Hadrony, terapie przeciwnowotworowe, ocena wieku zabytków – prace badawcze naukowców PK wesprze NCN

 

Tajemnice hadronów

 

W projekcie pt. “Nowe spojrzenie na strukturę hadronów w zderzaczach elektron-jądro” badacze z Politechniki Krakowskiej współpracować będą z pracownikami Uniwersytetu Rzeszowskiego oraz Instytutu Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk. NCN przeznaczył na realizację badań 1 564 276 zł, z tego 506 788 zł na prace prowadzone na PK, którymi kierować będzie dr inż. Agnieszka Łuszczak z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki PK. – Grant będzie realizowany we współpracy międzynarodowej z naukowcami z ośrodka CERN w Szwajcarii oraz Lund w Szwecji. Częściowo nawiązuje do badań, które realizowałam (w tamach programu MINIATURA NCN) podczas pobytu badawczego w ośrodku DESY w Hamburgu. Tym razem chcemy przeanalizować szereg problemów dotyczących struktury hadronów, które mogą być badane na zderzaczu elektronowo – jonowym (EIC), który powstanie w laboratorium w Brookhaven w USA. Ostatnio podjęto decyzję o budowie – mówi dr inż. Agnieszka Łuszczak.

 

Takie akceleratory wykorzystują wysokoenergetyczne wiązki elektronów do badania struktury materii na odległościach 100 000 razy mniejszych niż rozmiar atomu. – Będą tam studiowane zderzenia elektronów i protonów oraz elektronów i jąder w szerokim zakresie energii. Zderzacz ten będzie miał świetlność około tysiąc razy większą niż wcześniejszy zderzacz HERA (Hadron-Elektron-Ringanlage), który działał w ośrodku DESY w Hamburgu w latach 1992-2007 – mówi członkini zespołu dr hab. Agnieszka Łuszczak, prof. PK z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki Politechniki Krakowskiej.

 

Zespół planuje przedstawić opis teoretyczny i wykonać symulacje numeryczne szerokiego zakresu procesów występujących w tego typu reakcjach. - Wyniki badań pozwolą lepiej zrozumieć i opisać strukturę hadronów, które stanowią około 95 % masy Wszechświata. Wypracowane zostaną metody teoretyczne oraz dostarczone programy komputerowe i symulacje, które będą opisywały procesy w zderzeniach elektron- jadro w nowym eksperymencie EIC i mogą posłużyć eksperymentatorom do dalszych dabań - wyjaśnia dr inż. Agnieszka Łuszczak.

 

Energia zużywana w budynkach i jak ją odzyskać

 

“Budowanie elastyczności energetycznej: Mechanizmy i możliwości” to projekt realizowany wspólnie z Politechniką Opolską, dofinansowany w kwocie 955 000 zł. Elastyczność energetyczna budynku to zdolność do zarządzania jego zapotrzebowaniem i wytwarzaniem energii zgodnie z lokalnymi warunkami klimatycznymi. Wysoka elastyczność pozwala na takie zarządzanie energią niezbędną do poprawnego funkcjonowania budowli, aby wykorzystywać jej jak najwięcej w możliwie jak najbardziej efektywny sposób. Badania projektowe będą zmierzały do poszukiwania najlepszych ku temu metod, a także sposobów na skutecznie odzyskiwanie energii – głównie elektrycznej, ale też na przykład cieplnej – z różnych źródeł po to, aby ponownie ją wykorzystywać.

 

– Elastyczność energetyczna budynku może zapewnić wyjątkowe możliwości skutecznego zarządzania zapotrzebowaniem i komfortem cieplnym użytkowników, w szczególności w ekstremalnych warunkach pogodowych. Może również stanowić element elastycznych usług sieciowych i przyspieszyć przejście na niskoemisyjną przyszłość energetyczną – wyjaśniają autorzy projektu.

 

W zespole badawczym projektu ze strony PK będzie m.in. dr hab. inż. Maciej Sułowicz, prof. PK. dziekan Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej. Pierwsze spotkanie zespołu zostało wyznaczone na 21 czerwca tego roku. Wtedy też zostaną podjęte decyzje co do kierunków działań, a także podział obowiązków.

 

Nowa metoda leczenia raka płuc?

 

Badacze i badaczki Politechniki Krakowskiej, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu oraz Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy zajmą się problematyką nowotworów w projekcie o nazwie “Celowanie w kinazę adenylanową 4 (AK4) jako nowy paradygmat w leczeniu niedrobnokomórkowego raka płuc: odkrycie i ewaluacja pierwszych małocząsteczkowych inhibitorów.” Projekt został dofinansowany kwotą 1 564 317 zł. Ze strony PK w badaniach uczestniczył będzie dr inż. Przemysław Zaręba z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej.

 

Jak wyjaśniają autorzy projektu, jego pilność wynika z faktu, że rak płuc jest najczęściej diagnozowanym nowotworem i główną przyczyną zgonów z powodu nowotworów u mężczyzn i kobiet na całym świecie: Metabolizm komórki, mitochondria i mikrośrodowisko nowotworu stanowią ważne cele farmakologiczne dla opracowania nowych leków przeciwnowotworowych. Kinaza adenylanowa 4 (AK4) jest enzymem obecnym w mitochondriach komórki, który reguluje metabolizm i homeostazę nukleotydów adeninowych i guaninowych. W ciągu ostatniej dekady ludzka AK4 stała się nowym markerem diagnostycznym i prognostycznym oraz celem terapeutycznym dla różnych rodzajów raka, w szczególności raka płuc. Stwierdzono, że AK4 reguluje różne procesy związane z biologią i patologią komórek (np. wzrost i śmierć komórki, oddychanie komórkowe, przerzutowanie komórek nowotworowych oraz oporność na leki przeciwnowotworowe i radioterapię). AK4 zmienia metabolizm komórkowy, aby promować wzrost nowotworu i przerzuty. Jednak brak zatwierdzonych leków celujących w kinazę AK4 czy jakichkolwiek obiecujących selektywnych inhibitorów (spowalniaczy) tego enzymu utrudnia badania nad znaczeniem patologicznym i potencjałem terapeutycznym AK4 w różnych jednostkach klinicznych. Podejście odwrotnej farmakologii, które polega na testowaniu bibliotek związków na interesującym nas celu (np. enzym, receptor), jest pierwszym krokiem w nowoczesnym odkrywaniu leków.

 

- Celem zaplanowanych badań jest odkrycie małocząsteczkowych inhibitorów ludzkiej AK4 na podstawie wysokoprzepustowe badanie przesiewowe, a następnie synteza i szczegółowa charakterystyka fizykochemiczna i strukturalna ich pochodnych oraz ocena aktywności biologicznej. Realizacja projektu badawczego kładzie podwaliny pod nowatorskie terapie raka płuc i innych chorób, w których rozwoju i progresji odkryto patologiczną rolę AK4. Naszym zadaniem na PK będzie otrzymywanie cząsteczek, które w kolejnym kroku będą poddawane badaniom biologicznym - mówi dr inz. Przemysław Zaręba z WiTCh PK.

 

Cząsteczki węgla w zaprawach murarskich kluczem do wieku zabytków

 

„Chronologia bezwzględna zabytkowych budowli na podstawie analizy radiowęglowej zapraw murarskich” to projekt realizowany w konsorcjum z Akademią Górniczo-Hutniczą. NCN przeznaczyło na ten z kolei projekt 1 253 842 zł. Głównym celem badań jest wyjaśnienie datowania kluczowych obiektów polskiej architektury z okresu panowania Piastów z wykorzystaniem najnowszego spektrometru masowego jonów dodatnich (PIMS), który umożliwia pomiar próbek w postaci dwutlenku węgla.

 

Ze względu na brak źródeł pisanych dla początków państwa polskiego, do niedawna datowanie budowli wzniesionych między X a pierwszą połową XIII wieku opierało się głównie na stratygrafii archeologicznej, czyli badaniu warstw materii na obiektach, gruntów pod nimi czy szczątków istot żywych znajdowanych w okolicy. Autorzy projektu proponują inne podejście – badanie zapraw murarskich jako potencjalnie lepszą i dokładniejszą opcję. Zaprawy zawierają węgielki spalonego drewna i to właśnie one pomagają sprecyzować datę powstania zaprawy, a zarazem obiektu. – Do tego dochodzi datowanie dendrologiczne. Są też metody związane z analizą detalu, technik budowlanych i nawarstwień archeologicznych. W ten sposób szacujemy wiek obiektu na zasadzie chronologii względnej, czyli oceny czy dany obiekt jest starszy lub młodszy od innego, a także chronologii bezwzględnej, czyli wskazania, w jakich latach dany obiekt powstawał – mówi dr hab. Klaudia Stala, prof. PK.

 

Zespół Politechniki Krakowskiej zajmuje się głównie wytypowaniem obiektów, które będą właściwe do badań. Wybrano ich w sumie 18 zlokalizowanych w historycznych dzielnicach: Małopolsce i na Dolnym Śląsku, reprezentujących korpus architektury w okresie X-XIII wieku. W Krakowie są to między innymi wawelskie obiekty wczesnoromańskie: rotunda św. Feliksa i Adaukta, kościół św. Gereona, tzw. sala na 24 słupach, rotunda „B”, oraz kościoły św. Wojciecha i Najświętszego Salwatora i tynieckie Opactwo Benedyktynów. W skład zespołu badawczego wchodzą z Politechniki: dr hab. Klaudia Stala, dr inż. arch. Dominik Przygodzki, dr sztuki i konserwatorka malarstwa Katarzyna Kołodziejczyk oraz prof. dr hab. inż. arch. Andrzej Kadłuczka.