Browsing by Author "Pogoda, Katarzyna"
Results Per Page
Sort Options
Item Multimodal approach for ionizing radiation damage investigation(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2015) Kwiatek, Wojciech M.; Adamczyk, Jolanta; Bobrowska, Justyna; Borkowska, Anna; Lekka, Małgorzata; Lekki, Janusz; Lipiec, Ewelina; Miszczyk, Justyna; Pabijan, Joanna; Paluszkiewicz, Czesława; Panek, Agnieszka; Piergies, Natalia; Pogoda, Katarzyna; Prauzner-Bechcicki, Szymon; Quaroni, Luca; Roman, Maciej; Wiecheć, Anna; Wiltowska-Zuber, JoannaThe new, leading edge laboratory has been established and put into routine operation. The laboratory is focused on multimodal studies of the cellular response to ionizing radiation and provides support and research facilities for the Bronowice Cyclotron Centre. Spectroscopic imaging of cells and tissues (examining in particular the internal structure of cells, the cytoskeleton organization, cells’ mechanical and biochemical properties), as well as research at the molecular level, has been applied in research for the purpose of searching new strategies of prevention and therapies of cancer and other pathologies and in fundamental research in the field of structural and vibrational analysis of condensed matter. The multimodal approach, illustrating the full laboratory potential, has been applied to radiation effect studies of transitional cells – human bladder carcinoma cells (T24 cell line). Cells were irradiated with three X-ray radiation doses: 1 Gy, 3 Gy, and 10 Gy and subsequently studied using all instruments of the new laboratory. The presented results demonstrated that the AFM elasticity measurements can be applied to quantitatively estimate alterations induced upon Xray irradiation at the single cell level. A combination of AFM and InfraRed Spectroscopy (NanoIR2 setup) was successful in characterization molecular changes occurring in the nuclear environment following cellular irradiation. Particularly useful information acquired was the observation of changes in distribution of macromolecules with a spatial resolution at the level of the single organelle. The observed changes correlate with radiation dose and thus may become a tool for studying the biological effects of radiation exposure. The application of Raman microspectroscopy for radiation-induced damage investigations provided detection of such spectral changes as strand breaks, base unstacking, and DNA conformational transformations. These studies give crucial information about the damage associated with irradiation and cellular response for radiation dose at single cell level. Moreover, Raman spectroscopy provides possibility to investigate structural changes present within the same sample. Complementary UV–VIS technique, on the basis of γ-H2AX test, delivered quantitative data of radiation damage, manifesting in presence of double strand breaks in DNA in 1st and 2nd day of culture (1 hour and 24 hours after irradiation).Item Rola sił mechanicznych generowanych przez macierz zewnątrzkomórkową w rozwoju raka prostaty(2015) Pogoda, Katarzyna; Lekka, Małgorzata; Budkowski, Andrzej; Nowakowski, Robert A.Komórki cechuje zdolność do percepcji i reakcji na sygnały mechaniczne docierające z ich otoczenia. W żywym organizmie komórki są elementami tkanek, których sztywność może wynosić zaledwie ~ 100 Pa dla mózgu, ale aż ~ 100 000 Pa dla miękkiej chrząstki. Mechanoczułość, rozumiana jako zdolność do przekształcenia bodźca fizycznego na sygnał biochemiczny, odgrywa kluczową rolę w procesie rozpłaszczania się komórek, podziale komórkowym oraz migracji. Liczne próby eksperymentalnego zbadania oddziaływań mechanicznych występujących miedzy komórką, a jej natywnym otoczeniem doprowadziły do opracowania protokołów syntezy podłoży hydrożelowych o własnościach lepkosprężystych podobnych do tkanek ludzkiego organizmu. Zbadanie wpływu bodźców mechanicznych na aktywność fizjologiczną komórek wydaje się być szczególnie interesujące w kontekście chorób nowotworowych, którym często towarzyszą lokalne zmiany sztywności tkanek, palpacyjnie wyczuwalne jako guzy. Prezentowane w niniejszej pracy badania prowadzone były dla komórek prawidłowych, pochodzących z obwodowej strefy gruczołu krokowego (PZ-HPV-7), oraz komórek rakowych, wywodzących się z przerzutów raka prostaty do mózgu (Du145) i kości (PC-3). Manipulacja sztywnością otoczenia komórek była możliwa dzięki zastosowaniu hydrożeli polimerowych wykonanych z polikarylamidu. Własności chemiczne i fizyczne hydrożeli zostały zweryfikowane przy użyciu spektroskopii absorpcyjnej z transformatą Fouriera, reometru rotacyjnego oraz mikroskopu sił atomowych. W celu opisania własności elastycznych komórek, organizacji ich cytoszkieletu oraz pola powierzchni zastosowano mikroskopię fluorescencyjną oraz mikroskopię sił atomowych. Jakościowa analiza mechanoczułości poszczególnych linii komórkowych była możliwa dzięki wprowadzeniu dwóch parametrów – AR (będącego miarą szybkości zmian pola powierzchni komórek w funkcji sztywności otoczenia) oraz SR (będącego miarą szybkości zmian elastyczności komórek w funkcji sztywności otoczenia). Uzyskane wyniki pokazują modulującą rolę bodźców mechanicznych docierających do komórek z ich otoczenia. Ponadto, mechanoczułość komórek prawidłowych i nowotworowych przejawia odmienny charakter. Różnice są widoczne zarówno w morfologii komórek, ich własnościach elastycznych jak i tempie podziału komórkowego.Item Single molecule force spectroscopy study of integrins and syndecans interactions in bladder cancer cells(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Science, 2020) Danilkiewicz, Joanna; Kwiatek, Wojciech M.; Pogoda, Katarzyna; Raczkowska, Joanna; Gruszecki, Wiesław; Kuczumow, AndrzejCelem niniejszej pracy doktorskiej było sprawdzenie stosowalności dynamicznej spektroskopii sił AFM w opisie mechanizmu oddziaływań adhezyjnych peptydów i przeciwciał do receptorów obecnych na powierzchni żywych komórek. Praca dostarcza opisu różnic krajobrazu energetycznego wiązania wybranych fragmentów fibronektyny i monoklonalnych przeciwciał przeciwko syndekanom w zależności od stopnia złośliwości komórek nowotworu pęcherza. Hipoteza pracy zakłada, że parametry krajobrazu energetycznego oddziaływań adhezyjnych wyznaczone za pomocą dynamicznej spektroskopii sił AFM pozwalają na rozróżnienie przerzutujących i nieprzerzutujących linii komórek raka pęcherza moczowego. Praca zawiera optymalizację procedury pomiaru dynamicznej spektroskopii siły na żywych komórkach oraz analizy specyficznych oddziaływań adhezyjnych. W oparciu o dane eksperymentalne przetestowano przewidywania dwóch teoretycznych modeli pozwalających na wyznaczenie parametrów oraz rekonstrukcję obrazu energetycznego zerwania wiązania: fenomenologicznego modelu Bella-Evansa i deterministycznego modelu Dudko-Hummer-Szabo. Oba modele umożliwiają analizę zależności siły adhezji od szybkości przykładania siły zrywającej pozwalając na wyznaczenie parametrów opisujących kinetykę oraz szerokość bariery potencjału tego procesu. Wyniki posłużyły do stwierdzenia, że model Dudko- Hummer-Szabo, który jest bardziej realistyczny oraz wzbogacony o energię swobodną zerwania wiązania, charakteryzuje się wyższą wiarygodnością. Jednocześnie, model Bella-Evansa, pomimo swojego uproszczenia, może służyć do zgrubnego opisu różnic kinetyki zrywania pojedynczych wiązań. Zaangażowanie modelu Extensible Worm-Like-Chain znanego z fizyki polimerów oraz rozciągania białek było kluczowe dla postępu pracy i pozwoliło na rozróżnienie pomiędzy zerwaniem niespecyficznych wiązań od specyficznych oraz obliczenie prędkości obciążania (loading rate) siły rozciągającej w momencie tuż przed zerwaniem wiązania. Badanie wykonano przy pomocy próbników AFM funkcjonalizowanych krótkim heksapeptydem GRGDTP, dłuższym fragmentem modułu III fibronektyny FN4-12 na powierzchni niezłośliwych komórek nowotworu przewodu moczowego oraz komórek nowotworu pęcherza trzeciego stopnia złośliwości. Eksperyment z monoklonalnymi przeciwciałami przeciwko syndekanowi-1 i syndekanowi-4 został rozszerzony o panel komórek: niezłośliwego nowotworu nabłonka pęcherza moczowego, drugiego i trzeciego stopnia nowotworu pęcherza oraz przerzutujących komórek nowotworu pęcherza. Uzyskane wyniki pozwoliły na charakterystykę kinetyki oddziaływań adhezyjnych peptydów oraz przeciwciał do powierzchni żywych komórek przy zastosowaniu dynamicznej spektroskopii sił AFM. Parametry krajobrazu energetycznego wyznaczone przy zastosowaniu modeli Bell-Evansa oraz Dutko-Hummer-Szabo pozwoliły na rozróżnienie pomiędzy niezłośliwymi, złośliwymi i przerzutującymi komórkami raka pęcherza moczowego, dowodząc słuszności postawionych tez pracy doktorskiej. Uzyskany wynik nie jest jednak prostą funkcją stopnia złośliwości badanych komórek, co zostało przedyskutowane w oparciu o złożoność badanych układów biologicznych.