Pracownia Stresu Oksydacyjnego

Pracownia Stresu Oksydacyjnego (PSO) specjalizuje się w badaniach z zakresu toksykologii komórkowej i doświadczalnej. Badania prowadzone są w dwóch modelach: in vitro (na wybranych komórkach ssaków) oraz in vivo (na zwierzętach laboratoryjnych - szczurach).

Główny nurt badań związany jest z badaniami z zakresu toksykologii wybranych pierwiastków.

Słowa kluczowe:

pierwiastki, interakcje, toksyczność/mechanizmy toksyczności, biomarkery
komórki, narządy, tkanki
stres oksydacyjny, status mineralny
apoptoza
toksykologia komórkowa/doświadczalna
chemia kliniczna

Stosowane techniki/metody badawcze:

mineralizacja mikrofalowa
absorpcyjna spektrometria atomowa
spektrofotometria UV-Vis
cytometria przepływowa
mikroskopia
potencjometria
technika immunoenzymatyczna (ELISA)

Główne kierunki badań naukowych:

badania nad toksycznością i mechanizmami toksycznego działania wanadu oraz selenu
badania nad interakcjami wanadu z magnezem oraz wanadu z selenem
badania nad możliwością wykorzystania magnezu w ograniczaniu toksycznego działania wanadu i łagodzeniu jego silnych własności pro-oksydacyjnych
poszukiwanie możliwie najczulszych markerów odpowiedzi organizmu na wanad
ocena cytotoksycznego działania wanadu na wybranych komórkach ssaków
ocena wpływu selenu na cytotoksyczne działanie wanadu w hodowli komórek ssaków
ocena wpływu galusanu epigallokatechiny na cytotoksyczne właściwości wanadu w hodowli komórek ssaków

Zakres badań realizowanych w Pracowni

Badania in vivo (model zwierzęcy)

Badania hematologiczne z zastosowaniem analizatora hematologicznego ADVIA2120i (Software weterynaryjny: 21 gatunków/podgatunków):

Morfologia krwi: CBC/6-DIFF/RET
MCVr, RDWr, CHr, MCHCr, CHDWr
Ocena dojrzałości RET (IFR-L, IRF-M, IFR-H)
Pomiar odsetka procentowego krwinek hypo-i hyperchromicznych RBC (%HYPO, %HYPER)
Pomiar odsetka procentowego mikrocytów i makrocytów (%MICRO, %MACRO)

Ocena stężenia/aktywności wybranych parametrów chemii klinicznej w osoczu krwi (surowicy)/tkankach/moczu (oznaczenia z zastosowaniem analizatora biochemicznego BS-120):

TP, ALB, kwas moczowy, mocznik, kreatynina
TIBC, BILI Direct, BILI Total, GLU
ALP, ALT, AST, LDH, GGT, AMY, CK, CK-MB
CHOL, LDL-C, HDL-C, TG
Fe, Mg, Ca, P

Ocena stężenia/aktywności wybranych parametrów chemii klinicznej/markerów anemii i nefrotoksyczności w osoczu krwi (surowicy)/tkankach/moczu (oznaczenia z zastosowaniem analizatora biochemicznego XL-640):

Tf , FER

CRP, homocysteina
CysC, ACP, beta2-mikroglobulina, cholinoesteraza

Ocena stężenia wybranych elektrolitów w osoczu krwi (surowicy)/moczu (oznaczenia z zastosowaniem analizatora jonoselektywnego EasyLyte Na/K/Cl):

Badanie ogólne moczu testem paskowym z zastosowaniem czytnika pasków moczowych Laura Smart:

Białko, glukoza, urobilinogen, bilirubina, azotyny, ketony, krew, leukocyty, SG, pH
Mikroalbuminuria

Ocena stężenia/aktywności wybranych markerów w osoczu krwi (surowicy)/tkankach/wydalinach (oznaczenia techniką immunoenzymatyczną - ELISA z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2 oraz płuczki i wytrząsarki mikropłytkowej)

markerów stresu oksydacyjnego
markerów nefrotoksyczności
markerów anemii
markerów stanu zapalnego
transporterów metali

Ocena stężenia/zawartości wybranych pierwiastków w pełnej krwi/osoczu krwi (surowicy)/RBC/tkankach/wydalinach (oznaczenia metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej techniką F-AAS / ET-AAS z zastosowaniem spektrometru absorpcji atomowej Z-2000 w wersji TANDEM)

Mg, Ca, Na, K, Fe, Cu, Zn, Cr, V

Mineralizacja mikrofalowa materiału biologicznego z zastosowaniem 12-stanowiskowego ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego Speedwave Four

Badania in vitro (na wybranych hodowlach komórkowych ssaków)

Ocena cytotoksyczności

Test z resazuryną/test MTT (ocena aktywności mitochondriów), oznaczenia z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Test pochłaniania czerwieni obojętnej określający integralność błon lizosomalnych, oznaczenia z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Test z błękitem trypanu oceniający integralność błony komórkowej
Test z sulforodaminą B określający całkowitą zawartość białka w komórce, oznaczenia z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2

Identyfikacja apoptozy

Barwienie oranżem akrydyny i bromkiem etydyny (analiza morfologii i zliczanie wybarwionych komórek w mikroskopie fluorescencyjnym)
Test oceniający uszkodzenie błon mitochondriów: uwalnianie cytochromu c (oznaczenia techniką ELISA z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2 z płuczką i wytrząsarką mikropłytkową)
Oznaczanie wybranych markerów apoptozy (Bcl-2, Bax, p53) techniką ELISA z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2 z płuczką i wytrząsarką mikropłytkową
Oznaczanie aktywności enzymatycznej kaspazy-3 z wykorzystaniem fluorogenicznego substratu Ac-DEVD-AMC (acetyl-Asp-Glu-Val-Asp-7-amido-4-metyl-coumarin) dla kaspazy 3 z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Identyfikacja ilościowa komórek apoptotycznych metodą cytometrii przepływowej z zastosowaniem cytometru przepływowego MACSQuant Analyzer 10

Badanie stresu oksydacyjnego

Oznaczanie stężenia H₂O₂ metodą kolorymetryczną i fluorymetryczną z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Oznaczanie glutationu całkowitego metodą kolorymetryczną z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Oznaczanie aktywności wybranych enzymów antyoksydacyjnych metodą kolorymetryczną z zastosowaniem czytnika mikropłytek Synergy 2
Test z dwuoctanem dwuchlorofluoresceiny w pomiarach fluorymetryczych przy zastosowaniu czytnika mikropłytek Synergy 2

Inne

Ocena morfologii komórek przy użyciu mikroskopu z kontrastem fazowym
Wyznaczanie wartości IC50 w programie GraphPad Prism

Współpraca:

Katedra Chorób Cywilizacyjnych i Medycyny Regeneracyjnej, Kolegium Medyczne, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania z siedzibą w Rzeszowie
Klinika Hematoonkologii i Transplantacji Szpiku UM w Lublinie
Uniwersytet Medyczny w Lublinie
1 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką SPZOZ w Lublinie
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Instytut Nauk Biologicznych
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

Realizowane granty/projekty:

Grant pt. "Ocena stężenia/aktywności wybranych markerów stresu oksydacyjnego/enzymów II fazy w wątrobie szczurów otrzymujących wanad oddzielnie oraz w kombinacji z magnezem"- zakończenie grantu październik 2021 r.

*w ramach grantu powstał artykuł pt. „Response of cytoprotective and detoxifying proteins to vanadate and/or magnesium in the rat liver: the Nrf2-Keap1 system”, artykuł został wysłany do czasopisma: Oxid Med Cell Longev

Wybrane publikacje

Ścibior A., Kurus J. 2019. Vanadium and oxidative stress markers - in vivo model: a review. Curr. Med. Chem., 26: 5456-5500.
Ścibior A., Adamczyk A., Gołębiowska D., Kurus J. 2018. Evaluation of lipid peroxidation and the level of some elements in rat erythrocytes during separate and combined vanadium and magnesium administration. Chem. Biol. Interact., 293: 1-10
Ścibior A., Gołębiowska D., Adamczyk A., Kurus J., Staniszewska M., Sadok I. 2018. Evaluation of lipid peroxidation and antioxidant defense mechanisms in the bone of rats in conditions of separate and combined administration of vanadium (V) and magnesium (Mg). Chem. Biol. Interact., 284: 112-125.
Ścibior A. 2016. Vanadium (V) and magnesium (Mg) - In vivo interactions: A review. Chem. Biol. Interact., 258: 214-233.
Ścibior A., Adamczyk A., Mroczka, R., Niedźwiecka I., Gołębiowska D., Fornal E. 2014. Effects of vanadium (V) and magnesium (Mg) on rat bone tissue: bone mineral status and micromorphology. Consequences of V-Mg interactions. Metallomics, 6: 2260-2278.
Ścibior A., Adamczyk A., Gołębiowska D., Niedźwiecka I., Fornal E. 2014. The influence of combined magnesium and vanadate administration on the level of some elements in rats’ tissues: V-Mg interactions and the role of iron essential protein DMT-1 in the mechanism underlying altered tissues iron level. Metallomics, 6: 907-920.
Ścibior A., Gołębiowska D., Adamczyk A., Niedźwiecka I., Fornal E. 2014. The renal effects of vanadate exposure: potential biomarkers and oxidative stress as a mechanism of functional renal disorders – preliminary studies. BioMed Res. Int., Special Issue: Prooxidant Mechanisms in Toxicology (POMT), vol. 2014, 1-15.
Ścibior A., Gołębiowska D., Niedźwiecka I. 2013. Magnesium can protect against vanadium-induced lipid peroxidation in the hepatic tissue. Oxid. Med. Cell. Longev., Special Issue: Lipid Peroxidation Products in Human Health and Disease (LPPHHD), vol. 2013, 1-11.
Ścibior A., Adamczyk A., Gołębiowska D., Niedźwiecka I. 2012. Effect of 12-week vanadate and magnesium co-administration on chosen haematological parameters as well as on some indices of iron and copper metabolism and biomarkers of oxidative stress in rats. Environ. Toxicol. Pharmacol., 34: 235-252.
Zwolak I. 2020. The role of selenium in arsenic and cadmium toxicity: an updated review of scientific literature. Biol. Trace Elem. Res., 193: 44-63.
Zwolak I. 2020. Protective effects of dietary antioxidants against vanadium-induced toxicity: a review. Oxid. Med. Cell. Longev., 2020: 1490316.
Zwolak I, Gołębiowska D. 2018. Protective activity of pyruvate against vanadium-dependent cytotoxicity in Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells. Toxicol. Ind. Health, 34:283-292.
Zwolak I. 2016. Comparison of three different cell viability assays for evaluation of vanadyl sulphate cytotoxicity in a Chinese hamster ovary K1 cell line. Toxicol. Ind. Health, 32:1013-25.
Zwolak I. 2015. Increased cytotoxicity of vanadium to CHO-K1 cells in the presence of inorganic selenium. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 95: 593-598.
Zwolak I. 2015. Comparison of five different in vitro assays for assessment of sodium metavanadate cytotoxicity in Chinese hamster ovary cells (CHO-K1 line). Toxicol. Ind. Health, 31: 677-690.

Wydania specjalne czasopism naukowych

"Vanadium Toxicological Potential versus Its Pharmacological Activity: New Developments and Research", Oxidative Medicine and Cellular Longevity [IF_2017-2018 - 4.936]

http://www.hindawi.com/journals/omcl/si/145707/cfp/

Aparatura, którą dysponuje Pracownia:

Aparatura do mineralizacji materiału biologicznego i analizy ilościowej wybranych pierwiastków:

ciśnieniowy mineralizator mikrofalowy z 12-stanowiskowym rotorem i monitoringiem temperatury oraz ciśnienia czujnikiem bezkontaktowym w każdym naczyniu z możliwością obserwacji przebiegu i odczytu (Berghof), model: Speedwave Four
spektrometr absorpcji atomowej z dwoma atomizerami (atomizacja płomieniowa / atomizacja elektrotermiczna w kuwecie) (Hitachi), model: Z-2000 w wersji TANDEM

Aparatura do badań z zakresu chemii klinicznej / do badania ogólnego moczu:

automatyczny analizator jonoselektywny (Medica), model: EasyLyte Na/K/Cl
automatyczny analizator biochemiczny (Mindray), model: BS-120
automatyczny analizator biochemiczny z wyposażeniem (ERBA Diagnostics Mannheim GmbH), model: XL640
czytnik pasków do analizy moczu (ERBA Lachema), model: Laura Smart

Aparatura do badań hematologicznych / zliczania komórek szpiku kostnego:

analizator hematologiczny z oprogramowaniem weterynaryjnym (Siemens), model: ADVIA 2120i
sumator do szpiku z wyposażeniem, model: SH 12/24

Aparatura do oznaczeń z zastosowaniem testów immunoenzymatycznych (ELISA):

wielodetekcyjny czytnik mikropłytek (BioTek) umożliwiający pomiar absorbancji, fluorescencji, luminescencji i fluorescencji polaryzacyjnej, model: Synergy 2
płuczka mikropłytkowa (BioTek), model: Elx50
wytrząsarka mikropłytkowa z termostatem (Elmi Laboratory Equipment), model: DTS-4

Aparatura do badań metodą cytometrii przepływowej:

cytometr przepływowy (Miltenyi Biotec), model: MACSQuant Analyzer 10

Aparatura do badań in vitro:

inkubator CO₂ z komorą z litej miedzi (Thermo Fisher Scientific), model: HERAcell 150i Cu
komora laminarna (Thermo Electron LED GmbH), model: HERAsafe KS 12
badawczy mikroskop odwrócony (Olympus), model: Olympus IX73 z oprogramowaniem do analizy obrazu - CellSens Dimension

Inne:

dwuwiązkowy spektrofotometr UV-VIS (Hitachi), model: U-2900, z przystawką termostatującą (Hitachi), model: 2J1-0104 i termostatem cyrkulacyjnym (Julabo), model: ED-5

8. Sprzęt pomocniczy:

homogenizator ultradźwiękowy (Hielscher Ultrasonics GmbH), model: UP 50H
homogenizator mechaniczny z końcówką do homogenizacji kości (PRO Scientific Inc.), model: BioGen PRO200
waga analityczna (Radwag), model: XA 100 3Y.A
wagi precyzyjne (Radwag), modele: PS 210 R.2 i PS 2500 3.Y
wirówka z chłodzeniem (Thermo Fisher Scientific), model: Heraeus Megafuge 11R wyposażona w rotor kątowy, rotor mikrolitrowy hermetyczny i rotor do płytek mikrotitracyjnych
system oczyszczania wody (Hydrolab), model: HLP Spring 5R
termostat cyrkulacyjny (Thermo Fisher Scientific), model: Haake DC10-P5/U
zamrażarka głębokiego mrożenia (Thermo Fisher Scientific) z wyposażeniem do organizacji i przechowywania materiału biologicznego, model: HFU 486 Basic
chłodziarko-zamrażarka laboratoryjna (Liebherr), model: LCv 4010
suszarka laboratoryjna (SlavisLab), model: TC240
łaźnia wodna z wytrząsarką (Memmert), model: WNB 14, SV1422
łaźnia olejowa (Memmert), model: ONE 45
dejonizator (Labopol), model: Polwater DL-100 V717
destylator, model: DEM-20

Autor: Emil Zięba
Ostatnia aktualizacja: 26.10.2023, godz. 14:27 - Rafał Łopucki

Wydział Nauk Ścisłych i Nauk o Zdrowiu

Pracownia Stresu Oksydacyjnego

Zespół PSO