Zakład Biochemii wchodzący w skład Studium Nauk Podstawowych w Centrum Medycznym Kształcenia Podyplomowego istnieje od 1970 roku, kiedy to prof. dr Stefan Niewiarowski powołany został na kierownika Zakładu i rozpoczął jego organizację w nowo zbudowanym gmachu CMKP na ulicy Marymonckiej 99/103 w Warszawie. W połowie 1970 roku (po wyjeździe prof. dr S. Niewiarowskiego do USA), kierownikiem Zakładu został dr Bohdan Lipiński. W tym okresie głównymi tematami badawczymi były prace związane z procesami krzepnięcia krwi, układu fibrynolitycznego (dr B. Lipiński, dr M. Szczepański, dr J. Kleniewski) z zaburzeniami gospodarki wapniowej z uwzględnieniem roli witaminy D (dr R. Lorenc, dr E. Marcinowska-Suchowierska, dr M. Jerzmanowska), oraz prace związane z badaniami rodników tlenowych (dr J. Maruchin, mgr J. Olesiński, mgr K. Fedorowicz). W roku 1971, po wyjeździe dr. Bogdana Lipińskiego do USA, kierownikiem Zakładu został dr hab. Janusz Nauman. Zakład został powiększony, znacznie powiększyła się liczba pracowników. Powstało 12 pracowni. Zakład otrzymał uprawnienia do pracy z izotopami, powstały pracownie: radioizotopowa (z najnowocześniejszą aparaturą do pomiarów promieniowania gamma i beta), radioimmunologiczna, spektrofotometrii i fluoroscencji. Poza tematyką dotychczas prowadzoną w Zakładzie powstały nowe zespoły zajmujące się badaniami związanymi z działaniem, metabolizmem i diagnostyką hormonów tarczycy.

Prace naukowe Zakładu koncentrowały się wówczas nad badaniami: wpływu sterydów na uogólnioną reakcję Shwartzmana, homeostazą wapniową w nerce, nad uzyskiwaniem i charakterystyką specyficznych przeciwciał przeciw hormonom tarczycy i oznaczaniem metodami radioimmunologicznymi hormonów tarczycy we krwi, nad zespołem niskiej trijodotyroniny. Zbadano i opisano po raz pierwszy na świecie (w 1974 roku) zespół niskiej trijodotyroniny w zawale serca, wpływem hormonów tarczycy na wydzielanie tyreotropiny (TSH) przez przysadkę, nad charakterystyką receptora błonowego RTSH. Prowadzono prace nad patofizjologią choroby Gravesa-Basedowa, klinicznym przebiegiem naciekowych zmian ocznych, oraz nad wpływem katecholamin na obwodowy metabolizm hormonów tarczycy. Nawiązano ścisłą współpracę z Zespołami uniwersyteckimi: prof. dr. S. Lissitzky´ego w Marsylii, prof. dr. J. Wall´a w Montrealu i dr. S. Porty w Grazu, prof. D. Hesh´a w Hanowerze.

Zakład prowadził kształcenie i studia doktoranckie pracowników naukowych z zagranicy, krótko-, i długoterminowe (3 letni pobyt dr. Nguyen tri Dunga z Wietnamu, zakończony pracą doktorską), 2 letni pobyt dr. Shahidula Alama Khan z Uniwersytetu z Banglades zakończony pracą doktorską), 2 letni pobyt Seppa Porta z Uniwersytetu w Grazu (wykonanie części pracy do rozprawy habilitacyjnej). Zakład współpracował z ośrodkami zagranicznymi, której częścią były wizyty naszych pracowników w uniwersytetach europejskich: dr Grażyny Adler i dr Barbary Czarnockiej w Marsylii, dr. Tomasza Kamińskiego u prof. D. Hesh´a w Hanowerze, dr Alicji Nauman i dr. Janusza Naumana na Uniwersytecie Columbia w New Yorku i w NIH w Bethesda, USA. Identyfikacja peroksydazy tarczycowej (TPO) jako antygenu mikrosomalnego przez dr B. Czarnocką, jest jednym z wybitnych osiągnięć nie tylko Zakładu ale również nauki polskiej a jej praca jest do dzisiaj jednym z często cytowanych polskich publikacji naukowych w tyreologii. Wizytowali nasz Zakład wybitni uczeni europejscy (prof. S. Lissitzky, dr. R. Winand, prof. Hennen, prof. G. Hannemman, prof. D. Hesh, R. Hall, R. Ekins, B. Smith i amerykańscy: dr L. Kohn, prof J. Wall. prof. J. Oppenheimer.

Do wybitnych osiągnięć zespołu Profesora Naumana, zaliczyć należy: uzyskanie przeciwciał przeciw trijodotyroninie i tyroksynie, opracowanie metod radioimmunologicznego oznaczania tych hormonów i wdrożenie tych metod do produkcji (1973-1974), co umożliwiało w owym czasie obiektywną diagnostykę zaburzeń czynności tarczycy w Polsce.

Równie ważnymi były badania nad mechanizmem leczniczego działania propranololu w nadczynności tarczycy, badania nad odczynem humoralnym w klinicznym i doświadczalnym zawale serca, pierwszy na świecie opis „zespołu niskiej trijodotyroniny” (1975), ustalenie, że spadek poziomu trijodotyroniny koreluje z przebiegiem i ciężkością zawału serca i wykazuje korelację z poziomem katecholamin. Zidentyfikowanie przeciwciał reagujących z antygenem błonowym mięśni ruchowych gałki ocznej (1985) oraz badania nad rolą tych przeciwciał w powstawaniu i klinicznym przebiegu oftalmopatii. Innym przedmiotem zainteresowań była potencjalna rola hormonów tarczycy w otyłości. Badając metabolizm T3 w adipocytach uzyskanych od otyłych wykazano, po raz pierwszy, że w adipocytach ludzkich podobnie jak w komórkach BAT znajduje się dejodynaza typu II, której aktywność jest znacząco obniżona (zwłaszcza w tkance tłuszczowej sieci u bardzo otyłych ludzi (BMI>30). Wysunięto przypuszczenie, że niska aktywność 5´-dejodynazy typu 2 może prowadzić do lokalnej hipotrijodotyroninemii, a w efekcie ograniczonej ekspresji T3 w adipocycie, co zmniejsza gęstość receptorów β-adrenergicznych. W takiej sytuacji działanie głównego regulatora metabolizmu komórki tłuszczowej jakim są katecholaminy prowadzić będzie do liponeogenezy zamiast lipolizy (1988,1989,1990).

Wybuch jądrowy w Czernobylu (1986) i zagrażające skażenie izotopem jodu zostało ograniczone przez szybką decyzję Komisji Rządowej o podaniu w całym Kraju jednorazowej blokującej dawki jodku potasu. Prof. Nauman był jednym z inicjatorów tych działań, a następnie inicjatorem i kierownikiem badań populacyjnych w Polsce (1987-1990). W czasie badań tych wykazano, że jedynym wczesnym efektem skażenia radiologicznego było pojawienie się przemijającego wzrostu przeciwciał przeciwtarczycowych. Profilaktykę przyjęło ok. 12,5 miliona dzieci i młodzieży i ok. 7 milionów dorosłych, były to pierwsze masowe tego typu działania w historii awarii czy wybuchów jądrowych. Badania wykazały, że jednorazowa dawka jodku potasu w zależności od czasu podania redukowała dawkę radjojodków skumulowaną w tarczycy od 41% do 12% (kiedy dawka podana była dzień później). Wyrazem międzynarodowego uznania dla polskich działań profilaktycznych i wyników badań było przyjęcie polskiego modelu działań profilaktycznych przez Stany Zjednoczone, większość państw europejskich a także w rekomendacjach Światowej Organizacji Zdrowia.

W roku 1991 prof. dr hab. Janusz Nauman przestał kierować Zakładem Biochemii (objął kierownictwo Katedry Chorób Wewnętrznych, Kliniki Endokrynologii AM w Warszawie i Zakładu Endokrynologii Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN), a funkcję kierownika Zakładu Biochemii Klinicznej objął i do dzisiaj pełni prof. dr hab. Andrzej Gardas.

Ważniejsze publikacje prof. Janusza Naumana do 1990 roku:

1. Nauman J., Nauman A., Werner S.C., Total and free triiodothyronine in human serum. J Clin. Invest., 46, 1346-1355, 1968.

2. Werner SC., Nauman J. The thyroid. Annu Rev Physiol., 30, 213-44, 1969.

3. Nauman J., Zmiany oczne w chorobie Gravesa-Basedowa. Pol Arch Med. Wewn, 49, 463-47 1972.

4. Nauman J., Nauman A., LATS, a naciekowe zmiany oczne w chorobie Gravesa Basedowa. Polskie Archiwum Medycyny Wewnętrznej, 49, 597-606, 1972.

5. Nauman J., Nauman A., Roszkowska K. Influence of propranolol on levels of thyroxine and triiodothyronine in hyperthyreotic patient. Materia Medica Polona, 2, 178-182, 1973.

6. Nauman J., Ceremużyński L., Nauman A. Gunther-Krawczyńska E. Serum triiodothyronine and thyroxine in relation to the clinical course of recent myocardial infarction. Nuklearmedizine, 461-465, 1974.

7. Kubica A., Nauman A., Witkowska E., Nauman J. Binding of T3 in liver nuclei: Time dependent displacement of T3 between two nuclear binding proteins. Thyroid Research, ed. S. Robbins, R. Braverman, Pergamon Press New York, 324-326, 1976.

8. Nauman A., et al. The effect of adrenaline pretreatment on the in vitro generation of 3,5,3´ -triiodothyronine and 3,3´,5´-triiodothyronine (reverse T3) in rat liver preparation. Hormone and Metabolic Research, 16, 457-508, 1984.

9. Gardas A., Czarnocka B., Faryna M., Adler G., Nauman A.,Nauman J. Simple and sensitive method for estimation of antithyroid plasma membrane antibodies in the serum of patients with autoimmune thyroid disease. Acta Endocrinol (Copenh), 106, 492--499, 1984.

10. Nauman A., et al., The effect of adrenaline pretreatment on the in vitro generation of 3,5,3´ -triiodothyronine and 3,3´,5´-triiodothyronine (reverse T3) in rat liver preparation. Hormone and Metabolic Research, 16, 457-508, 1984.

11. Faryna M., Nauman J., Gardas A. Measurment of autoantibodies against human eye muscle plasma membranes in Graves ophtalmopathy. Brit Med. J, 290,191-193, 1985.

12. Nauman J., Faryna M., Gardas A., Humural immunity in Graves ophtalmopathy. The Thyroid and Autoimmunity. ed. Drexhage H.A., Wiersinga W.M., Excerpta Medica, 247-249, 1986.

13. Nauman J., Adler G., Faryna M., Targońska I. Eye muscle membrane antibodies. Acta Endocrinologica (Copenh), 90-98, 1989.

14. Nauman A., et al., Thyroxine 5´-deiodinase in human adipose tissue. Obesity in Europe, ed. Bjorntorp P., Rossner S., John Libbey, London, 177-183, 1989.

15. Nauman J. Pathogenesis of autoimmune endocrine ophalmopathy biological activity of circulating autoantibodies. [W:] Autoimmune Endocrine Ophalmopathy – Molecular, Immunological and Clinical aspects. ed. Kahaly, Kager, Basel, New York, 29-37, 1993.

16. Nauman J., Woolff J. Iodide prophylaxis in Poland after the Chernobyl reactor accident:benefits and risks. Amer J Med. 94, 524-532, 1993.

Obecnie w Zakładzie zatrudnionych jest 25 pracowników: w tym 6 samodzielnych pracowników naukowych (trzech z tytułem naukowym profesora, trzech doktora habilitowanego, w tym jeden profesor zwyczajny w CMKP), 4 pracowników ze stopniem naukowym doktora, 5 magistrów, 7 doktorantów. Zakład powiększył się o pracownię zajmującą się biochemią glikosfingolipidów (dr hab. T. Pacuszka) i pracownię biologii molekularnej.

Powstało 6 zespołów badawczych. Każdy zespół koncentruje się na odmiennej tematyce badawczej. Od 2004 roku zmieniliśmy nazwę Zakład Biochemii Klinicznej na Zakład Biochemii i Biologii Molekularnej

Praca dydaktyczna Zakładu polega na doskonaleniu lekarzy różnych specjalności (na kursach i indywidualnie) w zakresie: diagnostyki schorzeń tarczycy, diagnostyki laboratoryjnej chorób autoimmunologicznych, metod immunoenzymatycznych w diagnostyce laboratoryjnej, metod rozdziału i analizy białek i enzymów, zastosowania wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC), znakowania izotopem jodu peptydów i białek, fizjologii i patofizjologii gruczołu tarczowego (biosyntezy hormonów, ich obwodowego metabolizmu i działania hormonów tarczycy na poziomie molekularnym), podstaw molekularnych endokrynopatii, podstawowych metod biologii molekularnej stosowanych w badaniach naukowych i diagnostyce.

Zakład w ostatnich kilku latach realizował 9 grantów KBN, 3 granty z Wellcome Trust, 2 granty finansowane przez firmę MERCK i jeden grant we współpracy polsko-niemieckiej. Ponadto corocznie kilkanaście grantów finansowanych z prac statutowych i własnych CMKP.

NAUKOWE ZESPOŁY BADAWCZE:

Głównym tematem zainteresowań zespołu jest udział przekaźników białkowych w stymulacji komórek tarczycy. Przez szereg lat badania dotyczyły charakterystyki receptora TSH i jego stymulacji zarówno przez hormon jak i immunoglobuliny chorych z chorobą Gravesa-Basedowa. W pracach wykazano kilka istotnych danych określających mechanizm przekazywania sygnału przez receptor. Wykazano, że epitop rozpoznawany przez autoprzeciwciała stymulujące może obejmować mostek dwusiarczkowi pomiędzy cysteinami w pozycjach 29 i 41 cząsteczki receptora, natomiast reszty 34-39 nie wchodzą w skład tego epitopu. Wykazano też brak udziału wielocukrów w cząsteczce receptora w przekazywaniu sygnału. W ramach tych badań wykazano, że w tarczycy występuje fosduscyna, regulator aktywności białka G dokładnie zbadany wcześniej w światłoczułych komórkach oka.

Ważniejsze publikacje:

1. Adler G., et al., Small cell lung cancer is not associated with the presence of anti-fucoscyl-GM1 ganglioside autoantibodies reactive in immunoenzimatic test. Lung Cancer, 34, 383-85, 2001.

2. Piotrowska U., et al., Cross-reactivity of a monoclonal antibody to the amino terminal region of thyrotropin receptor with the serum protein alpha1-antitrypsin. Thyroid, 12, 559-566, 2002.

3. Adler G., Piotrowska U., Gietka-Czernel M., The reaction of antibodies with the native and deglycosylated thyrotropin receptor obtained from transfected insect cells. Autoimmunity, 36, 78-84, 2003.

4. Piotrowska U., Adler G., Kiliański J. Residues 34-39 in the thyrotropin receptor are not the target of autoantibodies from sera of patients with Graves disease. Endocrine Research, 30, 431-441, 2004.

5. Piotrowska U., Adler G. The epitopes on unrelated proteins, thyrotropin receptor and alpha1-antitrypsin, reccognized by A10 monoclonal antibody. Central European Journal of Immunology, 30, suppl 1, 89, 2005.

6. Piotrowska U., Adler G. Analysis of epitopes on the unrelated proteins thyrotropin receptor and a1-antitrypsin which are recognized by A10 monoclonal antibody. Scandinavian Journal of Immunology, 62, 521-527, 2005.

7. Adler G., Piotrowska U. Występowanie mostka dwusiarczkowego w receptorze TSH i jego udział w wiązaniu przeciwciał. Endokrynologia Polska, 56, 764-770, 2005.

Zespół kierowany przez prof. dr hab. Barbarę Czarnocką

Praca naukowa zespołu dotyczy biologii zróżnicowanych raków tarczycy, w szczególności raków brodawkowatych. Grupa realizuje dwa podstawowe projekty: jeden dotyczący ekspresji białek różnicowania tarczycy i transporterów jonów jodkowych w rakach tarczycy oraz ekspresja neuronalnych cząsteczek adhezyjnych i ich rola w rozwoju zróżnicowanych raków tarczycy i w ich biologii. Następnym tematem są badania dotyczące procesów autoimmunizacyjnych w chorobie Addisona i wtórnej niedoczynności kory nadnerczy.

Podstawowe osiągnięcia naukowe:

Wykazaliśmy, że w zróżnicowanych rakach tarczycy jest znacznie obniżona lub zmieniona lokalizacja białek różnicowania tarczycy i białek metabolizmu jodu poza receptorem tyreotropiny. Jako pierwsi wykazaliśmy, że pendryna – transporter szczytowy jonów jodkowych w rakach tarczycy jest zlokalizowany w błonach siateczki wewnątrzplazmatycznej. Jako pierwsi wykazaliśmy, że w brodawkowatych rakach tarczycy jest ekspresja neuronalnej cząsteczki adhezyjnej NrCAM, a ekspresja tego białka jest najprawdopodobniej związana z procesem nowotworzeni w tarczycy. W dużych badaniach pacjentów wykazaliśmy, że nie tylko w chorobie Addisona, ale także we wtórnej niedoczynności kory nadnerczy czynnikiem etiopatologicznym są procesy autoagresji.

Wyniki uzyskane w ostatnich latach zostały opublikowane w czasopismach o renomie światowej jak: Journal Clinical Endocrinology and Metabolism, British Journal of Cancer, European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Autoimmunity, Clinical Endocrinology, European Journal of Clinical Investigation, European Journal of Endocrinology.

Ważniejsze publikacje:

1. Czarnocka B., et al., Purification of the human thyroid peroxidase and its identification as the microsomal antigen involved in autoimmune thyroid disease. FEBS Letters, 190, 147-152, 1985.

2. Czarnocka B., et al., Interaction of highly purified thyroid peroxidase with antimicrosomal antibodies in autoimmune thyroid disease. J. Endocrinol. Invest. 9, 135-138, 1986.

3. Mariotti S., et al., Comparison of serum thyroid microsomal and thyroid peroxidase autoantibodies in thyroid diseases. J. Clin. Endocrinol. Metab. 65, 987-993, 1987.

4. Ruf J., et al., Novel routine assay of thyroperoxidase autoantibodies. Clin. Chemistry 34, 2231-2234, 1988.

5. Ruf J., et al., Relationship between immunological structure and biochemical properties of human thyroid peroxidase. Endocrinology, 125, 1211-1218, 1989.

6. Czarnocka B., et al.,. Immunoglobulin Gk antithyroid peroxidase antibodies in Hashimoto´s thyroiditis: epitope-mapping analysis. J. Clin. Endocrinol. Metab. 82, 2639-2644, 1997.

7. Czarnocka B., et al., In old age the majority of thyroid peroxidase autoantibodies are directed to a single TPO domain irrespectvely of the thyroid function and iodine intake. Clin. Endocrinol., 48, 803-808, 1998.

8. Gou J., et al., Relationship between autoantibody epitopic recognition and immunoglobulin gene usage. Clin. Exp. Immunol., 111, 408-414, 1998.

9. Czarnocka B., et al., Is there loss or qualitative changes in the expression of thyroid peroxidase protein in thyroid ephitelial cancer?. Brithis Journal of Cancer, 85, 875-880, 2001.

10. Kasperlik-Załuska A.A., Czarnocka B, Czech W. Autoimmunity as the Most Frequent Causa of Idiopathic Secondary Adrenal Insufficiency: Report of 111 Cases. Autoimmunity, 36, 155-159, 2003.

11. Skubis-Zegadło J., et al., Expression of pendrin In Benin and malignant human thyroid tissues. Brit J Cancer, 93, 144-151, 2005.

12. Górka B., et al., NrCAM, a neuron al system cell-adhesion molekule, is induced In papillary thyroid carcinoma. Brit J Cancer, 97, 531-538, 2007.

13. Palos F., et al., Pendred Syndrome in Two Galician Families: Insights into Clinical Phenotypes through Cellular, Genetic, and Molecular Studies. J Clin Endocrinol Metab, 93, 267-277, 2008.

Zespół kierowany przez prof. dr. hab. Andrzeja Gardasa

Od kilku lat celem pracy zespołu jest ustalenie przestrzennej struktury peroksydazy tarczycowej (TPO) oraz wyznaczenie aminokwasów odpowiedzialnych za wiązanie autoprzeciwciał (ustalenie struktury epitopu dla autoprzeciwciał). Badania prowadzone są we współpracy z Kings College w Londynie.

Projekty badawcze prace nasze są obecnie finansowane w ramach grantu zamawianego przez MEN, a w przeszłości uzyskaliśmy trzy granty z Wellcome Trust, 3 granty z KBN i 3 granty w ramach prac statutowych CMKP. W pierwszym etapie opracowaliśmy model przestrzennej budowy TPO, uzyskaliśmy doświadczalne dane potwierdzające trafność modelu i na tej podstawie wyznaczyliśmy rejony TPO, z którymi reagują autoprzeciwciała. Następnie uzyskaliśmy TPO metodami biologii molekularnej z pojedynczymi i 2-4 mutacjami w budowie aminokwasowej. Tak, drogą punktowych mutacji w cząsteczce TPO ustaliliśmy podstawowe aminokwasy biorące udział w budowie funkcjonalnych epitopów dla autoprzeciwciał (miejsc wiązania autoprzeciwciał do TPO). Obecnie nasze prace koncentrują się na próbach krystalizacji TPO.

Ważniejsze publikacje:

1. Góra M. et al., (2007) Profile of autoantibodies to the two immunodominant regions of thyroid peroxidase in autoimmunity. W The Thyroid and Autoimmunity red. WM. Wiersinga, HA. Drexhage, AP. Weetman, THIEME Verlag, Stuttgard, pp:110-117.

2. Dubska M. et al., (2006) Structural insight into autoreactive determinants in thyroid peroxidase composed of discontinous and multiple key contact amino acid residues contributing to epitopes recognized by patients´ autoantibodies. Endocrinology.147:5995-6003.

3. Bresson D. et al., (2005) New Insight into the conformational dominant epitopes on thyroid peroxidase recognized by human autoantibodies. Endocrinology.146:2834-2844.

4. Flynn JC. et al., Superiority of thyroid peroxidase DNA over protein immunization in replicating human thyroid autoimmunity in HLA-DRB1*0301 (DR3) transgenic mice. Clinical & Experimental Immunology. 137(3):503-12, 2004

5. Gora M. et al., Key residues contributing to dominant conformational autoantigenic epitopes on thyroid peroxidase identified by mutagenesis. Biochemical & Biophysical Research Communications. 320(3):795-801, 2004