Laboratorium Biologii Zakażeń
09 01 2024
O grupie:
Laboratorium Biologii Zakażeń prowadzi interdyscyplinarne badania nad mechanizmami chorobotwórczości Staphylococcus aureus – jednego z najważniejszych patogenów człowieka, odpowiedzialnego m.in. za bakteriemię, sepsę, infekcyjne zapalenie wsierdzia, zakażenia ran oraz zakażenia związane z biofilmem i wyrobami medycznymi.
Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób cechy genetyczne i fenotypowe bakterii, odpowiedź immunologiczna pacjenta oraz oddziaływania patogenu z białkami i komórkami gospodarza wspólnie kształtują przebieg zakażenia. Szczególnie interesują nas mechanizmy adhezji, tworzenia biofilmu, modulowania układu hemostazy oraz ucieczki przed odpowiedzią immunologiczną.
Łączymy mikrobiologię molekularną, biochemię, immunologię, analizę danych klinicznych i genomikę patogenów z modelami in vitro, ex vivo i badaniami przedklinicznymi. Analizując kliniczne izolaty S. aureus i powiązane z nimi dane pacjentów, poszukujemy molekularnych markerów ryzyka ciężkiego przebiegu zakażeń oraz mechanizmów odpowiedzialnych za rozwój powikłań.
Istotną częścią naszej działalności są badania translacyjne. Rozwijamy nowe strategie terapeutyczne ukierunkowane nie tylko na eliminację bakterii, lecz również na neutralizację czynników zjadliwości, zaburzanie interakcji bakteria–gospodarz, ograniczanie powstawania biofilmu oraz wspomaganie odpowiedzi immunologicznej. Badamy m.in. przeciwciała neutralizujące, inhibitory koagulaz, strategie przeciwbiofilmowe oraz enzybiotyki.
Nasze projekty realizujemy we współpracy z partnerami klinicznymi i naukowymi w Polsce i za granicą, integrując badania podstawowe z ich potencjalnym zastosowaniem diagnostycznym i terapeutycznym.
Główne kierunki badań:
Program badawczy Laboratorium koncentruje się na kilku wzajemnie powiązanych zagadnieniach: analizie interakcji gospodarz–patogen podczas bakteriemii S. aureus; identyfikacji mechanizmów ucieczki immunologicznej i ochronnej odpowiedzi przeciwciał; genomice populacyjnej i genetycznych determinantach zjadliwości; roli stafylokoagulazy, stafylokinazy i układu hemostazy gospodarza w rozwoju zakażenia; a także biologii biofilmu i nowych strategiach leczenia zakażeń przewlekłych, w tym zakażonych ran.
Szczególnym obszarem zainteresowania jest integracja danych genomowych, fenotypowych, immunologicznych i klinicznych. Takie podejście pozwala badać, dlaczego zakażenia wywołane przez pozornie podobne szczepy S. aureus mogą prowadzić do bardzo różnych manifestacji klinicznych oraz które cechy patogenu mogą stanowić biomarkery ryzyka lub cele dla nowych terapii.
Działalność badawcza:
Zespół realizuje następujące projekty badawcze:
- SONATA BIS 15, NCN – 2025/58/E/NZ6/00489
„Rozszyfrowanie interakcji gospodarz–patogen w bakteriemii Staphylococcus aureus w kontekście mechanizmów ucieczki immunologicznej”
Projekt koncentruje się na kompleksowej analizie zależności między właściwościami klinicznych izolatów S. aureus, odpowiedzią immunologiczną gospodarza i przebiegiem bakteriemii. Celem jest identyfikacja mechanizmów ucieczki immunologicznej, markerów ryzyka ciężkiego przebiegu zakażenia oraz potencjalnych celów dla immunoterapii.
Rola: kierownik projektu / PI. - Transmed I, ABM – 2024/ABM/08/00049
„Personalized antibacterial therapy of chronic wounds: preclinical evaluation of specific enzybiotic to improve wound healing outcomes”
Projekt dotyczy przedklinicznej oceny nowej, ukierunkowanej terapii przeciwbakteryjnej zakażonych ran przewlekłych. Badania obejmują analizę aktywności enzybiotyku wobec klinicznych izolatów gronkowców, ze szczególnym uwzględnieniem biofilmu i warunków odzwierciedlających środowisko zakażonej rany.
Rola: partner konsorcjum; kierowanie pracami po stronie Uniwersytetu Warszawskiego. - OPUS 25, NCN – 2023/49/B/NZ6/04253
„Centralna rola ludzkiego systemu hemostazy w powstawaniu biofilmów gronkowca złocistego”
Celem projektu jest poznanie mechanizmów, dzięki którym S. aureus wykorzystuje składniki ludzkiego układu hemostazy do tworzenia wyspecjalizowanej macierzy biofilmu. Badania mają umożliwić lepsze zrozumienie biologii biofilmów powstających w organizmie gospodarza oraz wskazać nowe strategie ich zwalczania.
Rola: partner konsorcjum; kierowanie zadaniami badawczymi. - OPUS 24, NCN – 2022/47/B/NZ6/03379
„Razem czy osobno? Znaczenie wzajemnych oddziaływań stafylokoagulazy i stafylokinazy w rozwoju zakażeń gronkowca złocistego”
Projekt bada, w jaki sposób S. aureus kontroluje tworzenie i degradację fibryny podczas zakażenia poprzez aktywność stafylokoagulazy i stafylokinazy. Celem jest określenie znaczenia równowagi między procesami prokoagulacyjnymi i fibrynolitycznymi dla rozwoju infekcji i interakcji bakterii z gospodarzem.
Rola: lider konsorcjum / kierownik projektu po stronie UW. - SONATA 14, NCN – 2018/31/D/NZ6/02648 – projekt zakończony
„Identyfikacja kluczowych determinantów genetycznych Staphylococcus aureus związanych z rozwojem zakażeń krwi”
Projekt łączył genomikę patogenów, szczegółowe fenotypowanie izolatów klinicznych oraz analizę danych pacjentów w celu identyfikacji bakteryjnych cech wpływających na przebieg bakteriemii. Wyniki tych badań przyczyniły się m.in. do wykazania związku między genetycznie uwarunkowanymi właściwościami adhezyjnymi S. aureus a zjadliwością i obrazem klinicznym zakażenia.
Współpraca badawcza:
Badania Laboratorium są prowadzone w ramach szerokiej sieci współpracy krajowej i międzynarodowej, obejmującej genomikę patogenów, immunologię, biologię strukturalną, modele zakażeń, rozwój przeciwciał oraz badania kliniczne.
Do naszych partnerów należą m.in. Institute of Biomedicine of Valencia (CSIC), University of Birmingham, Technische Universität Braunschweig, St. Jude Children’s Research Hospital oraz London School of Hygiene and Tropical Medicine, a w Polsce Uniwersytet Jagielloński, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Śląski Uniwersytet Medyczny, Instytut Chemii Fizycznej PAN oraz Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN.
Wśród współpracujących naukowców znajdują się m.in. Francesc Coll, Joan Geoghegan, Federico Bertoglio, Michael Hust, Jakub Kwieciński, Elżbieta Jagielska, Izabela Sabała, Karol Makuch, Monika Budnik, Halina Marchel, Jan Pluta i Janusz Trzebicki.
Współpraca ta umożliwia prowadzenie badań na styku nauk podstawowych i medycyny oraz rozwijanie wyników w kierunku nowych biomarkerów, przeciwciał, inhibitorów czynników zjadliwości i innych strategii terapeutycznych.
Badaczka wiodąca:
Dr hab. Marta Zapotoczna jest mikrobiolożką i biotechnolożką specjalizującą się w biologii zakażeń, chorobotwórczości Staphylococcus aureus oraz interakcjach bakteria–gospodarz. Jej badania koncentrują się na molekularnych i genetycznych determinantach zjadliwości, mechanizmach adhezji i tworzenia biofilmu, interakcjach bakterii z układem hemostazy oraz mechanizmach ucieczki immunologicznej.
Stopień doktora w zakresie genetyki i mikrobiologii uzyskała w 2013 r. w Trinity College Dublin, gdzie prowadziła badania pod kierunkiem prof. Timothy’ego J. Fostera. Stopień doktora habilitowanego uzyskała w 2024 r. na Uniwersytecie Warszawskim.
Doświadczenie naukowe zdobywała w Polsce, Irlandii i Wielkiej Brytanii, pracując m.in. w Trinity College Dublin, Royal College of Surgeons in Ireland, London School of Hygiene and Tropical Medicine oraz Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Od 2019 r. jest związana z Uniwersytetem Warszawskim, a od 2023 r. z Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW, gdzie rozwija niezależny program badawczy w obszarze biologii zakażeń. Za osiągnięcia naukowe w 2022 r. została wyróżniona Nagrodą Rektora Uniwersytetu Warszawskiego.
Jest autorką i współautorką publikacji w czasopismach takich jak Nature Communications, mBio, PLOS Pathogens, Journal of Infectious Diseases, Journal of Antimicrobial Chemotherapy, Antimicrobial Agents and Chemotherapy oraz Environmental Microbiology. W 2026 r. jako autorka korespondencyjna opublikowała w Nature Communications pracę „Genetic determinants of Staphylococcus aureus adhesion shape virulence trade-offs in bacteremia”, będącą wynikiem programu badawczego łączącego genomikę klinicznych izolatów S. aureus, ich fenotypowanie oraz analizę danych pacjentów.
Dr hab. Zapotoczna kieruje i koordynuje interdyscyplinarne projekty finansowane m.in. przez Narodowe Centrum Nauki i Agencję Badań Medycznych. Jej zespół tworzą naukowcy, doktoranci i studenci realizujący projekty z pogranicza mikrobiologii, genomiki, biochemii, immunologii i medycyny translacyjnej. Jest również aktywna jako recenzentka publikacji naukowych, rozpraw doktorskich i wniosków grantowych, w tym dla międzynarodowych agencji finansujących badania.
W latach 2022 – 2026 r. przewodniczyła Warszawskiemu Oddziałowi Polskiego Towarzystwa Mikrobiologów. Jest inicjatorką i przewodniczącą komitetu organizacyjnego międzynarodowego Sympozjum i Konferencji „Advancements of Microbiology: The Role of Microbes in Tackling Threats to Health and Environment”, zorganizowanych w Warszawie w 2025 r. Wydarzenie zgromadziło naukowców z Polski i zagranicy oraz stworzyło platformę wymiany wiedzy i rozwoju międzynarodowej współpracy w obszarze współczesnej mikrobiologii.