Historia Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej, czyli jak stworzyłam laboratorium

Realizacja zamierzonego celu jest możliwa tylko wówczas, gdy nie patrząc na przeciwności i trudności, PODĄŻA SIĘ ZA SWOIMI MARZENIAMI.

Moja historia z weterynarią zaczyna się już od dzieciństwa, gdyż już w wieku 3 lat pragnęłam zostać lekarzem weterynarii i leczyć zwierzęta. Ukończyłam klasę o profilu biologiczno-chemicznym w IX L.O. im Klementyny Hoffmanowej w Warszawie, a następnie uczęszczałam na kursy „Sikory”, by w 2003 r. móc bez problemu dostać się na studia na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. W 2009 r., po ukończeniu z wyróżnieniem studiów na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej SGGW, rozpoczęłam studia doktoranckie na tym samym wydziale, co stanowiło początek mojej pracy naukowej.

Realizowanie przeze mnie kolejnych celów doprowadziło do powstania Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej, w którym w zespole składającym się z entuzjastycznych, zaangażowanych młodych ludzi pragniemy nieść pomoc zwierzętom cierpiącym na choroby nowotworowe wykorzystując innowacyjne metody badawcze (m.in. metodę simple western) i nowoczesne technologie (nanocząstki metali, głównie nanocząstki złota). Zgodnie z moją najlepszą wiedzą, powstała placówka jest pierwszym w Polsce laboratorium weterynaryjnym zajmującym się wykorzystaniem nanotechnologii w onkologii weterynaryjnej.  

Prowadzimy prace badawcze mające na celu stworzenie personalizowanej terapii nowotworów zwierząt z wykorzystaniem nanocząstek złota. Nasze badania dotyczą przede wszystkim kostniakomięsaków psów – najczęstszych nowotworów złośliwych kości u psów i mięsaków poiniekcyjnych u kotów – nowotworów powstających w wyniku iniekcji, m.in. po podawaniu szczepionek przeciwko wściekliźnie i chorobom zakaźnym kotów [1-5]. Porównujemy patogenezę nowotworów u zwierząt i ludzi, żeby – zgodnie z zasadą medycyny translacyjnej – wyniki naszych badań mogły w przyszłości posłużyć także udoskonaleniu terapii nowotworów tych ostatnich.

W ramach prowadzonych badań opracowaliśmy jako pierwsi na świecie metodykę wykorzystania modelu zarodka kurzego, jako modelu zgodnego z zasadą 3R („reduction”, „refinement”, „replacement”) do wykorzystania w przedklinicznych badaniach onkologicznych w medycynie weterynaryjnej [10]. Model ten służy nam do poznania biologii nowotworów, jak i oceny skuteczności nowych leków przeciwnowotworowych zarówno w terapii guzów pierwotnych, jak i przerzutów nowotworowych [2, 3, 5, 7, 9-11].

Współpracujemy z lekarzami weterynarii, lekarzami medycyny, biologami, biotechnologami, chemikami i fizykami; gdyż jesteśmy przekonani, że to właśnie interdyscyplinarne działania mogą doprowadzić nas do osiągnięcia celu, jakim jest opracowania leku, który wydłuży życie i poprawi komfort naszych „małych pacjentów” walczących z chorobami nowotworowymi.

Patrząc z perspektywy, jako najważniejsze wydarzenia, które przyczyniły się do powstania Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej (LNDiK), mogę wskazać:

2009 r.

• ukończenie z wyróżnieniem studiów na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej, Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie i otrzymanie tytułu lekarza weterynarii oraz rozpoczęcie studiów doktoranckich na tym samym wydziale
• współpraca z Promotorem, prof. dr hab. Romanem Lechowskim, której wynikiem było wybranie tematu badań dotyczącego wykorzystania nanocząstek złota w połączeniu z doksorubicyną w leczeniu mięsaków poiniekcyjnych kotów

2010 r.

• nawiązanie współpracy z grupą badawczą prof. dr. hab. Józefa Mieczkowskiego z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, w tym dr. Michałem Wójcikiem i mgr. Wiktorem Lewandowskim (obecnie dr. hab., prof. UW), z którymi kontynuujemy badania do dzisiaj i bez których pomocy utworzenie Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej nie byłoby możliwe.
• nauka prowadzenia hodowli komórkowej pod kierunkiem, dr Magdaleny Król (obecnie prof. dr hab.). Wykorzystanie do prowadzenia początkowych badań, w pełni przystosowanych do tych celów, laboratoriów Wydziału Medycyny Weterynaryjnej w Zakładzie Fizjologii (dzięki uprzejmości prof. dr hab. Tomasza Motyla – ówczesnego kierownika Katedry Chorób Fizjologicznych i Zakładu Fizjologii Zwierząt oraz prof. dr hab. Piotra Szeleszczuka – ówczesnego kierownika Zakładu Chorób Ptaków i dr Artura Żbikowskiego – obecnego kierownika Zakładu Chorób Ptaków)

2012 r.

• staż naukowy na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej w Justus Liebig Universitat w Giessen (Niemcy), gdzie poszerzyłam swoją wiedzę z zakresu prowadzenia hodowli komórkowych i dzięki uprzejmości prof. Manfreda Reinechera uzyskałam pierwszy materiał do badań, którym były linie komórkowe włókniakomięsaków kotów: FFS1, FFS3, FFS5
• otrzymanie grantu „Preludium” Narodowego Centrum Nauki (nr. 2012/07/N/NZ4/02413)

2013 r.

• obrona pracy doktorskiej z wyróżnieniem i uzyskanie stopnia doktora nauk weterynaryjnych. Temat pracy doktorskiej: „Wpływ biokompleksu nanocząstek koloidalnego złota w połączeniu z doksorubicyną na rozwój mięsaków poiniekcyjnych kotów – badania in vitro oraz in ovo” (Promotor: prof. dr hab. Roman Lechowski)

2014 r. 

• udział w programie „Mentoring” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej i poznanie mojego Mentora – prof. Mauro Ferrari – jednego z twórców nanotechnologii na świecie (wówczas President and CEO Houston Methodist Research Institute (USA), później President European Research Council), na którego wsparcie i pomoc mogę liczyć do dzisiaj

2016 r.

• otrzymanie grantu „Sonata” Narodowego Centrum Nauki (nr. 2015/17/D/NZ5/04241)
• utworzenie w ramach Zakładu Chorób Wewnętrznych Małych Zwierząt Pracowni Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej dzięki życzliwości władz uczelni i wydziału, a w szczególności ówczesnego Prorektora ds. Nauki – Pana prof. dr hab. Mariana Binka, Dziekana Wydziału Medycyny Weterynaryjnej – Pana prof. dr hab. Marcina Bańbury i kierownika Zakładu Chorób Wewnętrznych – Pana prof. dr hab. Romana Lechowskiego. Podziękowania za olbrzymi wkład pracy w tworzenie tej Pracowni należą się także ówczesnym pracownikom i doktorantom Zakładu Chorób Wewnętrznych: dr Agacie Wojtkowskiej, lek. wet. Annie Małek i lek. wet. Annie Wojtalewicz.

2018 r.

• uzyskanie dofinansowania prac badawczych prowadzonych w Laboratorium z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach restrukturyzacji i finansowania Specjalnego Urządzenia Badawczego (SPUB)
• 3-miesięczny staż naukowy z zakresu biologii nowotworów, Trialect Global Medical Education Program, University of Torino (Turyn, Włochy)
• 2-tygodniowy staż naukowy Krajowego Narodowego Ośrodka Wiodącego (KNOW) z zakresu wykorzystania nanotechnologii w onkologii, Houston Methodist Research Institute (Texas, USA)

2019 r.

• uzyskanie stopnia doktora habilitowanego. Temat pracy habilitacyjnej „Wykorzystanie modeli in vivo w przedklinicznych badaniach onkologicznych, z uwzględnieniem zastosowania nanotechnologii”

2023 r.

• powierzenie mi funkcji Ambasadorki programu „Dziewczyny do Nauki”, organizowanego przez Fundację Edukacyjną „Perspektywy”
• wypromowanie dwóch pierwszych doktorów prowadzących swoje prace badawcze w Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej (lek. wet. Anna Małek – promotor i lek. wet. Magdalena Walewska – promotor pomocniczy)
• utworzenie z dniem 1 sierpnia 2023 r. Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej, jako samodzielnej jednostki w Katedrze Chorób Małych Zwierząt i Klinice Instytutu Medycyny Weterynaryjnej SGGW i powierzeniem mi jej kierownictwa przez JM Rektora Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego – Pana prof. dr hab. Michała Zasadę.

Co dalej?

Moją wizją jest stworzenie w pełni Samodzielnego Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej w Instytucie Medycyny Weterynaryjnej SGGW w Warszawie, służącego rozwijaniu badań nad nowotworami u zwierząt i ludzi. Dominującym trendem będzie wykorzystanie nanotechnologii do leczenia chorób nowotworowych. Laboratorium, które będzie interdyscyplinarną placówką, zrzeszającą zarówno lekarzy weterynarii, jak i lekarzy medycyny, biologów, biotechnologów, chemików i fizyków współpracujących w celu udoskonalenia metod leczenia wspomnianych chorób. Pragniemy, aby Laboratorium, działając dla dobra Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie i Instytutu Medycyny Weterynaryjnej, było ich wizytówką na świecie.

Te wizje powoli zaczynają się spełniać. 11.04.2024 r. Pełnomocnik Retora ds. Współpracy z Gospodarką – Pan Andrzej Szmalc wraz ze mną jako przedstawicielką SGGW podpisaliśmy pierwszą umowę o współpracy z firmą CBSF Sp. z o.o.  (Centrum Badań Suplementów i Farmaceutyków), której celem jest wspieranie producentów w bezpiecznym i zaawansowanym opracowywaniu i wytwarzaniu produktów suplementowych, farmaceutycznych i weterynaryjnych.  We wrześniu 2024 r. zespół LNDiK zorganizował w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie wydarzenie „Nanomalutka” (oryginalna nazwa w języku włoskim „NanoPiccola”), mające na celu popularyzacje nauki i wdrażanie zasady uczenia się już od najmłodszych lat. Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie będzie pierwszą filią „NanoPiccola” w Polsce (link do oryginalnego wydarzenia we Włoszech: https://accademiadigagliato.org/nanopiccola/).

Zachęcam do śledzenia efektów naszej pracy i wyników realizowanych badań na stronie internetowej Laboratorium Nanoonkologii Doświadczalnej i Klinicznej (https://imw.sggw.edu.pl/laboratorium-nanoonkologii-doswiadczalnej-i-klinicznej/).

dr hab. Katarzyna Zabielska-Koczywąs

Literatura:

1. Wilk, S., Michalak, K., Owczarek, E. P., Winiarczyk, S., & Zabielska-Koczywąs, K. (2024). Proteomic Analyses Reveal the Role of Alpha-2-Macroglobulin in Canine Osteosarcoma Cell Migration. International Journal of Molecular Sciences, 25, 1–16. https://doi.org/10.3390/ijms25073989
2. Walewska, M., Małek, A., Taciak, B., Wojtalewicz, A., Wilk, S., Wojtkowska, A., Zabielska-Koczywąs, K., & Lechowski, R. (2023). PEG-liposomal doxorubicin as a potential agent for canine metastatic osteosarcoma – in vitro and ex ovo studies. Journal of Veterinary Research, 67, 297–305. https://doi.org/10.2478/jvetres-2023- 0026
3. Małek, A., Wojnicki, M., Borkowska, A., Wójcik, M., Ziółek, G., Lechowski, R., & Zabielska-Koczywąs, K. (2023). Gold Nanoparticles Inhibit Extravasation of Canine Osteosarcoma Cells in the Ex Ovo Chicken EmbryoChorioallantoic Membrane Model. International Journal of Molecular Sciences, 24 , 1–19. https://doi.org/10.3390/ijms24129858
4. Małek, A., Taciak, B., Sobczak, K., Grzelak, A., Wójcik, M., Mieczkowski, J., Lechowski, R., & Zabielska-Koczywąs, K. (2021). Enhanced Cytotoxic Effect of Doxorubicin Conjugated to Glutathione-Stabilized Gold Nanoparticles in Canine Osteosarcoma—In Vitro Studies. Molecules , 26 , 1–16. https://doi.org/10.3390/molecules26123487
5. Zabielska-Koczywąs, K., Michalak, K., Wojtalewicz, A., Winiarczyk, M., Adaszek, Ł., Winiarczyk, S., & Lechowski, R. (2018). Proteomic differences in feline fibrosarcomas grown using doxorubicin-sensitive and -resistant cell lines in the chick embryo model. International Journal of Molecular Sciences , 19 , 1–15. https://doi.org/10.3390/ijms19020576
6. Zabielska-Koczywąs, K., Wojtalewicz, A., Użarowska, E., Klejman, A., Wojtkowska, A., Dolka, I., Wojnicki, M., Sobczak, K., Wójcik, M., Shen, H., Ferrari, M., & Lechowski, R. (2018). Distribution of glutathione-stabilized gold nanoparticles in feline fibrosarcomas and their role as a drug delivery system for doxorubicin preclinical studies in a murine model. International Journal of Molecular Sciences , 19 , 1–19. https://doi.org/10.3390/ijms19041021
7. Zabielska-Koczywąs, K., Dolka, I., Król, M., Żbikowski, A., Lewandowski, A., Mieczkowski, J., Wójcik, M., & Lechowski, R. (2017). Doxorubicin conjugated to glutathione stabilized gold nanoparticles (Au-GSH-Dox) as an effective therapeutic agent for feline injection-site sarcoma – chick embryo chorioallantoic membrane study. Molecules , 22 , 1–9. https://doi.org/10.3390/molecules22020253
8. Wójcik, M., Lewandowski, W., Król, M., Pawłowski, K., Mieczkowski, J., Lechowski, R., & Zabielska-Koczywąs, K. (2015). Enhancing anti-tumor efficacy of doxorubicin by non-covalent conjugation to gold nanoparticles – in vitro studies on feline fibrosarcoma cell lines. PLoS ONE , 10 , .https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124955
9. Zabielska-Koczywąs, K., Lechowski, R., Król, M., Pawłowski, K., Motyl, T., Dolka, I., & Żbikowski, A. (2012). Derivation of feline vaccine-associated fibrosarcoma cell line and its growth on chick embryo chorioallantoic membrane – a new in vivo model for veterinary oncological studies. Veterinary Research Communications , 36 ,12, Vol. 36, nr 4, 227–233.
10. Zabielska-Koczywąs, K., Wojtkowska, A., Dolka, I., Małek, A., Walewska, M., Wojtalewicz, A., Żbikowski, A., & Lechowski, R. (2017). 3D chick embryo chorioallantoic membrane model as an in vivo model to study morphological and histopathological features of feline fibrosarcomas. BMC Veterinary Research , 13 , 1–12. https://doi.org/10.1186/s12917-017-1114-4
11. Walewska, M., Dolka, I., Małek, A., Wojtalewicz, A., Wojtkowska, A., Żbikowski, A., Lechowski, R., & Zabielska-Koczywąs, K. (2017). Experimental tumor growth of canine osteosarcoma cell line on chick embryo chorioallantoic membrane (in vivo studies). Acta Veterinaria Scandinavica , 59 , 1–5. https://doi.org/10.1186/s13028-017-0298-8