Laboratorium Biologii Zakażeń
O grupie
Nasze badania skupiają się na zdefiniowaniu czynników bakteryjnych leżących u podstaw sukcesu gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) jako ludzkiego patogenu. Interesuje nas wyjaśnienie mechanizmów wykorzystywanych przez tę bakterię w oddziaływaniach z białkami, komórkami i tkankami gospodarza prowadzących do rozwoju niebezpiecznych dla zdrowia i życia zakażeń oraz ich powikłań. Wykorzystujemy techniki molekularne oraz modele in vitro i ex vivo aby scharakteryzować te oddziaływania. Posługujemy się też kolekcjami izolatów klinicznych i towarzyszącymi im danymi pacjentów, aby ocenić znaczenie tych zidentyfikowanych cech bakteryjnych u zakażonych pacjentów. Naszą ambicją jest identyfikacja nowych celów leczenia i zapobiegania infekcjom bakteryjnym.
Działalność badawcza
Aktualnie realizujemy projekty, których celem jest scharakteryzowanie znaczenia gronkowca złocistego w rozwoju zakażeń, w tym:
(i) SONATA14, Narodowe Centrum Nauki, Nr rej. 2018/31/D/NZ6/02648, Tytuł: Identyfikacja kluczowych determinantów genetycznych Staphylococcus aureus związanych z rozwojem zakażeń krwi.
Celem projektu jest identyfikacja elementów genetycznych S. aureus związanych z rozwojem zakażeń krwi. Ze względu na złożoność zjadliwości gronkowców i różnorodność genetyczną izolatów klinicznych zrozumienie ich znaczenia wymaga reprezentatywnego gromadzenia izolatów klinicznych wraz z powiązanymi szczegółowymi metadanymi pacjenta (np. informacjami o stanie nosicielstwa, pochodzeniu zakażenia, markerach krwi lub informacjach o powikłaniach). Informacje te wykorzystujemy do oceny potencjału chorobotwóczego izolatów. Po pierwsze, charakteryzujemy fenotypowo każdy szczep bakteryjny, aby określić ilościowo jego potencjał zjadliwości, np. zdolność bakterii do wzrostu we krwi, wiązania białek ludzkiego osocza, cytotoksyczność lub tworzenie biofilmów. Następnie przeprowadzamy badania asocjacyjne całego genomu (GWAS) genomów bakterii w celu zidentyfikowania sygnatur genetycznych odpowiedzialnych za właściwości szczepu. Dalsze analizy asocjacji sekwencji genomowych i fenotypów tych bakterii z metadanymi zebranymi od pacjentów potwierdzają i odkrywają ich znaczenie kliniczne.
(ii) OPUS24, Narodowe Centrum Nauki, Nr rej. 2022/47/B/NZ6/03379, Tytuł: Razem czy osobno? Znaczenie wzajemnych oddziaływań stafylokoagulazy i stafylokinazy w rozwoju zakażeń gronkowca złocistego.
W tym projekcie odwołujemy się do hipotezy, że S. aureus wykorzystuje różne strategie funkcjonalne do kontrolowania ilości i struktury zdeponowanej fibryny wymaganej do adaptacji do określonej niszy podczas infekcji inwazyjnych. Charakteryzujemy i porównujemy te strategie funkcjonalne pod względem poszczególnych i połączonych ról oraz ilości stafylokinaz, a także koagulaz; Coa i vWbp do rozwoju choroby przy użyciu najbardziej odpowiednich modeli in vivo zapalenia płuc, infekcyjnego zapalenia wsierdzia i przewlekłego zakażenia ran u myszy humanizowanych pod kątem plazminogenu (ponieważ Sak jest specyficzny wyłącznie dla ludzkiego plazminogenu). Do badania wykorzystano klinicznie istotne izolaty S. aureus reprezentujące różne strategie funkcjonalne oraz ich izogeniczne mutanty delecyjne, pozbawione odpowiednich genów.
(iii) OPUS25, Narodowe Centrum Nauki, Nr rej. 2023/49/B/NZ6/04253, Tytuł: Centralna rola ludzkiego systemu hemostazy w powstawaniu biofilmów gronkowca złocistego.
W tym projekcie badamy unikalne cechy biofilmów S. aureus zawierających fibrynę i wyjaśniamy mechanizmy stojące za tymi odrębnymi typami tworzenia biofilmu. Łącząc najnowocześniejszą mikroskopię laboratoryjnych biofilmów, analizy biofizyczne mechaniki biofilmu, spostrzeżenia z biologii molekularnej i analizę paneli mutantów S. aureus, genotypowanie i fenotypowanie na dużą skalę izolatów klinicznych S. aureus pochodzących z infekcji u ludzi oraz analizując próbki biofilmu z modeli infekcji myszy i pacjentów, osiągniemy trzy cele: (i) scharakteryzujemy odmienne właściwości strukturalne i mechaniczne tych biofilmów, (ii) zidentyfikujemy mechanizmy regulacyjne kontrolujące ich rozwój, oraz (iii) wyjaśnimy oddziaływania S. aureus z komórkami gospodarza (fagocytami i płytkami krwi) w kontekście biofilmów zawierających fibrynę. Projekt ten, realizowany we współpracy pomiędzy Uniwersytetem Jagiellońskim i Uniwersytetem Warszawskim, w ramach pierwszej interdyscyplinarnej i międzyuczelnianej grupy badawczej dedykowanej chorobotwórczości S. aureus w Polsce.
Współpraca badawcza
Dr Francesc Coll, London School of Hygiene and Tropical Medicine, UK
Dr Jakub Kwieciński, Wydział Biologii, Biochemii i Biofizyki, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Dr Karol Makuch, Instytut Chemii Fizycznej PAN w Warszawie
Prof. Joan Geoghegan, University of Birmingham, UK
Dr hab. Monika Budnik, dr Halina Marchel, dr Jan Pluta, dr hab. Janusz Trzebicki, Warszawski Uniwersytet Medyczny
Dr Katarzyna Holcman, Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Dr Magdalena Mizia-Szubryt, Dr Adrianna Berger-Kucza, Prof. dr hab. Katarzyna Mizia-Stec, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Dr Elżbieta Jagielska, dr hab. Izabela Sabała, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. Mossakowskiego w Warszawie
Kierownik Zespołu
Dr Marta Zapotoczna jest absolwentką biotechnologii Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, gdzie realizowała prace dyplomowe pod opieką Pani Prof. Zofii Piotrowskiej-Seget. Pracę magisterską wykonała w Universitat Bayreuth w Niemczech pod opieką Pana Prof. Wolfganga Schumanna. Doktorat z genetyki i mikrobiologii obroniła na Trinity College Dublin w Irlandii pod opieką Pana Prof. Timothy J Foster’a.
Dr Zapotoczna pracowała w Jednostkach akademickich w Irlandii (Trinity College Dublin, Royal College of Surgeons in Ireland), Wielkiej Brytanii (London School of Hygiene and Tropical Medicine) i Polsce (Instytut Chemii Fizycznej PAN). Od 2020 roku Dr Zapotoczna jest zatrudniona na Uniwersytecie Warszawskim, gdzie kieruje projektami obejmującymi badania podstawowe finansowane przez Narodowe Centrum Nauki.
Od 2023 r. jest przewodniczącą oddziału terenowego Polskiego Towarzystwa Mikrobiologów w Warszawie (microbiology.pl). W 2023 roku otrzymała wyróżnienie Rektora za osiągnięcia naukowe.