KATEDRA I ZAKŁAD TOKSYKOLOGII

(1)

KATEDRA I ZAKŁAD TOKSYKOLOGII

ul. Gen. J. Hallera 107, 80-416 Gdańsk | 58 349 16 71 | bartosz.wielgomas@gumed.edu.pl

dr hab. n. farm. Bartosz Wielgomas Gdańsk, 2021-01-09

Recenzja dorobku naukowego dr Marzenny Nasiadek w postępowaniu w sprawie nadania stopnia doktora habilitowanego w dziedzinie nauk

medycznych i nauk o zdrowiu w dyscyplinie nauki medyczne

Doktor Marzenna Nasiadek uzyskała tytuł zawodowy magistra farmacji po ukończeniu studiów na Wydziale Farmaceutycznym Akademii Medycznej (obecnie Uniwersytetu Medycznego) w Łodzi, w roku 1985. Bezpośrednio po studiach została zatrudniona w Zakładzie Chemii Toksykologicznej (obecnie Zakład Toksykologii) Wydziału Farmaceutycznego Akademii Medycznej (obecnie Uniwersytet Medyczny) w Łodzi rozpoczynając od stanowiska pracownika naukowo-technicznego, poprzez asystenta, starszego wykładowcę do stanowiska adiunkta. W roku 1997 uzyskała z wyróżnieniem, stopień doktora nauk farmaceutycznych, na podstawie rozprawy „Wpływ glinu na procesy erytropoezy u zwierząt doświadczalnych”. Posiada tytuł specjalisty w dziedzinie farmacji aptecznej (2000) oraz prawo wykonywania zawodu aptekarza (2001).

Ocena osiągnięcia naukowego

W skład osiągnięcia naukowego zatytułowanego „Ocena działania kadmu jako metaloestrogenu na żeński układ rozrodczy”, będącego przedmiotem wniosku, wchodzi 6 prac oryginalnych opublikowanych w latach 2005-2019, w czasopismach posiadających współczynnik oddziaływania Impact Factor (IF) w przedziale liczbowym 1,094 - 4,868.

Publikacje oznaczone w autoreferacie H.1.-H.3. przedstawiają wyniki badań nad wpływem biokumulacji kadmu w macicy na ekspresję receptora estrogenowego (ER) oraz na procesy krzepnięcia i fibrynolizy. Były to badania, w których wykorzystano materiał klinicznych uzyskany od kobiet z nowotworami macicy. Ten cykl badań finansowany był z funduszy prac własnych Uniwersytetu Medycznego w Łodzi: „Badanie receptorowych mechanizmów działania toksycznego związków o znaczeniu środowiskowym” (lata 2003-2005) oraz „Mięśniaki macicy a aktywność procesu fibrynolizy”

(lata 2006-2008).

Kolejne prace H.4.-H.6. przedstawiają wyniki badań, których celem było poznanie mechanizmu działania kadmu na macicę i jajniki w modelu zwierzęcym. Środki na te badania Habilitantka pozyskała z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu NN404504938 pt.: „Ksenoestrogenne działanie kadmu u samic szczura”, którego była kierownikiem.

Należy podkreślić, że we wszystkich zgłoszonych publikacjach cyklu habilitacyjnego, Habilitantka jest pierwszym autorem i jednocześnie autorem korespondencyjnym co świadczy o wiodącej roli dr Nasiadek w tworzeniu koncepcji badań, ich przeprowadzeniu oraz w procesie publikacyjnym.

Według załączonych oświadczeń współautorów (stanowiące załącznik nr 7 do wniosku habilitacyjnego) udział własny Habilitantki w tworzeniu publikacji wynosił 55-80%. Wg bazy Scopus (4 stycznia 2021), prace te w sumie były cytowane 97 razy a pojedyncze prace od 5 do 35 razy od momentu ich opublikowania.

(2)

Uzasadnienie podjęcia tematu badawczego

Kadm (Cd) to toksyczny metal charakteryzujący się wysoką trwałością w środowisku. W wyniku presji antropogenicznej wzrasta cyrkulacja Cd w środowisku, przyczyniając się do jego znaczącego występowania w łańcuchach pokarmowych. W populacji ogólnej narażenie na Cd występuje głównie poprzez żywność, wodę i palenie tytoniu.

Badania sugerują, że Cd posiada właściwości modulujące funkcje układu endokrynnego i dlatego został on zaklasyfikowany do grupy środowiskowych substancji zaburzających funkcjonowanie układu hormonalnego (ED), które definiuje się jako substancje lub mieszaniny egzogenne, które zmieniają funkcje układu hormonalnego i w konsekwencji powodują niekorzystne skutki zdrowotne w organizmie, jego potomstwie lub (sub) populacjach (wg WHO). Wpływ Cd na męski układ rozrodczy u szczurów został po raz pierwszy opisany w 1960 roku. Późniejsze badania potwierdziły, że przewlekła ekspozycja na Cd nie tylko zaburza funkcje hormonalne, ale może również prowadzić do zmniejszenia masy jąder oraz zmniejszenia ruchliwości plemników.

Z kolei badania na samicach szczurów wykazały, że Cd, metal o bardzo długim okresie półtrwania (16 do 38 lat), gromadzi się w żeńskich narządach rozrodczych osi podwzgórze-przysadka-gonady.

Gonadotropiny wydzielane przez przysadkę mózgową są niezbędne do syntezy hormonów steroidowych: estradiolu (E2) i progesteronu (P). W ostatnich latach wpływ Cd na zaburzenia endokrynologiczne był szeroko badany, ale wyniki badań nie są jednoznaczne, wykazujące zarówno charakter agonistyczny jak i antagonistyczny kadmu.

Szacuje się w oparciu o dostępne wyniki badań, że pobranie kadmu przez mieszkańców Polski jest jednym z najwyższych w Europie i w niektórych przypadkach przekracza ustalone tygodniowe (TWI) i miesięczne (PTMI) wielkości tolerowanego pobrania. Ze względu na dominującą rolę drogi pokarmowej i inhalacyjnej, na związki kadmu najbardziej narażeni są wegetarianie oraz palacze tytoniu. Duża zawartość kadmu w zanieczyszczonych glebach odpowiada za wysoki transfer tego pierwiastka do uprawianych roślin, przez co wraz z pokarmem pochodzenia roślinnego wysokie dawki Cd trafiają do organizmów konsumentów.

Relatywnie nowa klasyfikacja Cd jako metaloestrogenu oraz istniejące niejednoznaczne doniesienia naukowego na temat mechanizmu działania endokrynnego kadmu szczególnie w kontekście oddziaływania na żeński układ rozrodczy, uzasadniają podjęcie problematyki badawczej przez Habilitantkę.

Badania stanowiące osiągnięcie naukowe przeprowadzone były, jak wspomniano wyżej, w dwóch etapach. Pierwszy z nich dotyczył ustalenia ewentualnej roli kadmu w rozwoju nowotworów macicy (rak trzonu macicy i mięśniaki macicy). Prowadzone w tym zakresie badania miały wyjaśnić czy i w jakim stopniu Cd kumuluje się w macicy kobiet; czy istnieje zależność między stężeniem Cd a ekspresją receptora estrogenowego (ERα) w tkankach macicy pobranych śródoperacyjnie od kobiet z mięśniakami macicy i rakiem trzonu macicy oraz jakie zależności istnieją między stężeniem Cd we krwi i tkance a wybranymi parametrami układu krzepnięcia i fibrynolizy u kobiet z mięśniakami macicy i rakiem trzonu macicy. Badania przeprowadzono wykorzystując materiał kliniczny pozyskany od kobiet z mięśniakami macicy i rakiem trzonu macicy, pacjentek Instytutu Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi. Wyniki wspomnianych badań świadczą o istotnej dodatniej zależności pomiędzy paleniem tytoniu a stężeniami Cd w badanych tkankach. Zaobserwowana korelacja stężenia Cd z wiekiem pacjentek potwierdza fakt bioakumulacji tego pierwiastka i długi biologiczny okres półtrwania. Przy

(3)

braku różnic w stężeniach pierwiastków niezbędnych w tkance nowotworowej i zdrowej można domniemywać, że kadm odgrywa rolę w procesie kancerogenezy (H.1.). W kolejnym badaniu, tym razem u pacjentek z mięśniakami macicy, wykazano istnienie zależności pomiędzy stężeniem Cd zarówno w macicy, jak i we krwi a wzrostem ekspresji ERα w macicy. Biorąc pod uwagę estrogenozależność mięśniaków macicy, kadm może, wobec tego stanowić środowiskowy czynnik etiologiczny tego schorzenia (H.2.). W kolejnym badaniu, u pacjentek z mięśniakami, a zwłaszcza z rakiem endometrium, Habilitantka obserwowała zaburzenia krzepnięcia i fibrynolizy prowadzące do nadkrzepliwości sugerując, że narażenie na kadm może być jednym z czynników wywołujących te zmiany (H.3.).

Dalsze badania w ramach realizowanej tematyki, dr Nasiadek przeprowadziła z wykorzystaniem modelu zwierzęcego, co jest w pełni uzasadnione przy poszukiwaniu mechanizmów działania ksenobiotyków.

Kadm w formie CdCl2 podawano w roztworze wodnym za pomocą sondy dożołądkowej, samicom szczurów szczepu Wistar przez 30 i 90 dni. Dawki dobrano w taki sposób, aby najniższa była zbliżona do poziomu ekspozycji środowiskowej w populacji generalnej. Zastosowano odpowiednie grupy kontrolne, w tym kontrolę pozytywną otrzymującą 17β-E2. Badania zaprojektowano w taki sposób, aby ocenić odwracalność efektu – stworzono dodatkowe grupy zwierząt, które obserwowano po określonym czasie od momentu zaprzestania ekspozycji.

Wyniki badań toksyczności podostrej dowiodły, że kadm gromadzi się w macicy w sposób zależny od dawki. Stężenia Cd w macicy były porównywalne u zwierząt bezpośrednio po ekspozycji (28 dni) jak i po kolejnych 90 dniach po zaprzestaniu ekspozycji. Wskazuje to na długi okres półtrwania w tym narządzie. Nagromadzony kadm spowodował istotne zmiany w aktywności katalazy (CAT) i poziomach peroksydacji lipidów (MDA). Na tej podstawie, Habilitantka stwierdziła, że indukcja stresu oksydacyjnego i peroksydacji lipidów w macicy może odgrywać ważną rolę w mechanizmie toksyczności w tym narządzie i może mieć negatywny wpływ na procesy rozrodcze (H.4.).

W badaniu podprzewlekłym wykazano, że doustna ekspozycja na Cd wywoływała zmiany stężeń hormonów steroidowych w osoczu: spadek E2 i wzrost progesteronu po podaniu najwyższej dawki Cd.

Narażenie na Cd powodowało nieregularny cykl rujowy, utrzymujący się przez 3 miesiące po zakończeniu ekspozycji. Nie odnotowano natomiast żadnych zmian stężeń tych hormonów w tkance macicy. Cd nie wywoływał hiperplazji endometrium podobnej do estradiolu, ale powodował obrzęk endometrium niezależnie od dawki i powodował uszkodzenie jajników po podaniu największej dawki (H.5.).

Najniższa dawka Cd podczas ekspozycji podostrej wywoływała skutki podobne do 17β-E2: wzrost stężenia E2 w macicy, zwiększenie grubości nabłonka endometrium oraz zaburzała cykl rujowy z wydłużeniem fazy estrus. Wyższe dawki Cd powodowały istotne zmniejszenie stężenia E2 w macicy i osoczu, zaburzenia cyklu rujowego, atrofię endometrium i uszkodzenia strukturalne jajników. Ta dawka dodatkowo indukowała peroksydację lipidów w tkankach macicy. Po zaprzestaniu ekspozycji utrzymywały się zmiany stężenia E2 w tkance macicy, a także zmiany w fazach cyklu rujowego oraz wzrost peroksydacji lipidów w macicy. Stwierdzono ponadto istotne dodatnie korelacje między stężeniem E2 w osoczu a grubością nabłonka endometrium we wszystkich badanych grupach. Badania

(4)

te dowodzą, że toksyczność reprodukcyjna kadmu charakteryzuje się nieliniową zależnością dawka- odpowiedź (H.6.).

Przytoczone powyżej najważniejsze wnioski z opublikowanych prac wchodzących w skład osiągnięcia naukowego, są oryginalne i z pewnością stanowią istotny wkład w ogólną wiedzę na temat toksyczności kadmu ze szczególnym naciskiem na toksyczność reprodukcyjną.

Pozostałe osiągnięcia naukowo-badawcze

Przebieg kariery naukowej dr Marzenny Nasiadek związany jest z Wdziałem Farmaceutycznym Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Początki pracy w Zakładzie Toksykologii kierowanym wówczas przez prof. dr. hab. Jerzego Piotrowskiego, skupione były na poszukiwaniu markerów uszkodzenia nerek przez związki metali toksycznych. W kolejnych latach zatrudnienia pogłębiała tę tematykę badawczą, czego efektem były publikacje w czasopismach z listy filadelfijskiej. Wczesne lata kariery naukowej pozwoliły dr Nasiadek na zdobywanie doświadczenia w metodologii badań, poznawania technik analitycznych (absorpcyjna spektrometria atomowa, chromatografia gazowa sprzężona z detekcją mas) a także zaznajomienie się z bardzo ważnymi technikami izotopowymi w badaniach toksykologicznych. Dalsze badania dotyczyły mechanizmu powstawania niedokrwistości podczas narażenia na glin, które stały się tematem rozprawy doktorskiej wykonanej pod kierunkiem prof. Jadwigi Chmielnickiej i obronionej w 1997 roku. Do momentu uzyskania stopnia doktora, w dorobku dr Nasiadek znalazło się 9 publikacji, które ukazały się w czasopismach o łącznym IF 4,574.

Po uzyskaniu stopnia doktora, Habilitantka kontynuowała badania nad toksycznością glinu, wynikającą z konkurencji jonów glinów wobec żelaza o wiązanie z transferyną. Ważne jest, że dokonane obserwacje zostały udokumentowane w publikacjach z czasopismach z listy JCR a także były wielokrotnie cytowane i wykorzystane w procesach ustalania normatywu dopuszczalnego stężenia glinu w płynach dializacyjnych.

Rozwijane później kierunki badawcze dotyczyły nefrotoksyczności litu oraz chromu i ich interakcji z pierwiastkami niezbędnymi (Zn, Cu).

W trakcie kariery akademickiej Habilitantka odbyła też staże naukowe krótkoterminowe i jeden miesięczny w Instytucie Medycyny Pracy.

Dr Marzenna Nasiadek oprócz realizacji własnego tematu badawczego stanowiącego osiągnięcie habilitacyjne, w tym samym czasie aktywnie współpracowała w realizacji innych projektów prowadzonych w Zakładzie Toksykologii, dotyczących:

• roli pierwiastków toksycznych i niezbędnych w etiologii nowotworów prostaty;

• „Wpływu cynku i selenu na indukcję metalotioneiny (MT) w prostacie i homeostazę hormonów androgenowych u szczurów poddanych długoterminowej suplementacji tymi pierwiastkami” – współwykonawca, projekt NCN (NN 405 6118 38);

• działania estrogennego związków z grupy polichlorowanych naftalenów (PCNs);

• „Oceny związku między wieloletnim narażeniem środowiskowym na kadm a występowaniem osteoporozy u kobiet po menopauzie” – rozprawa doktorska lek.

Rafała Kusaka, w której Habilitantka jest promotorem pomocniczym.

(5)

Na całkowity dorobek dr Nasiadek składają się publikacje o łącznym współczynniku oddziaływania IF 37,051 (447 punktów MNiSW). Prace te były cytowane 229 i 270 razy, odpowiednio wg Web of Science Core Collection i Scopus. Indeks Hirscha wynosił 10 i 11 odpowiednio wg Web of Science i Scopus (stan na dzień 10 maja 2020 roku).

Działalność dydaktyczna i organizacyjna

Aktywność dydaktyczna dr Marzenny Nasiadek jest bardzo wysoka. Od 1989 roku prowadzi lub prowadziła zajęcia dydaktyczne z przedmiotu toksykologia dla studentów kierunków: farmacja, analityka medyczna, biotechnologia, kosmetologia, dietetyka, ratownictwo medyczne, zdrowie publiczne a także zajęcia fakultatywne dla studentów Wydziału Lekarskiego i Wojskowo-Lekarskiego.

Od 2014 roku jest opiekunem Studenckiego Koła Toksykologicznego. Brała także wielokrotnie udział w szkoleniach podnoszących kompetencje dydaktyczne nauczycieli akademickich. W dorobku dr Marzenny Nasiadek znajduje się też autorstwo rozdziału w podręczniku pod redakcją prof. Jerzego Piotrowskiego „Podstawy toksykologii. Kompendium dla studentów szkół wyższych”. Pani Doktor uczestniczyła także w procesie tłumaczenia podręcznika „Podstawy toksykologii” Casarett & Doull – pierwszego wydania polskiego.

Pani Doktor bierze też udział w kształceniu podyplomowym diagnostów laboratoryjnych oraz w ramach specjalizacji dla osób pracujących w dziedzinach mających zastosowanie w ochronie zdrowia. W ciągu dotychczasowej kariery akademickiej była opiekunem 53 prac magisterskich.

Aktywnie uczestniczy w wydarzeniach popularyzujących naukę zarówno jako uczestnik-wykładowca jak i organizator. Za osiągniecia naukowe i dydaktyczne Habilitantka była nagradzana 9-cio krotnie Nagrodami Rektorskimi w latach 1997-2019.

Szczegóły aktywności organizacyjnej zawarte w dokumentacji habilitacyjnej potwierdzają, że dr Marzenna Nasiadek bierze czynny udział w funkcjonowaniu Zakładu, Wydziału i Uczelni a także towarzystw naukowych (Polskie Towarzystwo Toksykologiczne) i samorządu zawodowego (Samorząd Aptekarski w Łodzi).

W podsumowaniu, działalność dydaktyczna i organizacyjna jest adekwatna do stopnia rozwoju kariery zawodowej Kandydatki do habilitacji.

Podsumowanie i wniosek końcowy

W oparciu o przedstawione osiągnięcie naukowe oraz zawarte we wniosku habilitacyjnym pozostałe informacje stwierdzam, że dr Marzenna Nasiadek spełnia wymagania stawiane osobom ubiegającym się o stopień doktora habilitowanego zgodnie z art. 219 Ustawy z dnia 20 lipca 2018 r.

Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce. Wnioskuję do Wysokiej Rady Naukowej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi o dopuszczenie dr Marzenny Nasiadek do dalszych etapów postępowania habilitacyjnego.