Unikatowy w skali kraju kurs pozwala studentom farmacji na Uniwersytecie Medycznym we Wrocławiu wcielić się w prawdziwych badaczy. Mogą nie tylko obserwować, ale też samodzielnie tworzyć cały proces biotechnologiczny, przechodząc wszystkie jego etapy. Zwykle z możliwości podobnych laboratoriów korzysta się w związku z badaniami naukowymi, a nie na poziomie kształcenia uniwersyteckiego.
Kurs biotechnologii farmaceutycznej w laboratorium prowadzony jest w Zakładzie Biotechnologii Farmaceutycznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Jego adresatami są studenci trzeciego roku farmacji (wcześniej był dostępny dla studentów V roku). To wyjątkowa w skali kraju forma zajęć, w ramach których studenci mogą zapoznać się z procesami biotechnologicznymi od podstaw, prowadząc samodzielnie hodowlę bogatego w substancje biologicznie czynne materiału roślinnego w warunkach in vitro.
Rośliny, nawet te najbardziej niepozorne, są jak gigantyczna fabryka chemiczna. Produkują wiele związków, z których część jest dla człowieka cenna ze względu na lecznicze właściwości. Znajdują zastosowanie w farmacji czy kosmetologii, ale żeby z nich korzystać na masową skalę, nie wystarczą tradycyjne uprawy. Tylko w warunkach laboratoryjnych można wyeliminować niekorzystne czynniki środowiska, stwarzając swoistym roślinnym bioreaktorom warunki do produkcji farmakologicznie czynnych substancji, zwanych inaczej metabolitami wyspecjalizowanymi. Laboratorium Zakładu Biotechnologii Farmaceutycznej zostało stworzone specjalnie do tego celu – tłumaczy dr hab. Sylwia Zielińska, kierownik Zakładu Biotechnologii Farmaceutycznej.
Od prawie 20 lat kontynuuje zapoczątkowaną przez prof. Adama Matkowskiego tematykę badawczą opartą na roślinnych hodowlach tkankowych. Czuwała m.in. nad projektem wykonania i wyposażenia laboratorium roślinnych kultur in vitro w nowej siedzibie Wydziału Farmaceutycznego. Wraz z zespołem wciąż udoskonala techniki badawcze i doposaża laboratorium kultur in vitro, podejmując liczne współprace krajowe i zagraniczne, a także zdobywając fundusze z grantów badawczych.
W laboratorium, służącemu nie tylko pracom naukowym, ale też dydaktycznym, znajdują się pokoje hodowlane (tzw. fitotrony) oraz mniejsze mobilne komory fitotronowe wyposażone w najnowocześniejszy typ oświetlenia, regulację temperatury i wilgotności, umożliwiające sterowanie kierunkiem odpowiedzi morfogenetycznej hodowanych organów i tkanek roślinnych. Kultury in vitro prowadzone są na mniejszą i większą skalę w zależności od potrzeb. W tym celu stosuje się m.in. kolby umieszczane na wytrząsarkach czy łańcuchowe systemy bioreaktorowe zapewniające reżim hodowlany.
W czasie ćwiczeń laboratoryjnych studenci pracują na żywych obiektach, ucząc się inicjacji kultur in vitro, a następnie hodowli wyselekcjonowanego materiału i obserwacji procesu produkcji w nich substancji leczniczych. Najlepszymi modelowymi gatunkami roślin do celów dydaktycznych są te, które w relatywnie krótkim czasie wielokrotnie zwiększają swoją biomasę i produkują duże ilości substancji o charakterze barwnym wydzielanych do podłoży hodowlanych. Dzięki takiemu podejściu studenci są w stanie ocenić wynik zabiegów biotechnologicznych, których się podjęli w celu pozyskania związków farmakologicznie czynnych z żywych organizmów. Transfer materiału i hodowle odbywają się w ścisłym reżimie warunków aseptycznych.
Studenci uczą się m.in. jak manipulować żywym obiektem na potrzeby produkcji związków leczniczych. Uczestniczą w prostych zabiegach opierających się na suplementacji podłoży hodowlanych prekursorami związków docelowych, składnikami odżywczymi czy elicytorami biotycznymi i abiotycznymi, poznają też techniki transformacji materiału roślinnego przy pomocy wektora bakteryjnego – popularnie stosowanego Agrobacterium rhizogenes.
Szczególnie cenna w hodowli jest tkanka przyranna, zwana kalusem, wykształcana przez rośliny w miejscach ich zranienia. Jest to grupa komórek niezróżnicowanych histologicznie, jednak zdolnych do produkcji związków biologicznie czynnych. Z pojedynczej komórki kalusowej możliwe jest także odtworzenie całego organizmu potomnego. To właściwość roślin odróżniająca je od świata zwierząt, czyli tzw. totipotencja morfologiczna i chemiczna, niezwykle cenna cecha w procesie pozyskiwania substancji leczniczych ze źródeł naturalnych – tłumaczy dr hab. Sylwia Zielińska.
Alicja Giedroyć, źródło: UWM