Jakie sekrety kryje w sobie mózgożerna ameba? Jak bardzo groźne dla człowieka są przenoszone przez nią bakterie? Alicja Nowakowska i Jakub Wojciechowski, doktoranci z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki odpowiedzi na te pytania szukają na Gwadelupie.

Badania prowadzą w Instytucie Pasteura na Gwadelupie pod opieką dr Isabel Marcelino kierującej zespołem „Amoeba Team”. Ich staż badawczy jest realizowany w ramach programu Erasmus+, ponieważ Gwadelupa, choć leży na Karaibach, stanowi integralną część Francji. Młodzi naukowcy zajmują się amebami, organizmami jednokomórkowymi o chorobotwórczym potencjale.

– Jedną z rzadkich tropikalnych chorób, która może rozszerzyć swój zasięg występowania ze względu na globalne ocieplenie, jest zakażenie tzw. mózgożerną amebą, organizmem który lokalnie występuje m.in. na Gwadelupie. Instytut Pasteura posiada natomiast jedno z nielicznych tak dobrze rozwiniętych centrów badań nad tymi mikroorganizmami – mówi Alicja Nowakowska. – Dr Marcelino ma bardzo szeroką wiedzę na temat tych mikroorganizmów oraz zamieszkujących je bakterii. Takie warunki umożliwiają nam naukę nowych metod oraz obserwację całego procesu prowadzenia badań terenowych o znaczeniu klinicznym – dodaje.

Śmiertelnie groźny organizm

Jakub Wojciechowski wyjaśnia, że infekcja mózgożerną amebą jest praktycznie całkowicie śmiertelna ze względu na szybki postęp choroby oraz trudności w jej diagnostyce. Jest to poważne zagrożenie dla ludności Gwadelupy, ponieważ ameby żyją licznie w obecnych tam gorących źródłach, które są także atrakcją turystyczną.

– Mózgożerna ameba jest zagrożeniem w całej strefie okołorównikowej ze względu na preferencję ciepłych zbiorników wodnych, ale znaleziono ją także w Polsce, w jeziorach konińskich sąsiadujących z podgrzewającą je elektrownią – dodaje.

Okazuje się jednak, że nie tylko mózgożerne ameby są problematyczne. Także te mniej patogenne gatunki są w stanie „gościć” w swoim wnętrzu spore ilości bakterii. Taki „amebowy autostop” potrafi przenosić groźne dla człowieka gatunki bakterii takie jak np. Pseudomonas aeruginosa.

– Zdolność ta jest uniwersalną cechą tych mikroorganizmów, a więc nasze polskie ameby mieszkające w ziemi czy wodzie też mogą ją posiadać. Pełen zakres przenoszonych gatunków bakterii przez ameby wciąż nie jest znany. Podczas naszych badań staramy się przeanalizować bioróżnorodność ameb występujących w lokalnym środowisku – wyjaśnia Jakub Wojciechowski.

Z dżungli do laboratorium

Badania prowadzone przez doktorantów z PWr rozpoczynają się od pobrania próbek wody z gorących źródeł w dżungli. Po izolacji ameb z próbek następuje długi proces hodowli, który kończy się ekstrakcją i sekwencjonowaniem ich DNA (metabarcoding), które to odbywa się we współpracy z paryskim Instytutem Pasteura. Na samym końcu następuje analiza bioinformatyczna wyników eksperymentalnych. Na jej podstawie można się dowiedzieć, jakie gatunki ameb występują w próbce, a także jakie bakterie jeżdżą na „autostopa”, używając ameb.

– Prowadząc badania, chcielibyśmy przede wszystkim odkryć, jakie potencjalnie groźne dla człowieka bakterie mogą być przenoszone przez ameby. Zjawisko to jest szczególnie istotnie klinicznie, bo bakterie podróżujące bakteryjnym „autostopem” są odporne na działanie antybiotyków. Dlatego właśnie zrozumienie tego zjawiska jest tak ważne nie tylko w kontekście strefy okołorównikowej – tłumaczy Alicja Nowakowska.

Doktoranci chcieliby także pomóc lepiej zrozumieć mechanizm interakcji między bakteriami oraz amebami oraz znaleźć odpowiedź na pytanie – jak to się dzieje, że bakteria wchodzi do ameby? Liczą, że wyniki otrzymane podczas stażu pozwolą poszerzyć wiedzę o tych wciąż skromnie zbadanych mikroorganizmach.

Białka pod lupą

Na co dzień nasi doktoranci pracują w zespole prof. Małgorzaty Kotulskiej w Katedrze Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki. Jakub Wojciechowski obronę pracy doktorskiej ma zaplanowaną na jesień, a Alicja Nowakowska rozpoczyna właśnie trzeci rok doktoratu.

W swojej pracy naukowej zajmują się amyloidami, białkami głównie kojarzonymi z ciężkimi chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak Alzheimer oraz Parkinson. Jednak rola amyloidów nie kończy się na ich obecności w mózgach osób chorych.

– Szczególnie interesujący jest dla nas fakt, że struktury amyloidowe, ze względu na swój regularny charakter oraz trwałość, są często wykorzystywane przez bakterie. Tzw. funkcjonalne amyloidy bakteryjne biorą aktywny udział w tworzeniu biofilmu, który ułatwia komunikację między poszczególnymi członkami kolonii, a także chroni bakterie przed czynnikami zewnętrznymi w tym antybiotykami – podkreśla Alicja Nowakowska. – Dlatego też, chcielibyśmy dowiedzieć się więcej na temat badań mikroorganizmów oraz ich zdolności interakcji, a to właśnie umożliwia nam staż na Karaibach.

Oboje mają nadzieję, że zdobyta w trakcie wyjazdu wiedza pozwoli poszerzyć horyzont studiów o nowe metody bioinformatyczne i eksperymentalne.

– Kto wie może uda nam się odkryć nowe amyloidy, tym razem w amebach. Pomagamy także przy Kole Naukowym Nanopor, które planuje w najbliższej przyszłości zbadać wrocławskie zbiorniki wodne. Mamy szczerą nadzieję, że nie znajdziemy tam groźnych ameb – dodaje Jakub Wojciechowski.

mic