wniosek o doposażenie istniejącej jednostki - Śląska BIO

wniosek o doposażenie istniejącej jednostki - Śląska BIO

BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
WNIOSEK O DOPOSAŻENIE ISTNIEJĄCEJ JEDNOSTKI
1. Rodzaj rozbudowanej jednostki
Laboratorium
2. Nazwa jednostki
Laboratorium Mikroskopii Elektronowej i Immunobiologii Molekularnej
3. Właściciel jednostki
Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
4. Lokalizacja jednostki
Wydział Lekarski z Oddziałem Lekarsko-Dentystycznym w Zabrzu
Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
ul. H. Jordana 19, Zabrze-Rokitnica
5. Jednostka będzie wspomagać realizowanie prac z zakresu
Biotechnologii
6. Osoba odpowiedzialna za funkcjonowanie istniejącej jednostki
prof. dr hab. n. med. Wojciech Król
dr hab. n. med. Romuald Wojnicz
7. Osoba odpowiedzialna merytorycznie za treść wniosku
dr hab. n. med. Romuald Wojnicz
Katedra i Zakład Histologii i Embriologii w Zabrzu
Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
ul. Jordana 19, 41-808 Zabrze
tel.: 032 272 28 42
fax: 032 272 28 67
tel. kom.; 501 009 664
E-mail: [email protected], [email protected]
www: http://histologiazab.sum.edu.pl
8. Zakres zadań realizowanych przez jednostkę
a. Badania metodami histochemicznymi narządów i tkanek w stanach fizjologii i
patologii z zastosowaniem klasycznej mikroskopii świetlnej,
b. Badania metodami immunohistochemicznymi narządów i tkanek w stanach
fizjologii i patologii z zastosowaniem mikroskopii świetlnej oraz mikroskopii
fluorescencyjnej,
c. Analiza subkomórkowa materiałów biologicznych z wykorzystaniem
transmisyjnej mikroskopii elektronowej,
d. Badania immunoenzymatyczne (ELISA) osocza i surowicy w stanach
fizjologii i patologii
e. Badania z wykorzystaniem techniki in situ hybridization (w toku
wprowadzania)
f. Realizowany projekt badawczy “Wpływ efektu ochronnego preconditioningu ,
małych dawek TNF-alfa i niedokrwienia przerywanego krótkim okresem
reperfuzji na strukturę i wybrane funkcje wątroby szczura
w przebiegu
zespołu niedokrwienno-reperfuzyjnego”.
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
g. Badania wpływu środowiska na układ odpornościowy człowieka
h. Izolacja i analiza drobnoustrojów w stanach patologii człowieka, oraz
wytwarzanie autoszczepionek
i. Poszukiwanie substancji naturalnych i syntetycznych o działaniu
przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym
j. Badania potencjalnych substancji immunomodulujących pochodzenia
naturalnego i syntetycznego.
k. Badania funkcji neutrofili i makrofagów
l. Badania mechanizmów nekrozy i apoptozy w komórkach nowotworowych po
zastosowaniu substancji przeciwnowotworowych i/lub terapii fotodynamicznej
m. Analiza cytokin oraz ekspresja genów cytokin w badaniach in vitro komórek
ludzkich, zwierzęcych oraz pochodzących z hodowli ciągłej
n. Ocena czynników mikrobiologicznych i immunologicznych w chorobach
przyzębia
o. Badania z zakresu terapeutycznego monitorowania leków i toksykologii
p. Analiza wpływu węglowodorów aromatycznych i czynników toksycznych
powstających w trakcie termicznej obróbki żywności na struktury i metabolizm
komórki
q. Wykrywanie polimorfizmu, mutacji i uszkodzeń DNA wywołanych czynnikami
endogennymi i środowiskowymi
r. Badanie molekularnych mechanizmów oporności wielolekowych
s. Genetyczna identyfikacja szczepów bakteryjnych oraz wykrywanie obecności
wirusów
9. Aktualny stan posiadania jednostki
a. Mikroskop elektronowy transmisyjny Jeol 1200 EX
b. Nowej generacji badawczy mikroskop świetlny NIKON 80i z systemem
cyfrowej rejestracji obrazu
c. Mikroskop z odwróconą optyką (NIKON)
d. Mikroskop fluorescencyjny
e. Nowej generacji mikrotomy rotacyjne Leica (2 sztuki)
f. Nowej generacji mikrotom mrożeniowy (kriostat) firmy Shandon
g. Ultramikrotomy Leica
h. Ultrastainer Leica
i. Trymarki, Knifemaker, i inne
j. Systemy przechowywania tkanek (zamrażarka niskotemperaturowa oraz
zamrażarki na ciekły azot
k. Liczniki promieniowania β i γ (LKB Wallac 1217, LKB Wallac 1275),
harwester do pracy na znakowanych izotopami komórkach firmy Skatron
l. Pracownia bakteriologiczna z wyposażeniem do izolacji i badania
drobnoustrojów
m. Sprzęt do hodowli i badania komórek in vitro: inkubatory CO2, szafy
laminarne, mikroskopy, wirówki.
n. Luminometr do pomiarów chemiluminescencji
o. Mikroskop odwrócony firmy Olympus IX-51 do badania komórek w świetle
widzialnym oraz do badań fluorescencyjnych z cyfrową analizą obrazu z
oprogramowaniem Cell-F
p. Zamrażarka niskotemperaturowa (-80oC)
q. Zestaw do pomiarów ELISA (czytnik mikropłytek Lx-800, płuczka,
wytrząsarka, oprogramowanie do sterownia i pomiarowe) firmy Biotek
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
r.
s.
t.
u.
v.
Pracownia biologii molekularnej z wyposażeniem
Termocyklery
7300 PCR real time system
Homogenizator do tkanek
System analizy żeli Biovision
10. Dotychczasowe osiągnięcia uzyskane w wyniku badań prowadzonych w
istniejącej jednostce (proszę podać nie więcej niż 10 najważniejszych
osiągnięć)
Jednostkę tworzą pracownie zlokalizowane w Katedrach Histologii i Embriologii,
Mikrobiologii i Immunologii oraz Ogólnej Biologii Lekarskiej SUM.
Katedra Mikrobiologii i Immunologii od wielu lat prowadzi badania mikrobiologiczne i
immunologiczne. Prace powstałe dotyczyły między innymi wpływu czynników
środowiskowych na parametry układu odpornościowego oraz substancji
immunomodulujących pochodzenia naturalnego i syntetycznego. Ponadto
prowadzono badania układu odpornościowego w chorobie alkoholowej oraz w
stresie. Początkowo prowadzone prace wirusologiczne zapoczątkowały hodowle
komórek in vitro. Obecnie Pracownia Hodowli Komórek spełnia wymogi stawiane
tego typu pracowniom na świecie i zabezpiecza komórki do prowadzonych badań
naukowych i diagnostycznych. Prowadzone badania wykonywano we współpracy z
klinikami macierzystej uczelni oraz z zakładami innych uczelni krajowych i
zagranicznych.
Między innymi prowadzono wspólne badania z University of Bath (dr M. Threadgill),
The Hebrew University (prof. J.Shani), Politechniką Śląską (prof. J.Suwiński, prof.
J.Maślińska-Solich, prof.K.Walczak), Politechniką Rzeszowską (prof. M.Kopacz, dr
J.Pusz), oraz z Collegium Medicum UJ (dr hab. H.Marona).
Katedra Ogólnej Biologii Lekarskiej prowadzi badania nad wykrywaniem DNA
czynników patogennych przenoszonych przez kleszcze, uszkodzeniami DNA pod
wpływem czynników środowiskowych oraz w chorobach nowotworowych. Wdrożone
zostały metody wykrywania zmian epigenetycznych w tkance zmienionej
nowotworowo. W trakcie przygotowania są metody ilościowej oceny ekspresji
genów.
Katedra Histologii i Embriologii oraz będąca w jej składzie Pracownia Mikroskopii
Elektronowej współpracuje z wieloma ośrodkami naukowo-badawczymi w regionie.
Zrealizowano wiele wspólnych projektów badawczych, np.: „Wpływ zagrożenia
toksykologicznego i elektro-magnetycznego na choroby układu krążenia”,
finansowany przez NFOŚiGW w Katowicach, zrealizowany w latach 1996-1998, z
udziałem następujących wykonawców:
Śląska Akademia Medyczna w Katowicach: Zakład Mikroskopii Elektronowej, prof. H.
Grzybek;
Wojewódzki Ośrodek Kardiologii: Pracownia Mikroskopii Elektronowej, dr hab. R.
Wojnicz (kierownik projektu);
Politechnika Śląska, Katedra Nauki o Materiałach, prof. A. Maciejny, prof. J.
Łaskawiec;
Politechnika Śląska, Instytut Metaloznawstwa, prof. J. Marciniak
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
11. Zakupy wyposażenia jednostki finansowane ze środków projektu
Rodzaj aparatury
Mikroskop elektronowy TecnaiTM G2 Spirit
BioTWIN
− baza TEM
− tomografia TEM
− technika EDS
− technika Cryo TEM & Low Dose
− Vitrobot
− Szkolenia aplikacyjne
Ultramikrotom mrożeniowy Leica EM FC6
Urządzenie do automatycznego
kontrastowania złotem koloidalnym Leica
EM IGL
Urządzenie do zamrażania tkanek do
mikroskopii elektronowej Leica EM AFS2
Mikroskop z odwróconą optyką OLYMPUS
IX81
Sorter komórek-FACS Aria Sortering
System wyposażony w 3 lasery
Wielofunkcyjny czytnik mikropłytkowy
Mithras LB 940 (Berthold Technologies) do
pomiarów luminescencji, fluorescencji,
fluorescencji z polaryzacją oraz
absorbancji
Zestaw do elektroforezy w zmiennym polu
elektrycznym (PFGE) CHEF-DR III
CHILLER SYSTEM
Sekwenator kapilarny AB 3130 z
amplifikatorem genowym PCR 9700
(Applied Biosystems)
Koszt jedn.
netto (zł)
VAT (zł)
Liczba sztuk
Planowana data
zakupu
Koszt ogólny (zł)
Czas realizacji – 6
miesięcy
2.089.159,84
297.409,84
488.400,00
355.050,00
251.550,00
459.615,16
65.430,16
107.448,00
78.111,00
55.341,00
1
1
1
1
1
374.583,61
68.054,92
82.408,39
14.972,08
1
1
Czas realizacji – 14 tyg
Czas realizacji – 14 tyg
2.548.775,00
362.840,00
595.848,00
433.161,00
306.891,00
91.500,00
456.992,00
83.027,00
110.857,38
24.388,62
1
Czas realizacji – 14 tyg
135.246,00
150.132,79
33.029,21
1
Czas realizacji – 6 tyg
183.162,00
1.200.000,00
264.000,00
1
Czas realizacji – 8 tyg.
1.464.000,00
242.400,00
53.328,00
1
Czas realizacji – 8 tyg
295.728,00
62.303,28
13.706,72
1
Czas realizacji – 8 tyg
76.010,00
382.639,34
84.180,66
1
Czas realizacji – 4 tyg
466.820,00
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
Przebudowa adaptacyjna pomieszczeń do
ww. urządzeń badawczych
Suma:
Czas realizacji – 3
miesiące
500.000,00
8.000.000,00
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
12. Sumaryczny koszt realizacji wniosku
8.000.000,00 PLN brutto
13. Średnie roczne koszty eksploatacji wyposażenia planowanego do zakupienia
20.000,00 PLN - sorter
10.000,00 PLN - mikroskop elektronowy
2.000,00 PLN - mikrotom mrożeniowy
3.000,00 PLN – mikroskop świetlny (reversed)
8.000,00 PLN - urządzenie EM IGL
5.000,00 PLN - urządzenie EM AFS2
Suma:
48.000,00 PLN
14. Roczne koszty amortyzacji wyposażenia planowanego do zakupienia
25% w stosunku rocznym każdego z urządzeń zgłoszonych do zakupu, tj.
1.852.125,00 PLN
15. Przewidywane źródła finansowania kosztów eksploatacji i kosztów amortyzacji
Prace własne i statutowe
Projekty badawcze MNiSW
Prace zlecone przez ośrodki naukowo-badawcze
Projekty indywidualne – Polsko-Norweski Fundusz Badań Naukowych
Projekty indywidualne zgłoszone do dofinansowania ze środków UE
16. Nowe możliwości badawcze, które powstają w wyniku realizacji wniosku
(monitorowane wskaźniki produktu)**
Mikroskop Tecnai G2 z wysokokontrastową soczewkę obiektywową BioTWIN wraz z
urządzeniami peryferyjnymi oraz urządzeniami dodatkowymi zgłoszonymi do zakupu
stanowią najwyższy poziom technologiczny związany z badaniami
ultrastrukturalnymi i molekularnymi komórek.
Zakup jednostki centralnej z blokiem wyposażenia peryferyjnego oraz urządzeniami
dodatkowymi stworzy nowe możliwości badawcze związane przede wszystkim z:
− wprowadzeniem nowej metody badawczej zwanej analizą
elektronomikroskopową ultraskrawków mrożeniowych (Cryoelectron
microscopy, CryoEM) którą jest wykorzystywana obecnie jedynie w kilku
ośrodkach w Europie. Metoda pozwala na analizę cząstek białkowych w ich
naturalnym środowisku (z ominięciem krystalizacji). Jest szczególnie przydatna w
ocenie dużych cząstek białkowych lub ich kompleksów. Dzięki zastosowaniu
przeciwciał mono i poliklonalnych znakowanych cząsteczkami złota koloidalnego
o różnej średnicy uzyskano także możliwość wykrywania i lokalizacji różnych
cząstek in situ na poziomie ultrastrukturalnym (badania
immunoelektronomikroskopowe)
− wprowadzeniem do badań naukowych tomografii elektronowej ultraskrawków
mrożeniowych (cryo-electron tomography, CryoET). Unikalna metoda
przewyższająca pod pewnymi względami analizę rentgenowską (XRD) i
spektroskopię NMR w ocenie struktury białek. Dzięki zastosowaniu algorytmu
(Constrained Maximum Entropy Tomography) uzyskano unikalna możliwość
trójwymiarowej wizualizacji komórek i struktur wewnątrzkomórkowych. Ma to
kardynalne znaczenie w ocenie wpływu nowych związków chemicznych (np.
leków) na zmiany konformacyjne białek a tym samym na ich funkcję. Jest to
szczególnie ważne w przypadku badań białek błon komórkowych i ich reakcji na
oddziaływanie czynników zewnętrznych.
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
Zastosowanie mikroskopu z odwróconą optyką umożliwia ocenę żywych komórek
przygotowywanych in vitro. Stanowi uzupełniające wyposażenie umożliwiające
przygotowanie zestalonych komórek do badań w mikroskopie elektronowym.
Sorter komórek FACS Aria umożliwia analizę i sortowanie komórek z wysoką
wydajnością przy założonych kryteriach przez użytkownika. Pozwala to na
analizę komórek ludzkich, zwierzęcych i komórek linii nowotworowych hodowanych
in vitro, oraz ich rozdzielanie po uprzedniej modyfikacji i wykorzystanie do dalszych
badań między innymi ich funkcji i badań molekularnych. W badaniach tych zostaną
także wykorzystane inne urządzenia objęte tym wnioskiem.
Sekwenator kapilarny umożliwi szczegółową analizę sekwencji nukleotydów.
Sekwencjonowanie stanowi na ogół końcowy etap wszelkich badań
przeprowadzanych w pracowni biologii molekularnej. Dzięki sekwencjonowaniu
możliwa jest identyfikacja mutacji i zmian polimorficznych
Zestaw do elektroforezy w zmiennym polu elektrycznym (PFGE) CHEF-DR III
CHILLER SYSTEM. Zestaw ten umożliwia rozdział bardzo długich fragmentów
DNA, na podstawie długości fragmentów rozdzielonego w żelu DNA można wykazać
różnice pomiędzy poszczególnymi próbkami. Elektroforeza w zmiennym polu
elektrycznym ma zastosowanie w badaniu uszkodzeń i naprawy DNA, badaniach
nad apoptozą oraz epidemiologii molekularnej
17. Dane do studium wykonalności:
a. lista nowych usług badawczych, jakie będą prowadzone po zakończeniu
projektu**
− analiza tkanek nieutrwalanych chemicznie dająca umożliwiająca
badania ich antygenowości oraz morfologii zarówno w formie natywnej
jak i zmodyfikowanej biotechnologicznie (technika Cryo EM & Low Dose/
Immunoelectron EM). Analiza fenotypu i jego zmian (np. pod wpływem
zastosowania związków chemicznych) na poziomie tkankowych jest
możliwa dzięki zastosowaniu przeciwciał mono-, i poliklonalnych
znakowanych złotem koloidalnym (techniki: ImmunoelectronEM)
− trójwymiarowa analiza struktury przestrzennej biomolekuł w
preparatach in situ. Połączone techniki Cryo-EM oraz tomografii
elektronowej (Cryo-ET) z algorytmem rekonstrukcji pojedynczych białek
oraz kompleksów (SidecTM) dają możliwość wizualizacji np. takich
kompleksów jak tmRNA-rybosom (tmRNA – transfer-messenger RNA).
Metoda z wyboru do analizy dużych białek i makromolekuł.
− badania ultrastruktury materii ożywionej i nieożywionej (np. nowe
polimery) dzięki posiadaniu mikroskopu z wysokokontrastową soczewką
obiektywowa BioTWIN. Soczewka ta wraz z dodatkowymi elementami
konstrukcyjnymi mikroskopu TecnaiTM daje możliwość badań cząstek
niskokontrastowych w tym polimerów.
− badanie in situ korelacji pomiędzy strukturą a funkcją komórek w
oparciu o optykę mikroskopu z odwróconą optyką. Duże znaczenie w
badaniach wpływu czynników chemicznych (leków) na żywe komórki.
Ponadto analiza odpowiedzi komórkowej na oddziaływanie czynników
mechanicznych.
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
−
badanie komórek izolowanych z materiałów pobranych od pacjentów w
zakresie ich morfologii, rodzaju i gęstości receptorów powierzchniowych.
sortowanie komórek do badań funkcjonalnych i molekularnych
(analiza produktów komórkowych na poziomie transkrypcji i translacji).
Analiza i sortowanie komórek nowotworowych i komórek macierzystych,
hodowanych in vitro.
ocena aktywności związków biologicznie czynnych w badaniach na
komórkach zwierzęcych i drobnoustrojach (analiza toksyczności, indukcji
apoptozy i mechanizmów działania).
−
b.
c.
d.
e.
f.
badania procesów energetycznych komórek oceniane przez pomiar
stężenia ATP oraz badanie procesu fagocytozy i produkcji reaktywnych
form tlenu i azotu z wykorzystaniem chemiluminescencji.
przedsiębiorstwa zainteresowane współpracą z laboratorium
Szpitale kliniczne i jednostki Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w
Katowicach;
Zakłady Chemii zajmujące się syntezą związków biologicznie czynnych
Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach;
Jednostki Politechniki Śląskiej
Jednostki Uniwersytetu Śląskiego
Jednostki Politechniki Rzeszowskiej
Instytut Onkologii w Gliwicach
Instytut Onkologii w Warszawie
Szpitale województwa śląskiego (w Rybniku, Jaworznie, Bytomiu,
Katowicach)
Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu, Zakład Sztucznego Serca
Przedsiębiorstwa z sektora biotechnologii
Ośrodki międzynarodowe (w tym University of Birmingham, Dept of
Pathology)
liczba projektów badawczych, rozwojowych, celowych oraz we
współpracy zagranicą planowanych do realizacji przy pomocy
zakupionej aparatury w kolejnych latach**:
Planuje się zgłoszenie przez Jednostkę Biofarmy zgłoszenie do realizacji 1
wiodącego projektu badawczego rocznie. Plan przewiduje realizację 5
projektów badawczych w latach 2013-2017 (projekty wiodące).
wpływ kupowanej aparatury na środowisko:
Neutralny
czy planowana do zakupienia aparatura wymaga uzyskania pozwoleń na
jej sprowadzenie (i/lub) stosowanie
NIE
planowane przychody generowane w latach 20013-2017
Trudne do określenia. Planuje się łączne przychody w zakresie 80.000 –
100.000 zł w stosunku rocznym
18. Przewidywany zakres współpracy jednostki z Konsorcjum BIOFARMA
Można zaproponować szereg form wykorzystania sprzętu badawczego:
Zamawianie przez Partnerów badań, np. badanie funkcji molekularnych,
morfologicznych i czynnościowych komórek eksponowanych na czynniki środowiska,
nowe związki chemiczne oraz poddanych działaniu czynników fizykochemicznych
Udostępnianie urządzeń badawczych w trybie rezerwacji czasowej.
BIOFARMA L110
wersja 2007-11-15
19. Jednostki zewnętrzne, które będą korzystały z zasobów jednostki
Jednostki tworzące część składową BIOFARMA oraz wszystkie jednostki naukowobadawcze zainteresowane współpracą.
Przemysł farmaceutyczny
Zakłady przemysłowe
20. Uzasadnienie środowiskowego charakteru jednostki
Zastosowanie technik badawczych wymienionych w projekcie umożliwi ocenę
wpływu szerokiego spektrum związku chemicznych i fizycznych na strukturę a w
konsekwencji na funkcję materii ożywionej.
Powstała jednostka umożliwi prowadzenie badań naukowych oraz świadczenie usług
badawczych na terenie południowego obszaru Polski. Obecnie jednostka o takim
charakterze na tym obszarze nie istnieje.