Przedłożona do recenzji rozprawa doktorska mgr Witolda Żakowskiego liczy łącznie 50

Transkrypt

1 GDAŃSKI UNIWERSYTETMEDYCZNY Wydział Lekarski Katedra Anatomii Zakład Anatomii i Neurobiologii ul. Dębinki 1, Gdańsk tel ,fax Kierownik: Pro! [anus z Maryś allatom@gumecl.eclu.pl Gdańsk, Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Witolda Żakowskiego pt.: "Dystrybucja białek wiążących wapń i transkryptu regulowanego kokainą i amfetaminą (CART) w układzie cialo suteczkowate - jądra przednie wzgórza w ontogenezie świnki morskiej (Cavia porcellus)" Przedłożona do recenzji rozprawa doktorska mgr Witolda Żakowskiego liczy łącznie 50 stron i napisana została zgodnie z nowymi wytycznymi wynikającymi z Ustawy Prawo o Szkolnictwie Wyższym z dn. 18 marca 2011r. oraz Ustawy o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki z dn. 14 marca 2003r. z póź, zm., a także z Rozporządzenia MNiSW w sprawie szczegółowego trybu i warunków przeprowadzania czynności w przewodach doktorskich, w postępowaniu habilitacyjnym oraz w postępowani u o nadanie tytułu profesora z dn. 22 września 2011 r. Rozprawa, cechująca się niezwykłą starannością edytorską, składa się z właściwej dysertacji obejmującej 27 stron oraz trzech oryginalnych publikacji, tworzących merytorycznie spójny cykl, stanowiący szczegółowy zbiór wyników uzyskanych przez Autora. Tytuły wzmiankowanych publikacji oraz czasopism w których zostały one ogłoszone, a także odpowiednie wartości współczynnika oddziaływania (IF), wraz z punktacją MNiSW zamieszczam poniżej: l. ŻAKOWSKI W., ROBAK A., Oevelopmental changes of calretinin immunoreactivity in the anterior thalamic nuclei of the guinea pig. Journal of Chemical Neuroanatomy 47, doi: /j.jchemneu IF = 2,475; 20 pkt. MNiSW 2. ŻAKOWSKI W., BOGUS-NOWAKOWSKA K., ROBAK A., Embryonic and postnatal development of calcium-binding proteins immunoreactivity in the anterior thalamus ofthe guinea pig. Journal ofchemical Neuroanatomy 53, doi: /j.jchemneu IF = 2,475; 20 pkt. MNiSW

2 3. ŻAKOWSKI W., RÓWNIAK M., ROBAK A., Colocalization pattern of calbindin and cocaine- and amphetamine-regulated transcript in the mammillary body - anterior thalamic nuclei axis of the guinea pig. Neuroscience 260, doi: /j.neuroscience IF = 3,122; 25 pkt. MNiSW Należy z naciskiem podkreślić, iż we wszystkich wymienionych publikacjach mgr Witold Żakowski jest pierwszym Autorem, a czasopisma w których opublikował swe wyniki cieszą się uznaną renomą w międzynarodowym środowisku naukowym, czego dowodem są wysokie wartości współczynnika oddziaływania. W sumie, wartość Impact Factor trzech włączonych do cyklu publikacji wynosi ponad 8 punktów oraz 65 punktów w klasyfikacji MNiSW. Jest to bardzo dobry rezultat, zważywszy stosunkowo krótki okres rozwoju naukowego Doktoranta. Ponadto, świadczy to niezbicie o doniosłej wartości uzyskanych przez Niego wyników badań. Tworzące cykl publikacje, włączone do rozprawy doktorskiej, poddane zostały skrupulatnemu procesowi recenzji w gronie międzynarodowych ekspertów, członków komitetów redakcyjnych, a opublikowane w nich wyniki, a także naj istotniejsze tezy i wnioski zawarte w dyskusjach stały się podstawą do napisania dysertacji doktorskiej mgr Witolda Żakowskiego. Konsekwentnie, przedmiotem dalszej części mojej recenzji będzie więc ocena wspomnianej dysertacji, rozumianej jako efekt i podsumowanie dotychczasowej działalności naukowej Doktoranta. Intensywny rozwój neurobiologii, którego świadkami jesteśmy w ciągu ostatnich dziesięcioleci, doprowadził do wyjaśnienia wielu złożonych procesów i zjawisk związanych z funkcjonowaniem struktur ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Pomimo dynamicznego rozwoju metod z zakresu biologii molekularnej, biochemii, genetyki, czy też badań behawioralnych, we współczesnej neuroanatomii istnieją w dalszym ciągu obszary zagadnień wymagające zastosowania metod morfologicznych, a wśród nich także nowoczesnych technik immunocytochemicznych. Problematyka związana z rozwojem i funkcjonowaniem układu limbicznego, a w szczególności z budową i funkcją struktur zaangażowanych w procesy pamięci, od lat pozostaje w centrum zainteresowania wielu zespołów badawczych i jest przedmiotem licznych publikacji. Podobnie fundamentalne znaczenie dla zrozumienia komórkowych mechanizmów regulacyjnych, sygnalizacji międzykomórkowej, procesów rozwoju, czy też plastyczności połączeń międzykomórkowych, mają badania dotyczące roli jonów wapniowych, a także białek wiążących wapń (CaBPs), jako istotnych czynników kontrolujących szeroko rozumiany proces homeostazy komórkowej. Ciekawe wzbogacenie 2

3 tematyki badawczej podjętej przez Doktoranta stanowi w mojej opinii dołączenie oceny występowania w strukturach układu limbicznego transkryptu regulowanego kokainą i amfetaminą (peptyd CAR T). Biorąc pod uwagę fakt obecności peptydu CART w układzie struktur ciało suteczkowate - jądra przednie wzgórza, a także współwystępowanie CART z CaBPs oraz postulowany udział w modulowaniu plastyczności neuronalnej w przebiegu procesów związanych z uczeniem się i pamięcią przestrzenną, ocena zmian występowania tego peptydu w rozwoju mózgowia świnki morskiej wydaje się zamierzeniem uzasadnionym i ciekawym. w pełni W związku z powyższym uważam, iż wybór tematyki badań w tak ważnym, a jednocześnie szeroko eksploatowanym obszarze działalności naukowej nie jest rzeczą łatwą i oprócz doskonałej znajomości piśmiennictwa, wymaga również pewnego rodzaju wyczucia aktualnej tematyki badawczej, mogącej zainteresować szerokie środowisko naukowe, co gwarantuje dobrą publikacyjność wyników. Z tego powodu wybór zagadnień dotyczących, rozwoju struktur układu limbicznego (ciało suteczkowate oraz jądra przednie wzgórza), udziału w tym procesie CaBPs i peptydu CART u stosunkowo rzadko wykorzystywanego do tego rodzaju badań gatunku ssaków, jakim jest świnka morska, uważam za bardzo oryginalny, celowy i istotny z punktu widzenia poznawczego. Zauważalny w piśmiennictwie światowym brak wyników w zakresie problemu naukowego podjętego przez Doktoranta dodatkowo podkreśla oryginalność i trafność wyboru tematu. Dysertacja doktorska, licząca 27 stron, ma zasadniczo układ typowy dla rozprawy naukowej i zawiera kartę tytułową, spis treści, wykaz cyklu publikacji, objaśnienie skrótów używanych w tekście w języku polskim i angielskim oraz rozdziały: Wstęp, Cel badań i hipotezy, Materiał i metody, Wyniki, Podsumowanie i wnioski oraz Piśmiennictwo. Zawiera ponadto jedną rycinę i dwie tabele. Wstęp obejmuje 5 stron. Jest on przygotowany niezwykle starannie i wskazuje na doskonałą orientację Autora w piśmiennictwie polskim i zagranicznym. W pierwszej części tego rozdziału Doktorant przedstawia rolę układu ciał suteczkowa tych oraz jąder przednich wzgórza, w kontekście działania tak zwanego rozszerzonego obwodu hipokampalnego, umożliwiającego między innymi realizację procesów związanych z pamięcią epizodyczną i przestrzenną. Warto w tym miejscu podkreślić istotny wkład Promotora recenzowanej rozprawy, a także samego Doktoranta w wyjaśnienie budowy anatomicznej struktur układu limbicznego ssaków (w tym także świnki morskiej), czego dowodem są cytowane publikacje (patrz rozdział Piśmiennictwo, poz.: ROBAK, 2004, 2008; ŻAKOWSKI, 2009). 3

4 Dla umożliwienia Czytelnikowi zrozumienia przedstawionych dalej założeń teoretycznych niniejszej pracy bardzo istotne znaczenie ma opisany szczegółowo we Wstępie podział jąder ciał suteczkowatych oraz jąder przednich wzgórza u badanego gatunku ssaków. W ciele suteczkowatym świnki morskiej wyróżnić można jądra przyśrodkowe (MM) i boczne (ML). W tym pierwszym można dodatkowo wyodrębnić część przyśrodkową (MMm) i część boczną (MMI). Wśród jąder przednich wzgórza (A TN), wyróżnić można trzy jądra: przednioprzyśrodkowe (AM), przednio-brzuszne (A Y) i przednio-grzbietowe (AD). Połączenia ciał suteczkowatych z jądrami przednimi wzgórza za pośrednictwem szlaku suteczkowowzgórzowego (mtt) mają charakter uporządkowany topograficznie, a poszczególne projekcje (podsystemy) nerwowe układu ciała suteczkowate - jądra przednie wzgórza, różnią się między sobą funkcjami. Pierwszy z podsystemów (MMm - AM), związany z przekazywaniem informacji z hipokampa do obszarów kory przed czołowej, wspomaga procesy poznawcze i funkcje wykonawcze. Drugi (MMI - AY), umożliwiający zwrotny przepływ informacji do hipokampa, wpływa na optymalizację plastyczności synaptycznej i generowanie rytmu theta, a także zwiększenie efektywności procesów pamięci. Trzeci podsystem (ML - AD), jest związany z ustawieniem głowy zwierzęcia w przestrzeni oraz nawigacją. W kolejnym fragmencie Wstępu Doktorant w sposób syntetyczny i przejrzysty przybliża rolę jonów wapniowych w procesie rozwoju i dojrzewania struktur OUN. Zwraca uwagę, na istotny udział CaBPs w regulacji homeostazy jonów wapniowych w komórce, a wśród nich na występujące powszechnie w licznych strukturach OUN takie białka jak: kalbindyna D28k (CB), kalretynina (CR) i parwalbumina (PV). Następnie Doktorant omawia rozmieszczenie i zasadniczą funkcję peptydu CART w strukturach układu limbicznego, kładąc nacisk na jego współwystępowanie z CB. Doktorant podkreśla dalej, iż o ile rozmieszczenie CaBPs oraz peptydu CART w jądrach ciała kolankowatego i przednich jądrach wzgórza zostało stosunkowo dobrze poznane u dojrzałych osobników różnych gatunków ssaków, o tyle brak jest wyników dotyczących rozmieszczenia badanych substancji, a także ich wzajemnej kolokalizacji w badanych przez Doktoranta strukturach w okresie rozwoju płodowego i postnatalnego świnki morskiej. Rozdział zatytułowany Cel badań i hipotezy zawiera uzasadnienie podjęcia badań nad występowaniem wybranych CaBPs oraz peptydu CART w rozwoju układu ciało suteczkowate - jądra przednie wzgórza świnki morskiej. Zamiast tradycyjnej dla rozpraw doktorskich formy ściśle sprecyzowanych celów podjętych badań, w postaci zdań pytających, 4

5 Autor zdecydował się na postawienie w tym miejscu czterech hipotez, które postanowił zweryfikować na podstawie wyników swoich badań. Hipotezy te brzmią następująco: 1. dystrybucja badanych substancji w jądrach układu MB-ATN zmienia się w kolejnych stadiach rozwoju osobniczego, 2. białka wiążące wapń współwystępują ze sobą w określonych strukturach układu MB- ATN, 3. peptyd CART współwystępuje z CB w strukturach układu MB-ATN, 4. badane substancje są neurochemicznymi markerami funkcjonalnie zróżnicowanych podsystemów układu MB-ATN. Zdaniem recenzenta taka forma przedstawienia zamierzeń badawczych może budzić pewne wątpliwości i pytania. Jednoznaczna forma sprecyzowanych hipotez oraz umieszczenie ich w rozdziale zatytułowanym "Cele pracy" może rodzić wątpliwości dotyczące mimowolnego nastawienia młodego Badacza do przedmiotu swoich naukowych dociekań. Poza niewątpliwym aspektem poznawczym, rozprawa doktorska jest także swego rodzaju sprawdzianem umiejętności Doktoranta w formułowaniu precyzyjnych pytań, wskazujących drogę Jego dalszych naukowych dociekań. Zgodnie z takim rozumieniem roli rozprawy doktorskiej sugerowałbym raczej wybór klasycznej formy określenia celów pracy, tym bardziej że w załączonych pracach oryginalnych szczegółowe cele zostały określone. W rozdziale Materiał i metody wyczerpująco omówiono zagadnienia pobierania i przygotowania materiału badawczego, który stanowiło 18 mózgowi świnek morskich pochodzących zarówno z okresu rozwoju przedurodzeniowego (grupy wiekowe E40, ESO, E60) jak i pourodzeniowego (PO, P20, P80). W każdej grupie znajdowały się po trzy zwierzęta. Wszystkie one pochodziły z hodowli prowadzonej w Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi, a procedury badawcze zostały zaaprobowane przez Lokalną Komisję Etyczną ds. badań na zwierzętach przy Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim w Olsztynie (zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 201 0/63/UE w sprawie ochrony zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych). W dalszej części tego rozdziału Autor opisuje szczegółowo, w sposób niebudzący zastrzeżeń, zastosowane w swej pracy metody immunoenzymatyczną oraz immunofluorescencyjną (wykorzystano przeciwciała pierwotne przeciwko: CART, CB, CR, NeuN, PY), a także barwienie histochemiczne metodą Nissla. Rozdział kończy opis analizy danych omawiający między innymi metodę archiwizacji obrazów prowadzoną przy użyciu mikroskopu epifluorescencyjnego Olympus BXSl, wyposażonego w kamerę CCD połączoną z zestawem komputerowym, wyposażonym w s

6 oprogramowanie Cell-F (Olympus GmbH, Niemcy). Umieszczona w tym rozdziale tabela 2 zawiera wykaz użytych przeciwciał pierwotnych i wtórnych. W rozdziale Wyniki Doktorant dokonał syntetycznego omówienia swych obserwacji w oparciu o załączone prace oryginalne. Najważniejsze uzyskane wyniki można w skrócie przedstawić następująco. Istotne różnice w rozmieszczeniu badanych substancji podczas rozwoju Doktorant dostrzega przede wszystkim w jądrach przednich wzgórza. W największym stopniu dotyczą one immunoreaktywności w stosunku do CR, a w mniejszym CB i PV. CR pojawia się w neuronach położonych w przednich jądrach wzgórza (AM i AV) pomiędzy 40. a 60. dniem rozwoju wewnątrzmacicznego. Spośród badanych białek, PV występuje w jądrach przednich wzgórza w najmniejszej ilości, ponadto w żadnym z badanych stadiów rozwojowych nie stwierdzono obecności ciał neuronów PV -ir, chociaż już od E40, w AD występował silnie PV -ir neuropil. Doktorant stwierdził współwystępowanie białek wiążących wapń CR z CB w neuronach w jądrze AM wzgórza od 20. dnia po urodzeniu. Peptyd CART współwystępuje z CB w strukturach nerwowych układu MB-A TN (w perykarionach MMI, we włóknach mtt i neuropilu AVv). Immunoreaktywność struktur zawierających peptyd CART i CB Doktorant określił jako bardzo zbliżoną we wszystkich stadiach rozwojowych. W rozdziale zatytułowanym Podsumowanie i wnioski Doktorant wskazuje poszczególne publikacje załączonego cyklu, uzasadniając przedstawione wyniki. W dalszej części tego rozdziału zawartych zostało sześć wniosków, logicznie wypływających z przedstawionych wyników, a także korespondujących z przedstawionym we Wstępie rozprawy stanem wiedzy w zakresie badanego zagadnienia. Rozdział zamyka stwierdzenie o pozytywnym zweryfikowaniu postawionych wcześniej hipotez (które w tym miejscu zostały powtórzone). Pewien niedosyt u recenzenta budzi brak usytuowania uzyskanych wyników w szerszej perspektywie ich znaczenia czynnościowego, zarówno w kategoriach mechanizmów regulacyjnych, związanych z działaniem białek wiążących wapń w okresie rozwoju OUN, znaczenia czynnościowego badanych połączeń pomiędzy ciałami suteczkowatymi, a zespołem jąder przednich wzgórza i wreszcie w związku z nakreśleniem różnic w ekspresji badanych białek i peptydu CART pomiędzy różnymi gatunkami ssaków (np. w konfrontacji z danymi z piśmiennictwa). Rozprawę zamyka rozdział pod tytułem Piśmiennictwo liczący 94 starannie dobrane pozycje stanowiące szeroki wybór dokonań autorów polskich i obcych. Kończąc swoją ocenę pragnę podkreślić, iż z wielką satysfakcją i zainteresowaniem przeczytałem powierzoną mi do recenzji rozprawę doktorską mgr Witolda Żakowskiego. 6

7 Zawarte w recenzji uwagi w żadnym stopniu nie umniejszają rangi i znaczenia uzyskanych wyników, a także nie wpływają na wysoką ocenę przedstawionej do recenzji dysertacji mgr Witolda Żakowskiego. Uzyskane wyniki wskazują na wysoki stopień dociekliwości oraz na niezwykłą skrupulatność i dokładność w prowadzeniu badań. Rozprawa stanowi oryginalny dorobek naukowy, będący istotnym wkładem w rozwój współczesnej neuroanatomii i neurobiologii. W podsumowaniu stwierdzam, iż przedłożona do recenzji praca spełnia ustawowe warunki określone dla rozpraw doktorskich wart. 13 ustawy z dnia 14 marca 2003r. o stopniach i tytule naukowym, z późniejszymi poprawkami, stanowiąc bardzo wartościową pozycję we współczesnych badaniach dotyczących budowy i funkcji ośrodkowego układu nerwowego. W związku z powyższym, mam zaszczyt przedłożyć Wysokiej Radzie Wydziału Biologii i Biotechnologii, Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie wniosek o dopuszczenie mgr Witolda Żakowskiego do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Jednocześnie, chciałbym dodać, że ze względu na istotną wartość poznawczą pracy, rzetelność przeprowadzonych badań, a także doskonałą dokumentację wyników, składam wniosek do Wysokiej Rady Wydziału Biologii i Biotechnologii, Uniwersytetu Warmińsko- Mazurskiego w Olsztynie o wyróżnienie pracy nagrodą.!2(~;; ;;::#.:" Dr hab. n. med. Przemysław Kowiański Zakład Anatomii i eurobiologii Gdański Uniwersytet Medyczny 7