Życiorys naukowy:

Mgr Kalina Andrysiak ukończyła studia magisterskie na kierunkach: Biologia (specjalizacja: biologia komórki) oraz Biotechnologia molekularna na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. W 2017 roku rozpoczęła studia doktoranckie pod opieką prof. Józefa Dulaka oraz dr Jacka Stępniewskiego, w ramach których bada mechanizmy rozwoju kardiomiopatii u pacjentów z dystrofią mięśniową Duchenne’a (DMD). Wykorzystuje do tego kardiomiocyty uzyskane z ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych oraz techniki edycji genów CRISPR/Cas9.

W trakcie studiów doktoranckich mgr Kalina Andrysiak odbyła trzy zagraniczne staże naukowe – dwa miesięczne staże na Uniwersytecie w Saragossie (we współpracy z firmą BeOnChip) oraz trzymiesięczny staż na Uniwersytecie Rutgersa w New Jersey. Badania, którymi zajmowała się w trakcie tych staży dotyczyły przygotowania systemu „serca na czipie” – modelu serca przeznaczonego do badania w warunkach in vitro chorób serca oraz odpowiedzi komórek serca na środki farmakologiczne.

W 2019 uzyskała grant naukowy na zbadanie roli utrofiny w kardiomiopatii u pacjentów z DMD w ramach konkursu PRELUDIUM organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki. W trakcie studiów doktoranckich mgr Kalina Andrysiak trzykrotnie otrzymała stypendium z dotacji projakościowej oraz dwukrotnie stypendium Rektora UJ. W ciągu ostatnich 5 lat ukazało się dziesięć prac naukowych oraz jedna praca przeglądowa z jej współautorstwem. 

Praca badawcza i jej znaczenie:

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a jest rzadką chorobą genetyczną, diagnozowaną głównie u chłopców. Jest spowodowana mutacjami w genie kodującym dystrofinę – białko obecne przede wszystkim w komórkach mięśniowych, pełniące ważne funkcje strukturalne poprzez stabilizację błony komórkowej. Brak tego białka prowadzi do poważnego uszkodzenia komórek mięśniowych, co objawia się postępującym osłabieniem mięśni. Choroba przejawia się u młodych chłopców m.in. problemami z chodzeniem, wstawaniem czy wspinaniem się po schodach, a jej rozwój prowadzi do wystąpienia niewydolności oddechowej oraz kardiomiopatii, która stanowi główną przyczynę śmierci chorych na DMD zwykle przed ukończeniem 40. roku życia. Mechanizmy rozwoju kardiomiopatii nie zostały jeszcze dobrze poznane, a sama dystrofia mięśniowa Duchenne’a i towarzysząca jej kardiomiopatia pozostają nieuleczalne.

Celem badań mgr Kaliny Andrysiak jest poznanie molekularnych mechanizmów odpowiadających za rozwój kardiomiopatii, które umożliwiłyby zidentyfikowanie nowych potencjalnych celów terapeutycznych. Do modelowania tej choroby w warunkach laboratoryjnych wykorzystuje z zespołem ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (hiPSC), które następnie są różnicowane do kardiomiocytów (hiPSC-CM). Komórki hiPSC mogą być uzyskane bezpośrednio od pacjenta z dystrofią mięśniową Duchenne’a i wtedy posiadają mutację w genie DMD (która jest naprawiana w celu uzyskania komórek kontrolnych z wykorzystaniem systemu edycji genów CRISPR/Cas9) lub mogą być uzyskane od zdrowego dawcy i wtedy do komórek hiPSC zostaje wprowadzona mutacja w genie DMD przy pomocy systemu CRISPR/Cas9. W ten sposób uzyskane zostają tzw. linie izogeniczne – różniące się pomiędzy sobą tylko obecnością lub brakiem mutacji w badanym genie.

Komórki te są następnie różnicowane do kardiomiocytów, komórek mięśnia sercowego odpowiedzialnych za jego kurczliwość. W pierwszym etapie badań, uzyskane dystroficzne kardiomiocyty poddano globalnym analizom transkryptomu oraz proteomu, pozwalających na określenie poziomu wszystkich genów i białek obecnych w tych komórkach. W ten sposób zidentyfikowano kilka ważnych ścieżek sygnalizacyjnych, związanych m.in. z przewodnictwem impulsów elektrycznych w sercu oraz zaburzeniami metabolizmu komórek, które poddano dokładnym badaniom, wykazując że ich upośledzenie jest bezpośrednio związane z rozwojem kardiomiopatii w DMD.

Mgr Kalina Andrysiak zajmuje się również badaniem w kardiomiocytach dystroficznych roli utrofiny – białka podobnego do dystrofiny pod względem struktury i funkcji, które obecne jest u ludzi na etapie życia płodowego, a później jego rola zastępowana jest przez dystrofinę. Wyniki badań wykazały, że komórki pozbawione zarówno utrofiny, jak i dystrofiny mają o wiele bardziej pogorszone właściwości elektrofizjologiczne, co sugeruje kompensacyjną rolę utrofiny w tych komórkach.

Mgr Andrysiak przygotowała system oparty o technologię CRISPR/dCas9 oraz wektory wirusowe AAV do aktywacji utrofiny w kardiomiocytach dystroficznych. W ramach tych badań zamierza zweryfikować czy zwiększenie poziomu utrofiny w tych komórkach poprawi ich właściwości i przyniesie skutek terapeutyczny.

Gdyby nie została naukowczynią to:

„Zawsze lubiłam pisać i czytać, więc pewnie pisałabym książki. Pisanie tekstów naukowych to zupełnie inna historia – wymagają one specjalistycznego języka i nie ma tam zbyt dużo miejsca na kreatywność i zabawę słowem.

Kalina Andrysiak o sytuacji kobiet badaczek i zmian na rzecz różnorodnych pod względem płci zespołów badawczych:

„Pozycja kobiet w nauce na przestrzeni ostatnich lat zmienia się na lepsze, jednak nadal odbywa się to dość wolno. Dzięki obecności programów stypendialnych takich jak L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki, a także ruchów mentoringowych typu „Women in STEM” zwiększa się liczba kobiet w nauce – więcej kobiet kończy kierunki ścisłe, otrzymuje finansowanie, prowadzi zespoły naukowe, a także aktywnie uczestniczy w prowadzeniu badań naukowych oraz reprezentuje jednostki naukowe na konferencjach.”

„Różnorodność w zespole przekłada się na większą kreatywność, zróżnicowane spojrzenie na dany problem badawczy z różnych punktów widzenia, a także zwiększoną efektywność pracy. Ponadto, kobiety są świetnie zorganizowane, dobrze radzą sobie z prowadzeniem wielozadaniowych projektów, mają zwiększoną podzielność uwagi.”