna drobnoustrojów, biologia zakażeń, immunologia zakażeń, badania na potrzeby medycyny regeneracyjnej.

Modele badawcze:

• Analiza fenotypowa, genotypowa oraz czynnościowa komórek układu odpornościowego w kontekście zakażeń bakteryjnych lub grzybiczych, a także w chorobach alergicznych, w modelach in vivo i in vitro.
• Badanie humoralnych i komórkowych mechanizmów odporności wrodzonej oraz adaptacyjnej swoistej – nabytej, w przebiegu gruźlicy i innych chorób zakaźnych.
• Udział komponentów bakterii Helicobacter pylori w rozwoju oraz przebiegu choroby wrzodowej żołądka, w modelach in vivo i in vitro. Badania nad rolą H. pylori w rozwoju choroby niedokrwiennej serca.
• Rola czynników bakteryjnych i substancji wysokotłuszczowych w procesie naczyniotworzenia. Ocena roli inflamasomu w aterogenezie. Rola steroli w regeneracji komórek śródbłonkowych z oznakami wczesnych zmian miażdżycowych.
• Biofilmy gronkowców, jedno-lub wielogatunkowe, w tym biofilmy mieszane z udziałem drożdżaków Candida sp. i ich rola w patogenezie zakażeń – biologia biofilmów, interakcje z komórkami gospodarza, poszukiwanie przeciwadhezyjnych i przeciwbiofilmowych rozwiązań profilaktycznych i leczniczych.
• Identyfikacja diagnostycznych i prognostycznych wyznaczników komórkowych, humoralnych, metabolicznych oraz molekularnych w zakażeniach bakteryjnych wywoływanych m.in. przez gronkowce, prątki Mycobacterium, pałeczki Helicobacter pylori lub grzybiczych inicjowanych przez drożdżaki Candida sp.
• Charakterystyka archeonów halofilnych izolowanych z kopalni soli w Polsce. Interakcje komórek układu odpornościowego z archeonami halofilnymi.
• Opracowanie i badanie komponentów bioaktywnych pochodzenia drobnoustrojowego (w tym gronkowcowych, mykobakteryjnych, bakterii z rodzaju Pseudomonas, archeonów halofilnych.
• lub roślinnego o właściwościach immunomodulacyjnych, antyoksydacyjnych, pro-naprawczych do wspomagania leczenia chorób infekcyjnych i alergicznych.
• Poszukiwanie nowych leków przeciwdrobnoustrojowych w odpowiedzi na narastający problem lekooporności u patogenów bakteryjnych człowieka.
• Badania nad degradacją i dojrzewaniem RNA u bakterii na poziomie molekularnym.
• Ocena biozgodności, aktywności biologicznej i wartości użytkowej nowych preparatów oraz kompozytów o potencjalnym zastosowaniu w medycynie regeneracyjnej – modele in vitro i in vivo.

Projekty badawcze (od 1995 r.)

* Badania strukturalne udziału degradosomu RNA w trans-translacji w świetle przeciwbakteryjnej aktywności pirazynamidu - perspektywy wynalezienia leków przeciw(myko)bakteryjnych. (NCN, SONATA BIS, 2020 – 2025).

* Innowacyjne nanocząsteczki skoniugowane z kolchicyną jako broń do walki ze zmianami zapalnymi i pro-miażdżycowymi w śródbłonku naczyniowym (IDUB, UŁ, 2022 – 2024).

* Inflamasom NLRP3 jako główny czynnik regulujący aktywność makrofagów piankowatych w patogenezie miażdżycy – zastosowanie innowacyjnych nanocząstek, sprzężonych z kolchicyną, w hamowaniu rozwoju i progresji zmian zapalnych i pro-miażdżycowych zachodzących w obrębie komórek makrofagowych (IDUB, UŁ, 2022 – 2023).

* Opracowanie biopolimeru chitozanowego z prątkami szczepionkowymi Mycobacterium bovis BCG-onko o właściwościach immunomodulujących, do wspomagania odpowiedzi odpornościowej przeciwko Helicobacter pylori (IDUB, UŁ, 2022 – 2023).

* Innate immune memory induced by halophilic archaea (IDUB, UŁ, Visiting Research Fellow 2021-2022).

* Ocena in vitro właściwości immunomodulacyjnych ekstraktów Salvia cadmica Boiss wobec makrofagów, w kontekście wspomagania eradykacjii zakażenia Helicobacter pylori, w następstwie „treningu odpornościowego” (NCN, MINIATURA, 2021 – 2022).

* Składniki ściany komórkowej Staphylococcus aureus jako modulatory różnicowania i aktywności wydzielniczej makrofagów. (IDUB, UŁ, Doktoranckie Granty Badawcze, 2021-2022).

* Rola LPS H. pylori w utrwalaniu reakcji zapalnej w nabłonku żołądka poprzez wykluczenie alarmowej IL-33. (IDUB, UŁ, 2021 – 2022).

* Opracowanie modelu wykorzystania drobnoustrojów halofilnych prezentowanych przez komórki dendrytyczne jako modulatora odpowiedzi immunologicznej w reakcjach zapalnych (NCN, PRELUDIUM,2018-2022)

* Odpowiedź limfocytów NKT na glikolipidowe ligandy Helicobacter pylori w kontekście cząsteczki CD1d - znaczenie w rozwoju odporności. (NCN, SONATA, 2017 - 2022).

* Odpornościowe i metabolomiczne sygnatury w zakażeniach Mycobacterium tuberculosis u dzieci (NCN, OPUS, 2017-2021).

* Regulacja patologicznej aktywności zapalnej makrofagów tkankowych z zastosowaniem mikrosferycznego systemu dostarczania modulatorów epigenetycznych - postęp w opracowaniu immunoterapii atopowego zapalenia skóry (IDUB, UŁ, 2021).

* Znaczenie IL-33 w monitorowaniu funkcji barierowej nabłonka żołądkowego oraz regulacji procesów zapalnych wzbudzanych przez miejscowe patogeny bakteryjne oraz czynniki pokarmowe i farmakologiczne (NCN, PRELUDIUM, 2016-2019).

* Metabolity wtórne owoców, liści oraz gałązek rokitnika zwyczajnego (Hippophae rhamnoides L.) jako naturalne substancje bioaktywne (NCN, OPUS, 2016-2019)

* Molekularna i funkcjonalna analiza interleukiny 18 (IL-18), jej receptora (IL-18R) i wiążącego ją białka w aktywnej gruźlicy i latentnej infekcji (NCN, OPUS, 2016-2019).

* Model in vitro ludzkiej tkanki płuc w badaniu zakażeń Mycobacterium tuberculosis (NCN, MINIATURA, NCN, 2017).

* Immunologiczne podstawy udziału IL-18 w odpowiedzi komórkowej na Mycobacterium bovis BCG u myszy z obniżoną odpornością i immunokompetentnych (NCN, OPUS, 2014-2018).

* Infekcyjne zapalenie wsierdzia-analiza biomedyczna in vitro potencjalnych cech terapeutycznych wybranych fitozwiązków (NCN, PRELUDIUM, 2014-2016).

* Wyznaczniki reakcji zapalnej i odpornościowej w modelowym zakażeniu Helicobacter pylori u świnek morskich (NCN, PRELUDIUM, 2013-2015).

* Analiza biomedyczna alternatywnej strategii leczenia ran przewlekle zakażonych. Badania in vitro z zastosowaniem polifenoli roślinnych (NCN, PRELUDIUM, 2013-2014).

* Ocena wirulencji, tworzenia biofilmu i lekowrażliwości Candida albicans poddanych działaniu roślinnych olejków eterycznych. Potencjalne zastosowanie olejków w skojarzeniu z lekami, w terapii przewlekłych zakażeń ran o etiologii grzybiczo-bakteryjnej (NCN, PRELUDIUM, 2011-2013).

* Reakcje odpornościowe na wirulentne i atenuowane prątki gruźlicy jako podstawa optymalizacji diagnozowania i profilaktyki tej choroby (NCN, OPUS, 2010-2013).

* Próba selektywnej supresji alergeno-swoistej odpowiedzi Th2 przez szczepionkowe prątki Mycobacterium bovis BCG (MNiSW, projekt własny, 2009- 2012).

* Czynniki warunkujące przeżywalność prątków gruźlicy w komórkach fagocytarnych gospodarza (MNiSW, projekt własny, 2008-2011).

* Opracowanie modelu świnki morskiej do oceny wzmagających odporność na choroby zakaźne biopreparatów o przeznaczeniu klinicznym i weterynaryjnym (MNiSW, projekt własny, 2010-2013).

* Reakcje odpornościowe na wirulentne i atenuowane prątki gruźlicy jako podstawa optymalizacji diagnozowania i profilaktyki tej choroby (MNiSW, projekt własny, 2010-2013).

* Komórkowe i humoralne reakcje cytotoksyczne w zakażeniach H. pylori (MNiSW, projekt własny, 2009-2012).

* Biofilmy gronkowców w konfrontacji z komórkami układu odpornościowego i antybiotykami. Dlaczego przegrywamy? (MNiSW, projekt własny, 2008-2010).

* Rola LPS H. pylori oraz receptorów CD14 i TLR4 gospodarza w chorobach związanych z zakażeniem tymi bakteriami – chorobie wrzodowej żołądka lub chorobie niedokrwiennej serca (MNiSW, projekt własny, 2006-2008).

* Polimorfizm genów regulujących interakcje mykobakterii z makrofagami u ludzi zdrowych i chorych na gruźlicę (MNiSW, projekt własny, 2006-2007).

* Ocena skuteczności działania naturalnych czynników przeciwbakteryjnych na biofilm gronkowców. Własne rozwiązania metodyczne (MNiSW, projekt własny, 2005-2007).

* Reakcje ligandów H. pylori z komórkowymi i rozpuszczalnymi receptorami, u dzieci i dorosłych z przewlekłą dyspepsją (KBN, 2003-2005).

* Nieinwazyjne testy diagnostyczne do wykrywania zakażeń wywoływanych przez pałeczki Helicobacter pylori-opracowanie własnych rozwiązań metodycznych i ocena przydatności wybranych testów komercyjnych (KBN, 2000-2001).

* Swoiste reakcje komórkowe jako wskaźniki podatności lub odporności na chorobotwórcze działanie Helicobacter pylori (KBN, 1998-1999).

* Zróżnicowanie fenotypowe szczepów Helicobacter pylori a przebieg kliniczny choroby wrzodowej, niewrzodowej dyspepsji (NUD) oraz bezobjawowego zakażenia u dzieci i młodzieży (KBN, 1995-1997).

Projekty badawczo-wdrożeniowe:

* Wielofunkcyjne kompozyty aktywne biologicznie do zastosowań w medycynie regeneracyjnej układu kostnego (Konkurs TEAM-NET 1/2018 Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej finansowany z środków Unii Europejskiej (Działanie 4.4 POIR - Zwiększanie potencjału kadrowego, sektora B+R, Inteligentny Rozwój), 2019 – 2023.

* PioMelaCure – piomelaninowy preparat wspomagający terapię powszechnych zakażeń H. pylori (Inkubator Innowacyjności 2.0, MNiSW, 2019-2020).

Badania B+R realizowane we współpracy z przedsiębiorstwami (kierownictwo):

* Badanie walidacyjne sprzętu do automatycznego oznaczania lekowrażliwości szczepów klinicznych (400 izolatów) w odniesieniu do metody referencyjnej. (Scope Fluidics, 2021-2022).

* Badania aktywności biologicznej sprayu do jamy ustnej i gardła – kompleksowe badania in vitro. (Projekt komercyjny B+R realizowany we współpracy z firmą GOFARM, 2020 -2021).

* Immunomodulacyjna aktywność ekstraktów roślinnych wobec obwodowych limfocytów NK - badania uzupełniające. (Projekt komercyjny B+R realizowany we współpracy z firmą ICHEM, 2020-2021).

* Zastosowanie suplementu diety i żywności specjalnego przeznaczenia medycznego w łagodzeniu dolegliwości towarzyszących skąpooobjawowym zakażeniom H. pylori. (ICHEM, 2019 – 2020).

* Opracowanie i przygotowanie do wdrożenia innowacyjnego systemu niezacieralnych antybakteryjnych posadzek cienkowarstwowych. (Bautech, 2019-2020).

* The in vitro evaluation of immunostimulatory potential of 11 berry extracts obtained by different extraction techniques. (IPRONA, 2019-2019).

* Immunological activity of berry extracts towards monocytes and their role in the regulation of inflammatory responses. (IPRONA,2018-2019).

* Opracowanie suplementu diety wspomagającego leczenie objawowych zakażeń bakterią H. pylori. (ICHEM, POIR, 2016-2018).

* Ocena właściwości immunostymulujących i przeciwdrobnoustrojowych mieszanki ekstraktów wobec H. pylori. (ICHEM, 2017).

Projekty realizowane we współpracy (wykonawstwo):

* Wpływ składu mineralnego i chemicznego aerozoli na pochodzenie i różnorodność mikroorganizmów halofilnych w powietrzu podziemnej kopalni soli (NCN, PRELUDIUM,od 2022 r., projekt we współpracy z AGH w Krakowie).

* Hybrydowe implanty kontrolujące demetylację DNA przeznaczone do regeneracji obwodowego układu nerwowego (NCN, SONATA, 2017-2021).

* Uwarunkowania immunologiczne i immunogenetyczne socjalności ptaków. (NCN, OPUS, 2017-2020, projekt we współpracy z Katedrą Badania Różnorodności Biologicznej, Dydaktyki i Bioedukacji, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ).

* Rola biologicznie aktywnych substancji Paulownia CLON IN VITRO 112 w regulacji procesu metanogenezy i biouwodorowania u zwierząt przeżuwających. (NCN, 2019).

* Wpływ patogenów jelitowych na wydzielanie enterohormonów (greliny, insuliny, leptyny, neuropeptydu Y, peptydu YY, oreksyny i alfa MSH) u dzieci z niedoborem wzrostu: zjawisko mimikry antygenowej (MNiSW, projekt własny, 2010-2013, projekt we współpracy z Instytutem Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi).

* Aktywowane winylosulfoniany – nowe zastosowania w syntezie ważnych biologicznie układów heterocyklicznych i kwasów alfa-aminosulfonowych (MNiSW, projekt własny, 2009-2012, projekt we współpracy z Wydziałem Chemicznym Politechniki Łódzkiej).

Międzynarodowe sieci naukowe:

Horyzont 2020-Program Ramowy Unii Europejskiej . Understanding and exploiting the impact of lowpH on microorganisms (COST CA 13118 COST European Cooperation in Science and Technology (2019-2023).

Projekty dydaktyczne:

* Projekt pozakonkursowy o charakterze wdrożeniowym pn. „Mistrzowie dydaktyki” współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Wiedza Edukacja Rozwój; realizowany przez Uniwersytet Łódzki w ramach oferty złożonej w związku z Zaproszeniem Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, 2020-2022.

* The Wild Garden for learning development (Erasmus+, 2020-2022).

Współpraca z partnerami zagranicznymi i krajowymi

Partnerzy zagraniczni

• Center for Infection and Immunity of Lille, Institut Pasteur de Lille, Lille, France
• CNRS-UMR 8576, Unite de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, Universite Lille Nord France, Lille, France
• Center for Neuroscience and Cell Biology, University of Coimbra, Portugal; Biocant, Cantanhede, Portugal
• Department of Chemical Sciences, University of Napoli Federico II, Napoli, Italy
• Department of Microbiology, National University of Ireland, Galway, Ireland
• Institute of Pharmacology and Structural Biology, Toulouse, France
• Research Group Proteases and Extracellular Matrix, GENYO. Centre for Genomics and Oncological Research: Pfizer/Universidad de Granada/Junta de Andalucía, Grenada, Spain
• The Institute for Bioengineering and Biosciences (iBB) at Instituto Superior Técnico (IST), Universidade de Lisboa (Lisbona, Portugalia)
• Univ. Lille, CNRS, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1019 – UMR9017 – CIIL – Center for Infection and Immunity of Lille, F-59000 Lille, France
• UMR 8576 Université des Sciences et Technique de Lille, Lille, France
• UMR1282 Infectiologie et Santé Publique (ISP-311), INRA Centre Val de Loire, 37380 Nouzilly, France
• UR918, INRA Centre de Tours, Nouzilly, France
• University of Texas Health Center at Tyler, Texas, USA

Partnerzy krajowi

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie; Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi, Dział Polimerów; Instytut Biologii Medycznej PAN w Łodzi; Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi, I Klinika Pediatrii i Gastroenterologii; Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Sieć Badawcza Łukasiewicz (Warszawa); Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice; Zakład Przechowywania i Przetwórstwa Owoców i Warzyw; Kopalnia Soli w Bochni; Laboratorium Biologii Prątka przy Wojewódzkim Zespole Zakładów Opieki Zdrowotnej Centrum Leczenia Chorób Płuc i Rehabilitacji w Łodzi; Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, Wydział Nauk Ścisłych i Przyrodniczych, Zakład Chemii Organicznej, Zakład Mikrobiologii i Parazytologii; Politechnika Krakowska (Kraków), Katedra Inżynierii Materiałowej; Politechnika Łódzka (Łódź), Instytut Surowców Naturalnych i Kosmetyków, Politechnika Łódzka; Politechnika Łódzka (Łódź), Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Instytut Biochemii Technicznej; Instytut Biotechnologii Molekularnej i Przemysłowej; Politechnika Wrocławska (Wrocław), Katedra Inżynierii i Technologii Polimerów; Politechnika Rzeszowska (Rzeszów) , Wydział Chemii, Zakład Chemii Organicznej; Uniwersytet Jagielloński (Kraków) Małopolskie Centrum Biotechnologii; Uniwersytet Łódzki (Łódź), Wydział Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej; Uniwersytet Medyczny w Łodzi, II Klinika Kardiologii, Szpital im. Wł. Biegańskiego; Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Klinika Chorób Wewnętrznych i Farmakologii Klinicznej, Szpital im. Wł. Biegańskiego; Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Wydział Farmaceutyczny: Katedra Biologii i Biotechnologii Farmaceutycznej; Zakład Chemii Fizycznej i Biokoordynacyjnej; Katedra Kosmetologii, Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Farmakogenomiki; Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Klinika Immunologii, Reumatologii i Alergologii; Uniwersytet Rzeszowski (Rzeszów)Kolegium Nauk Medycznych; Wojewódzki Zespół Zakładów Opieki Zdrowotnej, Centrum Leczenia Chorób Płuc i Rehabilitacji, Oddział Leczenia Gruźlicy, Tuszyn; Zakład Jakości Żywności, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, im. prof. W. Dąbrowskiego, Państwowy Instytut Badawczy, oddział w Łodzi.

Katedrze podlegają następujące jednostki:

• Laboratorium Kultur Tkankowych do badań z organizmami modyfikowanymi genetycznie (GMOs), 3 grupy zagrożenia biologicznego (DLP-VI.431.56.2015), jednostka niesamodzielna.
• Katedra posiada dostęp do: Laboratorium Usług Mikrobiologiczno-Technicznych oraz Pracowni Izotopowej w Instytucie Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii oraz Wydziałowych jednostek: Laboratorium Obrazowania Mikroskopowego i Specjalistycznych Technik Biologicznych, Pracowni Cytometrii Przepływowej, Zwierzętarni hodowlano-doświadczalnej.

Dydaktyka

Pracownicy Katedry Immunologii i Biologii Infekcyjnej współrealizują zajęcia dydaktyczne: wykłady, seminaria, konwersatoria, ćwiczenia, pracownie specjalistyczne) na studiach stacjonarnych i niestacjonarnych: I, II i III stopnia, w zakresie:

Kierunek Biologia (Mikrobiologia szczegółowa, Podstawy immunologii)

• Kierunek Biotechnologia (Biotechnologia immunopreparatów, Kultury tkankowe i komórkowe zwierząt, Immunologia, Metodologia pracy doświadczalnej, Mikrobiologia ogólna, Patogeny bakteryjne, Pracownia magisterska, Pracownia specjalistyczna, Zasady kontroli mikrobiologicznej, Seminaria: Seminarium tematyczne, Seminarium licencjackie, Seminarium magisterskie)
• Kierunek Mikrobiologia (Biotechnologia immunopreparatów, Diagnostyka zakażeń, Epidemiologia, Kontrola bezpieczeństwa mikrobiologicznego w przemyśle, Instrumentarium młodego badacza, Immunologia, Immunologia z hematologią, Immunologia komórkowa, Nowoczesne metody stosowane w mikrobiologii i immunologii, Metody obrazowania mikroskopowego w immunologii, Metody statystyczne w biologii i w medycynie, Mikrobiologiczne badanie materiału biologicznego, kosmetyków, leków, żywności, Mikrobiologia lekarska, Mikrobiologia weterynaryjna, Modele zwierzęce w nauce i praktyce, Mykologia infekcyjna, Organizacja laboratoriów diagnostycznych i prawo medyczne, Podstawy diagnostyki i kontroli zakażeń, Pracownia magisterska, Reakcje antygen-przeciwciało w wybranych testach diagnostycznych, Serologia z transfuzjologią, Szybkie i standardowe metody oznaczania lekowrażliwości bakterii, Techniki stosowane w immunologii transfuzjologicznej, Seminaria: Seminarium z immunopatologii, Seminarium z mikrobiologii lekarskiej i weterynaryjnej z elementami języka angielskiego, Seminarium licencjackie, Seminarium magisterskie).

Wykłady monograficzne: 1) Biotechnologia medyczna. Szczepionki przeciwzakaźne i przeciwnowotworowe; 2) Choroby o podłożu immunologicznym. Przyczyny, mechanizmy, terapia;3) Microbes and their hosts.

Zajęcia ogólnouczelniane: Wybrane zagadnienia z mikrobiologii. Historia odkryć naukowych generujących postęp.