Dr hab. Jarosław Dastych 

 

 
Nowoczesne metody badań i selekcji substancji czynnych w 
biotechnologii, farmacji, kosmetologii: wysokowydajne testy 
przesiewowe (HTS) i alternatywne testy toksyczności 

 
Wzajemne  przenikanie  chemii,  biologii  i  medycyny  doprowadziło  do  powstania 
nowoczesnego  przemysłu  farmaceutycznego.  Pracujące  na  rzecz  tego  przemysłu  laboratoria 
dowiodły,  że  oparte  na  solidnych  podstawach  naukowych  strategie  poszukiwania  nowych 
substancji  czynnych  dostarczają  przynoszących  zyski  produktów.  Jednak  szybki  rozwój 
biologii  i  chemii  doprowadził  do  zasadniczej  zmiany  w  stosowanych  strategiach  służących 
odkrywaniu nowych leków. Do przełomu tego doprowadziła rewolucja naukowa związana z 
rozwojem  biologii  molekularnej  połączona  z  dramatycznym  zwiększeniem  się  możliwości 
syntezy  organicznej.    We  współczesnym  sposobie  poszukiwania  nowych  leków  racjonalne 
projektowanie  nowych  związków  chemicznych  łączy  się  z  ekstensywnym  przeszukiwaniem 
całego  oceanu  istniejących  substancji  w  poszukiwaniu  ukrytych  „diamentów”.  Niezbędną 
częścią    tych  poszukiwań  jest  zastosowanie  wysokowydajnych  testów  przesiewowych. 
Wysokowydajne testy przesiewowe (testy HTS) powstały w odpowiedzi na problem, którym 
jest  dostępność  astronomicznej  liczby  izolowanych  ze  źródeł  naturalnych  i  możliwych  do 
zsyntetyzowania  związków  chemicznych  o  niemożliwej  do    przewidzenia  aktywności 
biologicznej.  Testy  HTS  są  narzędziem,  które  pozwala  nam  zawęzić  liczbę  badanych 
potencjalnie  interesujących  nas  substancji.  Postepy  farmakologii  i  biochemii  ugruntowały 
przekonanie, że aktywność biologiczna substancji wynika z ich oddziaływania z określonymi 
makrocząsteczkami takimi jak, białka i kwasy nukleinowe. Szukając nowych leków musimy 
zatem dowiedzieć się jak interesujące nas związki chemiczne oddziałują z wybranymi przez 
nas  makrocząsteczkami  -  tarczami  terapeutycznymi.  Technologia  HTS  powstała  dzięki 
połączeniu  trzech  elementów:  miniaturyzacji  pomiarów  biologicznych,  opartej  na 
zastosowaniu  robotów  automatyzacji  procesów  pomiarowych  i  skomputeryzowania 
przetwarzania danych.  Pomiary dowolnej aktywności biologicznej mogą stać się podstawą do 
rozwoju  testu  HTS  jeśli  spełnią  określone  kryteria.  O  powodzeniu  decydują  takie  elementy 
jak  objętość  materiału  biologicznego  i  próbki  zużywanej  w  pomiarze,  możliwość 
przeprowadzenia pomiaru na płytce wielopozycyjnej, ilość operacji potrzebnych na uzyskanie 
jednego punktu pomiarowego i czas pomiaru. W tym samym czasie gdy pomiary aktywności 
biologicznej  osiągnęły  pożądaną  przez  przemysł  wysoka  wydajność  postępy  genomiki 
pozwoliły  na  zidentyfikowanie  nowych  tarcz  terapeutycznych  –  produktów  genów 

zaangażowanych  w  procesy  chorobowe.  W  ten  sposób  osiągnięto  obecnie  stan  w  którym 
ograniczona - liczona w setkach - liczba tarcz terapeutycznych stała się podstawą setek jeśli 
nie  tysięcy  testów  aktywności  biologicznej,  które  stosowane  są  do  automatycznego  badania 
milionów  związków  chemicznych.  Jednak  odnalezienie  związku  chemicznego  o  pożądanej 
aktywności    rozpoczyna  dopiero  skomplikowany  proces  tworzenia  nowego  leku.  Cały  ten 
proces od zidentyfikowania nowej substancji czynnej do pojawienia się leku na rynku może 
kosztować 15 lat pracy i miliard dolarów. Im dłuższą drogę przebywa dana substancja na tej 
kosztownej dla inwestorów drodze, tym większy procent tej olbrzymiej kwoty nie może już 
zostać  odzyskany  jeśli  lek  nie  spełni  pokładanych  w  nim  nadziei.  Jednym  z  możliwych 
przyczyn takiej porażki jest zbyt późne odkrycie, że badany przez nas związek jest toksyczny 
w  stopniu  utrudniającym  bądź  uniemożliwiającym  jego  użycie  terapeutyczne.  Metody 
przesiewowe  wyławiające  substancje  o  pożądanej  aktywności  biologicznej  takie  jak  testy 
HTS  mogą  i  powinny  służyć  eliminowaniu  spośród  kandydatów  na  leki,  substancji  o 
niepożądanych  własnościach  toksycznych.    W  idealnej  strategii  poszukiwania  nowych 
substancji  biologicznie  czynnych  wykrywanie  toksyczności  odbywa  się  juz  na 
najwcześniejszych  etapach  badań.    Testy  przeprowadzane  na  zwierzętach  stają  się  w  ten 
sposób  środkiem  do  potwierdzania  bezpieczeństwa  wprowadzanych  na  rynek  leków,  a  nie 
metodą  charakteryzowania  substancji,  które  są  dopiero  w  fazie  wstępnych  badań.    Interes 
ekonomiczny  przemysłu  łączy  się  tutaj  z  konieczną  odpowiedzią  na  malejącą  tolerancję  dla 
prowadzenia  badań  na  zwierzętach  obserwowaną  wśród  rozwiniętych  postindustrialnych 
społeczeństw.  Wymuszona opiniami społecznymi zmiana polityczna dokonująca się obecnie 
w  standardach  bezpieczeństwa  chemicznego  powoduje  szereg  trudności,  które  pojawiają  się 
na  styku  działań  legislacyjnych,  prac  badawczych  i  decyzji  biznesowych.  Nie  wydaje  się 
jednak,  aby  wprowadzenie  testów  alternatywnych  miało  odbyć  się  kosztem  bezpieczeństwa 
konsumentów.  Właściwe  zastosowanie  najnowszych  technik  badawczych  in  vitro  pozwoli 
znaleźć optymalne czyli efektywne i jednocześnie bezpieczne substancje czynne.  
 

1)  Wysokowydajne testy przesiewowe (HTS)  
 

i)  Rola testów HTS w poszukiwaniach nowych substancji czynnych dla przemysłu 

farmaceutycznego ( 4 wykłady) 

ii)  Celowość stosowania HTS w badaniach nad nowymi lekami: czy i kiedy opłaca 

się stosowanie testów HTS (2 wykłady) 

iii) Niezbędne komponenty testu HTS (3 wykłady) 

iv)  Organizacja laboratorium HTS (2 wykłady) 

v)  Walidacja wyników uzyskanych za pomocą technik HTS (2 wykłady) 

 

vi)  Przyszłość testów HTS (1 wykład) 

 

2)  Alternatywne testy toksyczności 
 

i)  Badania nad toksycznością leków i innych substancji chemicznych: koncepcja 

alternatywnych testów toksyczności    (1 wykład) 

ii)  Obecnie dostępne i stosowane w praktyce testy alternatywne (2 wykłady) 

iii) Problemy prawne dotyczące stosowania testów alternatywnych (2 wykłady) 

iv)  Korzyści i zagrożenia związane z wprowadzeniem testów alternatywnych do 

badań nad lekami (1 wykład) 

v)  Elementy oceny toksyczności we wczesnych etapach poszukiwań nowych 

substancji czynnych dla przemysłu farmaceutycznego (3 wykłady) 

 

vi)  Przyszłość alternatywnych testów toksyczności (1wykład) 

 
Dane o wykładowcy 
 

Curriculum Vitae 

 
 
 
Dr hab. nauk medycznych Jarosław Dastych 

 

Data i miejsce urodzenia:  16.10.1959, Łódź 
 
Wykształcenie: 
 
1983   

Magister biologii, Uniwersytet Łódzki  

1991 

Doktor nauk medycznych. Akademia Medyczna w Łodzi 

2003 

 Doktor habilitowany nauk medycznych, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 

 
Doświadczenia w pracy zawodowej: 
 
1983 -1992  technik następnie asystent, Zakład Amin Biogennych PAN w Łodzi   
1989 - 1990  stypendysta (Fulbright scholarship) w Narodowych Instytutach Zdrowia, 
Bethesda, USA 
1992 -1995  staż podoktorski, (Fogarty International Fellowship)  w Narodowych Instytutach 
Zdrowia, Bethesda, USA 
1995 -1998  p.o. Kierownika Zespołu Alergologii, Zakład Amin Biogennych PAN w Łodzi   
1998 -1999 Visiting scientist w Narodowych Instytutach Zdrowia, Bethesda, USA 
1999-2004  Kierownik Laboratorium Immunologii Molekularnej, Międzynarodowy Instytut 

Biologii  Molekularnej i Komórkowej w Warszawie  

Od 2004  Kierownik Pracowni Immunologii Komórkowej, Centrum Biologii Medycznej 

PAN w Łodzi 

 
Zrealizowane granty badawcze: 

Grant Komitetu Badań Naukowych Nr 4 P05A 047 10, „Chemiczne pobudzenie produkcji 
interleukiny 4 w komórkach tucznych jako potencjalny mechanizm wpływu czynników 
środowiska na rozwój nadwrażliwości typu wczesnego” 

Grant Komitetu Badań Naukowych Nr 4 P05A 051 "Charakterystyka sekwencji 
promotorowych, czynników transkrypcyjnych oraz dróg przekazywania sygnału 
zaangażowanych w aktywację ekspresji genu IL-4 przez jony metali ciężkich" 
Grant z V Programu Ramowego Komisji Europejskiej Nr QLRT-2000-00787 "A New 
Technology for Fluorescent "Cell Chip" Immunotoxicity Testing" 
 
Główne zagadnienia podejmowane w pracy badawczej: 
 

1.  Rozwój nowych alternatywnych testów toksyczności 
2.  Molekularne mechanizmy immunotoksycznych i immunomodulujących wpływów 

środowiskowych. 

3.  Biologia molekularna komórek tucznych, a w szczególności mechanizmy 

przekazywania sygnału regulujące ekspresję cytokin.  

 

Wybrane publikacje: 

 

1.  Trzaska D., Zembek P., Olszewski M., Adamczewska V., Ulleras E., Dastych J. 

(2005) Fluorescent Cell Chip for immunotoxicity testing: Development of the c-
fos expression reporter cell lines. Toxicol Appl Pharmacol. 207:133-41 

 

2.  Walczak-Drzewiecka A., Wyczółkowska J., Dastych J. (2005) C-Jun  N-terminal 

kinase is involved in mercuric -ions-mediated interleukin-4 secretion in mast cells. 
Int Arch Allergy Imm. 136: 181-190 

 

3.  Ulleras E, Trzaska D, Arkusz J, Ringerike T, Adamczewska V, Olszewski M, 

Wyczolkowska J, Walczak-Drzewiecka A, Al-Nedawi K, Nilsson G, Bialek-
Wyrzykowska U, Stepnik M, Van Loveren H, Vandebrielf R, Løvike M, 
Rydzynski K, Dastych J.  (2005) Development of the “Cell Chip”: a new in vitro 
alternative technique for immunotoxic5ty testing. Toxicol. 206: 245–256 

 

4.  Ringerike T, Ulleras E, Volker R, Verlaan B, Eikeset A, Trzaska D, Adamczewska 

V, Olszewski M, Walczak-Drzewiecka A, Arkusz J, van Loveren H, Nilsson G, 
Lovik M, Dastych J, Vandebriel RJ. (2005) Detection of immunotoxicity using T-
cell based cytokine reporter cell lines (“Cell Chip”). Toxicol. 206: 257–272 

 

5.  Walczak-Drzewiecka A., Wyczółkowska J. Dastych J. (2003)Environmentally 

relevant metal and transition metal ions enhance FceRI mediated mast cell 
activation. Environ Health Perspect. 111: 708-713  

 

6.  Taylor M., Dastych J., Sehgal D., Sundstrom M., Nilsson G., Akin C., Mage R.G., 

Metcalfe D.D.. (2001) The kit activating mutation D816V enhances stem cell 
factor-dependent chemotaxis.. Blood 98: 1195-9. 

 

7.  Dastych

 

J., A. Walczak-Drzewiecka, J. Wyczolkowska, D.D. Metcalfe. (1999). 

Murine mast cells exposed to mercuric chloride release granule associated N-
acetyl-β -D-hexosaminidase and secrete IL-4 and TNF-α " J. Allergy Clin. 
Immunol. Jun 1; 103:1108-1114.  

 

8.  Dastych J., D. Taub, M.C. Hardison, D.D. Metcalfe. (1998). Tyrosine kinase 

deficient W

v

 induces  mast cell adhesion and chemotaxis. Am. J. Physiol. Nov; 

44:C1291-C1299 

 

9.  Dastych J., M.C. Hardison, D.D. Metcalfe. (1997). Aggregation of low affinity 

IgG receptors induces mast cell adherence to fibronectin: requirement for the 
common FcR gamma-chain J. Immunol. Feb 15; 158: 1803-1809.