Wykorzystanie właściwości ludzkich wczesnych komórek β w celu udoskonalenia wytwarzania komórek produkujących insulinę w warunkach in vitro - kierownik dr Katarzyna Błaszczyk

Konkurs do projektu w ramach dodatkowej puli miejsc do Szkoły Doktorskiej Nauk Przyrodniczych UAM w dyscyplinie: nauki biologiczne

Opis projektu

 Komórki β trzustki są jedynymi komórkami w ludzkim organizmie, które mogą wytwarzać insulinę, hormon odpowiedzialny za kontrolowanie metabolizmu glukozy, a utrata lub dysfunkcja komórek β prowadzi do cukrzycy, nazwanej przez WHO globalną epidemią. Ponad 400 milionów ludzi na całym świecie cierpi na cukrzycę, a ponad 1,5 miliona umiera rocznie z powodu powikłań wywołanych cukrzycą. Obecnie dostępne terapie wymagają zewnętrznego podawania insuliny lub leków hipoglikemizujących oraz stałego monitorowania poziomu cukru we krwi. Z tego powodu wkłada się ogromne wysiłki w opracowanie terapii zastępowania komórek, w ramach której komórki β otrzymane w laboratorium z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (ang. hPSC) mogłyby być przeszczepiane pacjentom. Jednak jak dotąd metody generowania komórek β nie dostarczają ich w liczbie i jakości potrzebnej do zastosowania w terapii na dużą skalę. To czego potrzebujemy, to stale namnażająca się pula ludzkich komórek β pochodzących z hPSC, które zachowują swoją zdolność funkcjonalną przez długi czas. Celem mojego projektu jest identyfikacja nowych sygnałów i mechanizmów regulujących proliferację i rozwój komórek β. Skoncentrujemy się na wczesnych komórkach β podobnych do płodowych. Wczesne komórki β różnią się od dorosłych pod względem fizjologicznym a zwłaszcza zdolnością do proliferacji. Wczesne komórki β wykazują większą zdolność do proliferacji niż dorosłe komórki β ale nie mają jeszcze dobrze rozwiniętej umiejętności do wydzielania insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą. Komórki β powstałe w procesie ukierunkowanego różnicowania z hPSC pod względem proliferacji i fizjologii przypominają bardziej wczesne płodowe komórki β aniżeli dorosłe. Niektóre badania sugerują, że wzrost proliferacji ludzkich komórek β jest związany z ich obniżoną funkcjonalnością, czyli albo proliferujesz albo wydzielasz insulinę. Obserwacje te rodzą ważne pytanie, czy proliferacja i funkcjonalność muszą się wzajemnie wykluczać w komórkach β? Różnice w zdolności do namnażania i funkcjonowania między wczesnymi a dorosłymi komórkami β można przynajmniej częściowo wytłumaczyć sygnałami pochodzącymi z otaczającego je mikrośrodowiska - macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. ECM). ECM to coś więcej niż pasywny system wsparcia i rezerwuar makrocząsteczek, takich jak czynniki wzrostu czy cytokiny. ECM reprezentuje dynamiczne mikrośrodowisko a jego organizacja różni się znacznie między tkankami rozwijającymi się a już ukształtowanymi. Na podstawie literatury i naszych wstępnych obserwacji stawiamy hipotezę, że składniki macierzy zewnątrzkomórkowej odgrywają kluczową rolę w proliferacji, różnicowaniu i funkcjonowaniu komórek β, a skład macierzy zewnątrzkomórkowej ma kluczowe znaczenie w utrzymaniu równowagi pomiędzy dojrzałością funkcjonalną a zdolnością proliferacyjną komórek β. W obecnym projekcie skupimy się głównie na białku SPOCK2 – komponencie ECM, które jest produkowane w nowonarodzonych komórkach β i ich prekursorach. Na podstawie naszych wstępnych wyników stawiamy hipotezę, że SPOCK2 reguluje proliferację i funkcję ludzkich wczesnych komórek β trzustki oraz że, SPOCK2 odgrywa rolę w powstawaniu komórek β w warunkach in vitro. Aby rozwiązać te problemy:

1) określimy rolę SPOCK2 we wczesnej proliferacji i funkcjonowaniu ludzkich komórek β trzustki. Zidentyfikowaliśmy SPOCK2 jako potencjalny, nowy inhibitor proliferacji komórek β, teraz będziemy szerzej badać wpływ SPOCK2 na proliferację i fizjologię komórek β.

2) określimy, w jaki sposób SPOCK2 kontroluje ekspansję ludzkich wczesnych komórek β trzustki. Zbadamy mechanizmy molekularne związane z proliferacją komórek β zależne od SPOCK2.

3) określimy rolę SPOCK2 na poszczególnych etapach rozwoju ludzkich komórek β in vitro. Uzyskamy wgląd w funkcjonalne zmiany komórek β z niedoborem SPOCK2 i znaczenia SPOCK2 dla rozwoju trzustki człowieka.

Korzystając min. z zaawansowanych technik mikroskopowych, sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek (ang. scRNA-seq) i mysich modeli scharakteryzujemy nowo wygenerowane ludzkie komórki β porównując je do dorosłych i wyjaśnimy kluczową rolę SPOCK2 w ich powstawaniu i proliferacji. Nasze badania przyczynią się do udoskonalenia procedur generowania ludzkich komórek β, które stanowić mogą atrakcyjną platformę do badań podstawowych, do modelowania cukrzycy, jak również do wysokoprzepustowego testowania leków czy wreszcie mogą być wykorzystane w medycynie regeneracyjnej w terapiach komórkowych dla pacjentów z cukrzycą.  

Wymagane kwalifikacje:

· ukończone studia II stopnia, kierunek: biologia molekularna, biologia komórki, biologia rozwojowa lub biochemia

· doświadczenie w pracy laboratoryjnej w tym podstawowe umiejętności z zakresu technik biologii molekularnych i kultur komórkowych mile widziane

· wiedza z obszaru biotechnologii i biologii rozwoju

· ciekawość naukowa, wysoka motywacja i entuzjazm, niezależność i rzetelność

· umiejętność pracy w zespole

· znajomość języka angielskiego w mowie i piśmie pozwalającym na czytanie oraz pisanie prac naukowych, a także swobodną komunikację werbalną.

Kierownik projektu: dr Katarzyna Błaszczyk UMO-2022/47/D/NZ3/02068

Rekrutacja

Komisja Rekrutacyjna

• dr Katarzyna Błaszczyk – przewodnicząca komisji
• dr hab. prof. UAM Małgorzata Borowiak – członek komisji
• dr hab. prof. UAM Maciej Łałowski – członek komisji
• dr hab. prof. UAM Anita Szwed – członek komisji
• prof. dr hab. Hanna Kmita - członek komisji
• dr Wojciech Szlachcic – sekretarz komisji.  

Harmonogram rekrutacji:

Opłata rekrutacyjna

Opłata rekrutacyjna do szkoły doktorskiej wynosi 300 zł.

Forma postępowania kwalifikacyjnego

Język postępowania kwalifikacyjnego, w tym rozmowy kwalifikacyjnej

Język polski lub języku angielskim. 

Wymagane dokumenty  

Osoba ubiegająca się o przyjęcie do Szkoły Doktorskiej rejestruje sie w systemie IRK (Interentowa Rejestracja Kandydata) i składa dokumenty w formie elektronicznej.

Kandydat zobowiązany jest do:  

1)     wypełnienia formularza rejestracyjnego i załączenia zdjęcia w wersji elektronicznej o wymiarach 20 mm x 25 mm w rozdzielczości co najmniej 300 dpi;

2)     określenia dyscypliny naukowej, w której kandydat będzie odbywał kształcenie w szkole doktorskiej;

3)     wyrażenia zgody na przetwarzanie danych osobowych na potrzeby rekrutacji;

4)     wprowadzenia wyników z egzaminów dyplomowych;

5)     załączenia CV;

6)     załączenia skanu listu motywacyjnego podpisanego odręcznie wraz ze wskazaniem dyscypliny naukowej, w której kandydat chciałby uzyskać stopień naukowy doktora;

7)     załączenia skanu odpisu dyplomu ukończenia studiów wyższych, potwierdzającego uzyskanie kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji, a w przypadku absolwentów z roku akademickiego 2023/2024, którym nie został wydany jeszcze dyplom, zaświadczenia o uzyskaniu kwalifikacji na poziomie 7. Polskiej Ramy Kwalifikacji. W przypadku kandydatów, którzy ubiegają się o przyjęcie do szkoły doktorskiej na podstawie najwyższej jakości osiągnięć naukowych wymagany jest odpowiednio: dla absolwentów studiów pierwszego stopnia dyplom ukończenia tych studiów wraz z suplementem a dla studentów po ukończonym 3 roku jednolitych studiów magisterskich zaświadczenie o uzyskanej średniej studiów z lat 1-3 wraz z kartą przebiegu studiów;

8)     załączenia skanu podpisanego odręcznie oświadczenia o niepodjęciu kształcenia w innej szkole doktorskiej oraz o nieposiadaniu stopnia doktora;

9)     załączenia skanu podpisanego odręcznie oświadczenia o udokumentowanych osiągnięciach oraz dokumentów potwierdzających te osiągnięcia  (tłumaczenie na język polski lub angielski)  należy wskazać osiągnięcia podlegające ocenie:

a)  w liczbie do 3 – w przypadku osiągnięć naukowych;

b)  w liczbie do 3 – w przypadku innych osiągnięć

- zgodnych z kryteriami, o których mowa w § 10.

10) załączenia skanu podpisanej odręcznie propozycji autorskiego projektu badawczego a w przypadku rekrutacji w związku z realizacją projektu badawczego – autorskiej koncepcji realizacji projektu grantowego, wraz z bibliografią (do 8 stron standardowego maszynopisu, maks. 15 000 znaków ze spacjami);

11) załączenia skanu pobranego z systemu IRK podpisanego odręcznie podania o przyjęcie do szkoły doktorskiej;

       12) wniesienia opłaty rekrutacyjnej,

 

  Osoby, które uzyskały niezbędne wykształcenie poza terenem Rzeczypospolitej Polskiej, składają dodatkowo: 

• potwierdzoną za zgodność z oryginałem kserokopię dokumentu poświadczającego wykształcenie – dyplom z suplementem studiów pierwszego stopnia (Bachelor degree) i dyplom z suplementem studiów drugiego stopnia (MSc, MA) w języku oryginalnym i w poświadczonym tłumaczeniu na język angielski lub na język polski;
• kserokopię paszportu.

Kryteria oceny

W postępowaniu rekrutacyjnym uwzględnia się:

 1)     ocenę z dyplomu studiów drugiego stopnia, jednolitych magisterskich, nie więcej niż 10 pkt; w przypadku kandydatów, którzy ubiegają się o przyjęcie na podstawie najwyższej jakości osiągnięć naukowych („Perły Nauki”), 10 pkt;

 2)     ocenę dotychczasowej aktywności naukowej oraz osiągnięć naukowych kandydata; kandydat wskazuje do oceny maksymalnie trzy udokumentowane osiągnięcia naukowe, zgodne z kryteriami osiągnięć kandydata przyjętymi przez komisję rekrutacyjną dla danej dyscypliny; nie więcej niż 15 pkt;

 3)     inną udokumentowaną działalność kandydata, na podstawie wskazanych przez kandydata maksimum trzech osiągnięć zgodnych z kryteriami osiągnięć kandydata przyjętymi przez komisję rekrutacyjną dla danej dyscypliny, nie więcej niż 5 pkt;

 4)     wynik rozmowy kwalifikacyjnej, przy czym zakres rozmowy kwalifikacyjnej obejmuje:

 a)     wiedzę oraz kompetencje kandydata istotne dla planowanych badań oraz właściwe dla wskazanej dyscypliny naukowej,

 b)     elementy metodologii badań właściwe dla wskazanej dyscypliny.

 Za rozmowę kwalifikacyjną można otrzymać nie więcej niż 50 pkt; maksymalny czas trwania rozmowy kwalifikacyjnej może wynieść 30 minut.

 5)     ocenę przygotowanego na potrzeby rekrutacji projektu badawczego (nie więcej niż 20 pkt), ze szczególnym uwzględnieniem:

 a)     umiejętności sformułowania celu badań oraz przedstawienia problemu badawczego;

 b)     pomysłu badawczego oraz umiejętności zaproponowania sposobu rozwiązania;

 c)     metodologii właściwej dla wskazanej dyscypliny;

 d)     znajomości stanu badań wraz z podstawową bibliografią.

Warunki przyjęcia do szkoły doktorskiej

Maksymalna liczba punktów to 100 punktów. Warunkiem przyjęcia do szkoły doktorskiej jest znalezienie się na liście rankingowej, w obrębie limitu miejsc dla danej dyscypliny naukowej i uzyskania minimum 60 punktów z całości postępowania kwalifikacyjnego.

Program kształcenia

Kształcenie w szkole doktorskiej trwa 8 semestrów. Kształcenie  prowadzone jest na podstawie ramowego planu kształcenia oraz indywidualnego planu badawczego i kończy się złożeniem rozprawy doktorskiej.

Ramowy plan kształcenia  w szkole doktorskiej obejmuje katalog modułów zajęć obowiązkowych, obowiązkowych do wyboru i fakultatywnych wraz z:

1)    określeniem ich harmonogramu

2)    sposobem ich realizacji

3)    weryfikacją efektów uczenia się.

Promotorzy

Doktorant pracuje pod kierunkiem promotora lub promotorów albo promotora i promotora pomocniczego, którzy będą wyznaczeni w terminie 3 miesięcy od rozpoczęcia kształcenia w szkole doktorskiej.

Stypendia

 Wysokość stypendium wynosi 5000 PLN brutto-brutto