Aktywności
Facebook
UMED logo kolorowe

Zakład Biologii i Botaniki
Farmaceutycznej

Zakład Botaniki i Biologii Farmaceutycznej prowadzi badania naukowe z zakresu biotechnologii roślin leczniczych. Główne kierunki badań to:

Kultury in vitro roślin leczniczych

Prowadzone są badania dotyczące otrzymywania kultur organów i kultur komórkowych: kalusowych i zawiesinowych roślin leczniczych. Kultury komórkowe prowadzono dla następujących gatunków: Arnica montana, licznych gatunków z rodzaju szałwia: Salvia officinalis, S. sclarea, S. przewalskii, S. nemorosa, S. miltiorrhiza, S. viridis, S. bulleyana, S. atropatana, S. austriaca, Centaurium erythraea, Dracocephalum moldavica. D. forrestii, Harpagophytum procumbens, Plantago asiatica, Rehmannia glutinosa, Scutellaria altissima, S. alpina, Codonopsis pilosula, Leonotis nepetifolia. W otrzymanych kulturach określa się zawartość metabolitów wtórnych. Prowadzone są badania cytologiczne oraz ocena ploidalności tych kultur.

Mikrorozmnażanie roślin leczniczych, rozwój sztucznych nasion

Prowadzone są badania nad mikrorozmnażaniem niektórych ważnych dla lecznictwa roślin. Dla rozmnażenia tych roślin w warunkach in vitro stosowane są metody: organogenezy (bezpośrednia i za pośrednictwem tkanki kalusowej), somatycznej embriogenezy oraz rozwój roślin z istniejącej już tkanki merystematycznej (np. wierzchołków pędów). Określane są warunki (skład podłoża, rodzaj i stężenie regulatorów wzrostu) korzystne dla otrzymania wysokiego współczynnika mnożenia. Kultur niektórych pędów prowadzono także na większą skalę w bioreaktorze aeroponicznym czy bioreaktorach z czasowym systemem zalewania: Plantform lub Rita. Prowadzone są również prace nad uzyskaniem syntetycznych nasion poprzez kapsułkowanie wierzchołków pędów lub/i korzeni. Następnie ocenia się zdolność do konwersji somatycznych nasion po przechowywaniu w niskiej temperaturze.

Genetyczna transformacja roślin przy pomocy Agrobacterium rhizogenes

W zakresie transformacji genetycznej roślin prowadzimy badania głównie nad otrzymaniem kultur transformowanych korzeni, zwanych również korzeniami włośnikowatymi lub transgenicznymi. Kultury prowadzone są na skalę laboratoryjną (kolby Erlenmeyera) i makro (bioreaktory). W naszym laboratorium otrzymane zostały korzenie transgeniczne Arnica montana, S. officinalis, S. sclarea, S. viridis, S. bulleyana, S. austriaca, S. przewalskii, S. miltiorrhiza, S. austriaca, Centaurium erythraea, Dracocephalum moldavica, D. forrestii, Harpagophytum procumbens, Rehmannia glutinosa. Z korzeni transformowanych niektórych roślin otrzymaliśmy całe transgeniczne rośliny (Centaurium erythraea, Rehmannia glutinosa. S. bulleyana). Kultury korzeni i transgeniczne rośliny są badane pod kątem wytwarzania biologicznie czynnych metabolitów i ich aktywności ze szczególnym naciskiem na poszukiwania nowych źródeł nowych potencjalnie biologicznie aktywnych cennych metabolitów wtórnych. Dążymy też do zwiększania skali hodowli.

Wytwarzanie metabolitów wtórnych w roślinnych kulturach in vitro

Otrzymywane kultury in vitro roślin leczniczych (kultury kalusowe, zawiesinowe, pędów, korzeni) i całe zregenerowane rośliny badane są fitochemicznie pod kątem wytwarzania ważnych dla lecznictwa, kosmetologii i przemysłu spożywczego metabolitów wtórnych. Badania te obejmują optymalizacje warunków ekstrakcji (dobór rozpuszczalnika oraz techniki procesu: wytrząsanie orbitalne, ekstrakcja aparatem Soxhlett’a i/lub w ultradźwiękach, jak również wstępne oczyszczanie poprzez ekstrakcję ciecz-ciecz) oraz wydajnej izolacji technikami chromatograficznymi (separacja analitów techniką NP-TLC i RP-TLC, flash, semipreparatywną oraz preparatywną HPLC). W ramach analiz fitochemicznych, po zidentyfikowaniu struktury chemicznej głównych składników-metabolitów wtórnych, badane ekstrakty pochodzenia roślinnego poddawane są analizie ilościowej technikami HPLC-DAD oraz UHPLC-DAD-FLD w celu dokonania oceny potencjału biosyntetycznego prowadzonych roślinnych kultur in vitro. Głównymi grupami metabolitów wtórnych, będącymi w obszarze zainteresowań naukowych Zakładu są: związki polifenolowe (S. viridis, S. bulleyana, Dracocephalum moldavica. D. forrestii), glikozydy sekoirydoidowe i irydoidowe (Centaurium erythraea, Harpagophytum procumbens, Rehmannia glutinosa), diterpeny i triterpeny (Salvia austriaca, S. przewalskii, S. miltiorrhiza), składniki olejku eterycznego (Arnica montana, Salvia przewalskii, S. sclarea), laktony seskwiterpenowe (Arnica montana). Ponadto dla zwiększenia wytwarzania metabolitów wtórnych w warunkach in vitro stosuj się selekcję wysokoproduktywnych linii komórkowych, dobór odpowiedniego podłoża i warunków hodowli oraz elicytację (jasmonian metylu, kwas salicylowy, różne rodzaje światła, ultradźwięki).

Uzyskane ekstrakty i związki poddawane są też badaniom biologicznym w celu oszacowania ich potencjału antyoksydacyjnego, cytostatycznego, przeciwzapalnego, przeciwbakteryjnego czy przeciwgrzybiczego.

  1. Zakład Farmakognozji, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
  2. Zakład Chemii Farmaceutycznej, Analizy Leków i Radioterapii, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
  3. Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Diagnostyki Mikrobiologicznej UM w Łodzi
  4. Zakład Opieki Koordynowanej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
  5. Katedra Biotechnologii Roślin i Grzybów Leczniczych, Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński
  6. Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Łódzka
  7. Katedra i Zakład Biologii Farmaceutycznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
  8. Zakład Neurogenetyki i Genomiki Funkcjonalnej, Instytutu Medycznego im. Mossakowskiego Polskiej Akademii Nauk w Warszawie
  9. Zakład Farmakognozji, Gdański Uniwersytet Medyczny
  10. Katedra Farmakognozji, Wydział Farmaceutyczny i Biochemii Uniwersytetu w Zagrzebiu
  11. Katedra Biologii i Biotechnologii Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu