Badania dotyczące otrzymywania nowych receptorów dla biomarkerów chorobowych oraz ich wykorzystania do przygotowania podłoży czujnikowych. To główne zadania realizowane przez dr Katarzynę Szot-Karpińską, która na co dzień pracuje w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. W rozmowie z redaktorem Tomaszem Handkusem przybliżyła swoje dotychczasowe naukowe dokonania.
Uczestniczyła Pani w wielu projektach naukowych i badaniach. Czy mogłaby Pani wskazać te najbardziej przełomowe i kluczowe oraz pokrótce je scharakteryzować?
Jednym z najbardziej przełomowych projektów był projekt FUGA 1 sfinansowany przez Narodowe Centrum Nauki (NCN), którym kierowałam i w trakcie którego, jako elektrochemik miałam możliwość zdobycia doświadczenia w zakresie pracy z bakteriofagami, materiałem biologicznym i techniką prezentacji fagowej peptydów (ang. peptide phage-dispaly). Zdobyte doświadczenie pozwoliło mi na odkrycie białka pVII filamentowego bakteriofaga M13 z mutacją punktową w genie VII selektywnie wiążącego nanowłókna węglowe (CNF). Dokonałam tego przy wykorzystaniu techniki phage display. Faga ze zmutowanym białkiem pVII zastosowałam, jako rusztowanie do konstruowania trójwymiarowych materiałów na bazie CNF (Bioconj. Chem., 27 (2016) 2900, wyróżnienie w postaci okładki czasopisma, patent P-415779 – 21-02-10).
Kolejnym przełomowym projektem była SONATA 13, również finansowanym przez NCN. W projekcie tym pokazałam, że potrafię prowadzić interdyscyplinarne badania. Wykorzystałam swoją wiedzę i doświadczenie z FUGI do odkrycia nowych receptorów białka C-reaktywnego (CRP) – markera stanu zapalnego w organizmie człowieka. W tym przypadku również wykorzystałam technikę phage display. W projekcie tym moje badania ewoluowały od identyfikacji mikroreceptorów – bakteriofagów (Bioelectrochem. 136 (2020) 107629) do tych w skali nano – nanociał (Biosensors 11 (2021) 496) oraz kilkudaltonowych peptydów (Anal. Chem. 2023). Nowe receptory są bardziej odporne na czynniki zewnętrzne niż powszechnie stosowane przeciwciała. Rozpoznają CRP w zakresie stężeń zbliżonych do przeciwciał monoklonalnych. Dlatego nowe receptory wiążące CRP mogą stać się alternatywą dla przeciwciał i być zastosowane do testów, które umożliwiają rozróżnienie infekcji wirusowych od bakteryjnych. Nowe receptory spotkały się z dużym zainteresowaniem. Niedawno peptyd wiążący CRP został z powodzeniem zastosowany, jako element wykrywający CRP w sekwencyjnym urządzeniu mikroprzepływowym (Sens. Act. B. Chem. 397 (2023) 134659). Natomiast nanociała wiążące CRP wykorzystane zostały w elektrochemicznym urządzeniu mikroprzepływowym opartym na technologii komunikacji bliskiego pola (NFC) (ACS Sensor, 2024 w recenzji), który może być obsługiwany przez smartfon.
Czego będą dotyczyły kolejne projekty i czego będą miały dowieść?
Otrzymywania nowych receptorów dla biomarkerów chorobowych oraz wykorzystania ich do przygotowania podłoży czujnikowych. Badania te będę miały na celu dowieść, że nowe receptory mogą być alternatywą dla przeciwciał.
Co wyróżnia prowadzone przez Panią badania, co sprawia, że można nazwać je innowacyjnymi?
W swoich badaniach szukam nowych receptorów dla różnych biomarkerów chorobowych. Moje badania mają na celu analizę i zrozumienie oddziaływań pomiędzy wybranymi markerami chorobowymi (białkami) a nowymi receptorami (np. peptydami), które specyficznie wiążą ten marker. Badania dotyczące oddziaływań białko-peptyd są niezwykle ważne dla zrozumienia różnych procesów biologicznych, takich jak funkcja, aktywność, składanie i komunikacja białka. Dodatkowo mogą również przyczynić się do lepszego poznania mechanizmów patogennych różnych chorób. Ze względu na złożoność tych interakcji, do dokładnej analizy wykorzystuję techniki biologiczne i fizykochemiczne.
Jak ważna jest promocja prowadzonych działań naukowych i jak ta kwestia zmieniła się na przestrzeni minionych lat?
Promocja prowadzonych badań jest niezwykle istotna i konieczna. Naukowcy promujący swoje badania dbają nie tylko o swój wizerunek, ale również przyczyniają się do rozpowszechnienia wiedzy i nowych idei w społeczeństwie. W ten sposób przyczyniają się do tego, że nauka jest pozytywnie odbierana przez społeczeństwo. Promowanie nauki zachęca ludzi również do zajmowania się nauką czy szukania praktycznych zastosowań odkryć naukowych.
