Wielokierunkowa analiza zmian molekularnych wywołanych uzależnieniem od morfiny, techniką MALDI MSI

**Rodzaj grantu:** OPUS - Narodowe Centrum Nauki\\ **Kierownik projektu:** [[katedra_biochemii_i_neurobiologii:pracownicy:kulakowska|Anna Bodzoń-Kułakowska]]\\ **Czas realizacji:** 2019 – 2023.\\
**Publikacje:** * Kret P, Bodzon-Kulakowska A, Drabik A, Ner-Kluza J, Suder P, Smoluch M. Mass Spectrometry Imaging of Biomaterials. Materials (Basel). 2023 Sep 21;16(18):6343. doi: 10.3390/ma16186343. PMID: 37763619; PMCID: PMC10534324. * Mielczarek P, Suder P, Kret P, Słowik T, Gibuła-Tarłowska E, Kotlińska JH, Kotsan I, Bodzon-Kulakowska A. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging sample preparation using wet-interface matrix deposition for lipid analysis. Rapid Commun Mass Spectrom. 2023 Jul 30;37(14):e9531. doi: 10.1002/rcm.9531. PMID: 37122262. * Mielczarek P, Suder P, Kotsan I, Bodzon-Kulakowska A. The influence of matrix concentration and solvent composition on the results of MALDI MSI, with the aid of wet-interface matrix deposition. J Mass Spectrom. 2023 Mar 16;58(4):e4916. doi: 10.1002/jms.4916. Epub ahead of print. PMID: 36959759. * Bodzon-Kulakowska, A.; Młodawska, W.; Mielczarek, P.; Lachowicz, D.; Suder, P.; Smoluch, M. Mammalian Oocyte Analysis by MALDI MSI with Wet-Interface Matrix Deposition Technique. Materials 2023, 16, 1479. https://doi.org/10.3390/ma16041479 * Mielczarek P., Słowik T., Kotlińska J.H., Suder P., Bodzoń-Kułakowska A. The study of derivatization prior MALDI MSI analysis – charge tagging based on the cholesterol and betaine aldehyde. Molecules 2021, 26, 2737, DOI: 10.3390/molecules26092737 * Bodzon-Kulakowska A, Arena R, Mielczarek P, Hartman K, Kozoł P, Gibuła-Tarlowska E, Wrobel TP, Gąsior Ł, Polański Z, Ptak GE, Suder P. Mouse single oocyte imaging by MALDI-TOF MS for lipidomics. Cytotechnology. 2020 Jun;72(3):455-468. doi: 10.1007/s10616-020-00393-9. Epub 2020 Apr 9. PMID: 32274610; PMCID: PMC7225219.\\ * Milewska A, Ner-Kluza J, Dabrowska A, Bodzon-Kulakowska A, Pyrc K, Suder P. MASS SPECTROMETRY IN VIROLOGICAL SCIENCES. Mass Spectrom Rev. 2020 Sep;39(5-6):499-522. doi: 10.1002/mas.21617. Epub 2019 Dec 25. PMID: 31876329; PMCID: PMC7228374.\\ **Konferencje:** * Bodzon-Kulakowska A., Mielczarek P., Kret P., Suder P. Spektrometria mas jako technika obrazowania powierzchni. XXII Studenckie Spotkania Chemiczne, AGH Kraków, 13 – 14, 04.2023 * Bodzon-Kulakowska A., Mielczarek P., Hareżlak M., Samek A., Suder P. Analysis of cholesterol in the tssue sections by MALDI MSI approach, 39th Informal Mmeeting on Mass Spectrometry, Sorbonne Université, Paris, France 15th – 17th May 2023 (wykład) * Bodzon-Kulakowska A., Mielczarek P., Hareżlak M., Samek A., Suder P., Cholesterol and glucose analysis in the tissue sections by MALDI MSI approach, 5th Central European Biomedical Congress - Future trends in health interventions Kraków, Poland May 29 - June 1, 2023 (wykład) * Kret P. Bodzoń-Kułakowska A. Mielczarek P. Suder P.MALDI MSI analysis of proteins with wet-interface matrix deposition 39th Informal Meeting on Mass Spectrometry, Sorbonne Université, Paris, France 15th – 17th May 2023. (poster) * Bodzoń-Kułakowska A. Mielczarek P. Suder P. Which matrix to choose, that is the question?. OurCon2021: The International Mass Spectrometry Imaging Conference Sheffield UK, October 12-13, 2021 (on-line) {{ :katedra_biochemii_i_neurobiologii:bodzon-kulakowska_1515.pdf |(poster)}} * Bodzoń-Kułakowska A. Mielczarek P. Młodawska W. Nosal B. Suder P. Matrix deposition optimization during MALDI MSI analysis of oocytes. 9th Congress of the Society for Reproductive Biology (TBR), 02-04.09.2021, Poznań (on-line) * Górka A., Bodzoń-Kułakowska A., Mielczarek P., Hartman K., Suder P., Obrazowanie powierzchni za pomocą spektrometrii mas jako technika badająca wpływ leków na tkanki, III Poznańska Konferencja Naukowo – Szkoleniowa, „Współczesna analityka farmaceutyczna i biomedyczna w ochronie zdrowia”, Poznań, 4-5 czerwiec 2020 (poster).\\ * Antolak A., Bodzon-Kulakowska A., Gibula-Bruzda E., Marszalek-Grabska M., Kotlinska J., Suder P., ATP Synthase activity of selected brain structures in morphine addiction, Neuronus 2020 IBRO Neuroscience Forum, 8-11.12.2020 (poster)\\
**Opis projektu:** Morfina jest substancją towarzyszącą nam od wieków. Wykorzystywana jest zarówno z uwagi na swoje działanie przeciwbólowe, jak i z powodu wywoływania uczucia euforii, dobrego samopoczucia, relaksacji. Z jej pozytywnym – przeciwbólowym działaniem wiążą się efekty uboczne, takie jak rozwój tolerancji, zaburzenia oddychania i inne niekorzystne zmiany. Używanie jej jako substancji poprawiającej nastrój prowadzi do rozwoju uzależnienia, które jest złożoną chorobą centralnego układu nerwowego, stającą się coraz większym problemem społecznym. W tym kontekście warto wspomnieć chociażby o coraz częstszym uzależnieniu od nieodpowiednio przyjmowanych opioidowych środków przeciwbólowych. W naszym projekcie chcemy zastosować technikę obrazowania powierzchni za pomocą spektrometrii mas ze źródłem jonów typu MALDI. Jest to nowoczesna metoda analityczna, pozwalająca na zidentyfikowanie substancji znajdujących się na badanej powierzchni (np. na przekroju tkanki) i na określenie ich rozmieszczenia. W zakresie nauk biologicznych pozwala badać skrawki tkanek pochodzących z określonego organu. Jeżeli w czasie eksperymentu porównujemy skrawki pochodzące z tkanki pobranej od zwierzęcia kontrolnego i uzależnionego od morfiny możemy, przez porównanie, zbadać jak zmienia się ilość, czy rozmieszczenie substancji na których wykrywanie nastawiony jest nasz eksperyment. Tym sposobem, używając źródła jonów typu MALDI możemy prześledzić jak morfina wpływa na zawartość lub modyfikacje lipidów, białek, czy niskocząsteczkowych metabolitów, znajdujących się w analizowanym materiale. Technika obrazowania powierzchni za pomocą spektrometrii mas ma tę przewagę nad klasycznymi metodami, że nie wymaga zniszczenia struktury materiału przed analizą (homogenizacji) i zachowuje informację o przestrzennym rozmieszczeniu cząsteczek. Tym samym, dysponując skrawkami pochodzącymi na przykład z mózgu szczura, możemy prześledzić zmiany molekularne, mające miejsce w różnych jego strukturach biorących udział w procesie uzależnienia. W naszym laboratorium zajmujemy się badaniem zmian molekularnych towarzyszących podaniu morfiny. Do tej pory prace te prowadzone były technikami proteomicznymi. Badania wskazały białka zaangażowane w proces uzależnienia i na tej podstawie pozwoliły na wysnucie wniosku, że metabolizm energetyczny komórki prawdopodobnie jest zaburzony przez podanie tej substancji. Obecnie proponowane badania mają na celu zbadanie jak morfina wpływa na poziom metabolitów niskocząsteczkowych, związanych z metabolizmem energetycznym i będą stanowić rozszerzenie wcześniejszych prac. Dodatkowo uzyskane wyniki z analizy zmian w białkach będą mogły zostać skonfrontowane z wcześniej uzyskanymi danymi, co pozwoli na ich weryfikację i ewentualne potwierdzenie roli określonych białek w procesie uzależnienia dwiema niezależnymi technikami – co również ma dużą wartość poznawczą. Mamy nadzieję, że proponowane badania wskażą kluczowe substancje, których ilość istotnie ulega zmianie pod wpływem działania morfiny i tym samym zaburza funkcjonowanie prawidłowego metabolizmu komórki. Po ich zidentyfikowaniu będzie można starać się podjąć takie działania, żeby zaburzony metabolizm z powrotem przywrócić w stan równowagi i tym samym znaleźć sposób na zniwelowanie efektów ubocznych działania morfiny w terapii przewlekłego bólu, jak i uzyskać możliwość pomocy osobom uzależnionym. {{:katedra_biochemii_i_neurobiologii:kierunki_studiow:biochemia_wyklad.png?400 |}}