Szanowni Państwo,

Przedstawiamy poniżej krótką informację napisaną przez Pana Profesora Tomasza Gosiewskiego dotyczącą zakupu ze środków finansowych POB qLife mikroskopu fluorescencyjnego dla Katedry Mikrobiologii UJ CM. 

1. Bardzo proszę o krótki opis zakupionego urządzenia. Do jakich zadań będzie użyty w kontekście aktywności naukowej Zakładu, Uniwersytetu oraz trendów nauki światowej?

Zakupiony mikroskop, to model BX63 (Olympus). Jest to sprzęt całkowicie zautomatyzowany, co oznacza sterowanie wszystkimi funkcjami z poziomu komputera, włączając pozycjonowanie preparatu na stoliku, ustawianie ostrości obrazu oraz zmianę obiektywu w rewolwerze. Ponadto, zakupiony model został skonfigurowany do pracy z fluorescencją, jasnym oraz ciemnym polem, co pokrywa właściwie całkowicie zapotrzebowanie w ramach badań mikrobiologicznych, choć oczywiście możliwa jest dalsza rozbudowa. Pełna automatyzacja oraz nowoczesny software umożliwiają: automatyczne skanowanie całej powierzchni preparatów; zliczanie zadanych punktów (np. komórek); mapowanie preparatu, co pozwala na błyskawiczny powrót do zadanego punku na powierzchni preparatu; skanowanie kilku warstw preparatu, co pozwala na wyostrzenie obrazu mimo większej grubości przekroju. Dwie wysokorozdzielcze kamery (kolorowa i czarno-biała) umożliwiają fotografowanie i nagrywanie filmów oraz nakładanie obrazów z obydwu kamer i uzyskiwanie obrazu jednocześnie, np. z fluorescencji i ciemnego pola.  Wymienione powyżej cechy, to tylko kilka najważniejszych funkcjonalności mikroskopu. Zakupiony mikroskop będzie używany przede wszystkim do badań z użyciem fluorescencji w zakresie techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH), immunofluorescencji, czy badania żywotności bakterii i grzybów za pomocą barwienia Live/Dead. Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej (ZMMM) Katedry Mikrobiologii UJ CM prowadzi tego typu badania także we współpracy z innymi jednostkami naszej Uczelni jak i innymi ośrodkami badawczymi: Zakładem Chemii Nieorganicznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego; Katedrą Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej w, Gliwicach; Katedrą Biomateriałów Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

2. Jaki jest szerszy kontekst badań wykonywanych z wykorzystaniem tego mikroskopu?

Mikroskopia jest jedną z kluczowych technik badawczych w mikrobiologii. Klasyczna mikroskopia świetlna wciąż jest wykorzystywana w badaniach naukowych czy diagnostycznych w mikrobiologii, ale dopiero techniki fluorescencyjne umożliwiły dalszy postęp i rozwinięcie panelu badań. Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej jest nowym Zakładem w strukturach Katedry Mikrobiologii, powstałym w 2017 roku. Prowadzimy prężnie badania naukowe, także z wykorzystaniem technik mikroskopii fluorescencyjnej. Do tej pory wykorzystywaliśmy kilkunastoletni mikroskop fluorescencyjny w szerokim zakresie badań:

• Nowoczesna diagnostyka sepsy – nasze prace pozwoliły opracować technikę detekcji bakterii bezpośrednio w próbce krwi (bez konieczności hodowli), co odróżnia nas od innych badaczy. Szybka diagnostyka sepsy ma kluczowe znaczenie w skuteczności terapii i szansach na przeżycie pacjenta.
• Nowymi innowacyjnymi powierzchniami o właściwościach przeciwbakteryjnych – tego typu powierzchnie są poszukiwane z uwagi na możliwość eliminacji drobnoustrojów w warunkach szpitalnych czy podczas produkcji żywności, bez konieczności stosowania chemicznej dezynfekcji. Te badania są prowadzone wspólnie z Wydziałem Chemii UJ i innymi jednostkami.
• Analiza biofilmów, czyli złożonych struktur biologicznych, niepoddających się penetracji przez antybiotyki. Biofilmy są poważnym problemem medycznym, zwłaszcza tam, gdzie konieczne jest wszczepienie implantów. Prowadzone badania mają za zadanie poznanie struktury biofilmu i ewentualnie opracowanie metod jej rozbicia.
• Badania z zakresu wirusologii, tj., diagnostyka zakażeń czy też badania nad replikacją wirusów w komórkach.

Owocem tych badań było kilka prac magisterskich, doktorskich, dwie rozprawy habilitacyjne oraz wiele artykułów naukowych i zgłoszeń patentowych oraz patentów. Pozyskanie nowego modelu mikroskopu z całą pewnością pozwoli nie tylko na rozszerzenie spektrum badań, ale także znacznie usprawni analizę preparatów mikroskopowych oraz zwiększy liczbę danych, jakie możemy uzyskać.

3. Czy trudno uzyskać środki na zakup tego rodzaju sprzętu?

W naszym wypadku od pomysłu na zakup sprzętu, do jego instalacji w ZMMM minęło 3 miesiące, a więc bardzo szybko.

4. Jak wyglądała współpraca z POBem qLife?

Kluczowy był pomysł na wykorzystanie mikroskopu w naszych badaniach. Jak się okazało, propozycje zostały docenione i zostało przyznane finansowanie, co wobec bardzo dużej i znakomitej konkurencji nie było wcale pewne. Koszty mikroskopu są na tyle duże, że bardzo mocno obciążałyby budżet nawet dużego projektu finansowanego w ramach klasycznych konkursów grantowych ogłaszanych przez agencje zewnętrzne. Kiedy zapadła decyzja o finansowaniu, kwestie formalne przebiegły wyjątkowo gładko. Komunikacja przebiegała sprawnie.

Zdjęcie nr 1: Preparat z krwi żylnej pacjenta z sepsą – widoczne sfagocytowane bakterie (czerwone), na tyle leukocytów (niebieskie) – technika FISH; pow. 1000 x

Zdjęcie nr 2: Fluorescencyjne rozróżnienie bakterii żywych (zielone) od martwych (czerwone) – pow. 1000 x

Zdjęcie nr 3: Fluorescencyjne rozróżnienie bakterii żywych (zielone) od martwych (czerwone) – pow. 200 x

Zdjęcie nr 4: Pomiar grubości warstwy śluzu pokrywającego ścianę okrężnicy u pacjenta  – technika barwienia lektyną znakowaną fluoresceiną  – pow. 200 x