Nagroda naukowa przyznawana podczas konferencji nanomedycznej ChinaNanomedicine 2023: Nanomedicine Discovery and Translation w Guangzhou w Chinach trafiła w tym roku do dr Alicji Mikołajczyk z Pracowni Chemoinformatyki Środowiska Wydziału Chemii UG.
Dr Alicja Mikołajczyk prezentowała wyniki badań naukowych prowadzonych w ramach projektu NanoCARRIERS (2021/40/Q/ST5/00117) finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki, którego kierownikiem jest Kierownik Pracowni Chemoinformatyki Środowiska na Wydziale Chemii UG prof. dr hab. Tomasz Puzyn.
- W projekcie NanoCARRIERS prowadzimy badania w oparciu o hipotezę, że integracja metod modelowania molekularnego (MM) z metodami uczenia maszynowego (ML) umożliwi redukcję czasu i kosztów prowadzonych badań oraz większą selektywność i efektywność nowo projektowanych nośników leków na bazie nanocząstek. Znacząco zwiększy to potencjał metod in silico jako narzędzi wspierających proces szybkiego projektowania i wstępnej weryfikacji (na etapie badań przedklinicznych) bezpieczeństwa nanocząstek w zastosowaniach medycznych, na przykład nanocząstek wykorzystywanych jako nośniki leków do mózgu lub materiału genetycznego (RNA) - mówi dr Alicja Mikołajczyk.
Opracowanie nowych strategii leczenia chorób neurodegeneracyjnych jest obecnie jednym z najtrudniejszych i najbardziej kosztownych zadań dla farmacji. Jedynie niewielka liczba (3-5%) substancji rozważanych jako leki trafia na rynek, ponieważ większość z nich nie jest w stanie skutecznie przekraczać bariery krew-mózg (BBB). Różne typy nanocząstek (NP) są rozważane jako potencjalne nośniki leków do mózgu. Metody in silico (komputerowe) są wykorzystywane do wspomagania badań in vitro i in vivo (eksperymentalnych) na przedklinicznym etapie projektowania nośników leków opartych na NP. Jednak wykorzystanie klasycznych metod in silico jest często ograniczone przez konieczność użycia dużych zasobów obliczeniowych i wymagany czas. „Czwarta rewolucja przemysłowa” przyniosła nowe rozwiązania cyfrowe do odkrywania leków oparte na sztucznej inteligencji (AI) i uczeniu maszynowym (ML). Niestety, zastosowanie AI/ML w nanomedycynie jest nadal rzadkością. - Zgodnie z naszą wiedzą nie podjęto żadnych prób opracowania modeli predykcyjnych opartych na ML do projektowania nośników leków opartych na nanocząstkach. Pojawia się ważne pytanie: czy uczenie maszynowe można wykorzystać do przezwyciężenia ograniczeń klasycznych metod in silico? - dodaje dr Alicja Mikołajczyk.
ChinaNanomedicine 2023 stanowi jedno z największych wydarzeń zrzeszających wiodących naukowców i ekspertów ze środowiska akademickiego, klinicznego oraz z sektorów przemysłowych z całego świata w zakresie medycyny.
Temat tegorocznej konferencji brzmiał „Nanomedycyna: Odkrywanie i Wyjaśnianie”. Skoncentrowano się na nanonauce i nanotechnologii w zastosowaniach biomedycznych, w tym na immunoterapii nowotworowej, ukierunkowanym dostarczaniu leków, analizie nanomedycznej, medycynie nanokatalitycznej, nanozymach, symulacjach i sztucznej inteligencji w nanomedycynie, nanoszczepionkach, nanoskładnikach farmaceutycznych, przemysłowej nanofarmaceutyce, nanomateriałach biomedycznych, nanomateriałach do druku 3D w biologii, inżynierii tkankowej, nanomechanice, nanobiologii, mobilnych technologiach medycznych opartych na nanotechnologii, nanosondach do obrazowania molekularnego, nanoteranostyce, nanoczujnikach i technologiach mikrofluidycznych, chemii nanotoksykologii i bezpieczeństwa nanomateriałów oraz nanotechnologii w bioseparacji i bioanalizie, ocenie nanoleków i urządzeń medycznych.
Dr Alicja Mikołajczyk – biogram
Swoją karierę naukową dr Mikołajczyk rozpoczęła w 2008 roku w ramach studiów licencjackich na kierunku chemia oraz kierunku chemia leków na Wydziale Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Śląskiego, następnie badania naukowe kontynuowała w ramach studiów magisterskich na Wydziale Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego (2011-2012) oraz w ramach Studiów Doktoranckich Chemii i Biochemii przy Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego (2013-2017). Tytuł doktora uzyskała w 2017 roku. Swoją wiedzę dr Mikołajczyk poszerzała w ramach półrocznego stażu w Interdisciplinary Center for Nanotoxicity w Stanach Zjednoczonych (Jackson State University), 10 krótkoterminowych staży naukowych (m.in. w North Dakota State University w Stanach Zjednoczonych i Yachay Tech w Ekwadorze) oraz staży w branży przemysłowej, m.in. w firmie WABCO oraz Selena.
Obecnie dr Mikołajczyk kontynuuje swoje badania naukowe jako adiunkt na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, a wyniki badań naukowych komercjalizuje jako współwłaściciel firmy QSAR Lab - spółki typu spin-off powstałej z inicjatywy pracowników Pracowni Chemoinformatykii Środowiska, pod kierownictwem prof. dr. hab. Tomasza Puzyna.
Dr Mikołajczyk od ponad 10 lat łączy techniki uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji z procesem projektowania nowych, zrównoważonych i bezpiecznych materiałów, pracę badawczą na Wydziale Chemii UG z byciem wykładowcą, a komercjalizację badań w firmie QSAR Lab z digitalizacją przemysłu.
Dr Alicja Mikołajczyk jest autorką ponad 40 prac naukowych, w tym publikacji w wiodących czasopismach, m.in. w „Nature Nanotechnology” (IF 40,523), „Nano Today” (IF 26,943) „ACS Nano” (IF 18,027), „Chemistry of Materials” (IF 24,319), „Applied Catalysis B: Environment” (IF 24,319), o łącznej wartości współczynnika wpływu (IF) ponad 430. Dr Mikołajczyk jest również autorką rozdziału w książce oraz artykułów w czasopismach branżowych o charakterze biznesowym, w tym w miesięczniku „Forbes” grupy Axel Springer. Dr Mikołajczyk wygłosiła 16 wykładów na zaproszenie na konferencjach o zasięgu międzynarodowym. Jej prace były cytowane ponad 1000 razy, a indeks Hirscha wynosi 19. Podsumowanie jej 10-letnich badań stanowi opracowanie przez firmę QSAR Lab innowacyjnej technologii nano-QSAR Toolbox i zgłoszenia patentowe (EP22204642, 22209238).
Obecnie dr Alicja Mikołajczyk współpracuje z 70 instytucjami badawczymi na 5 kontynentach, realizując kluczowe projekty UE Horyzont2020, Horyzont Europa, Narodowego Centrum Nauki o kwocie dofinansowania dla konsorcjów naukowych bliskiej 48 mln EUR. W projektach dr Mikołajczyk zajmuje się rozwiązywaniem globalnych wyzwań w zakresie neutralności klimatycznej, projektowania nowych zaawansowanych materiałów oraz nanonośników leków w celu zwalczania chorób cywilizacyjnych. Dr Mikołajczyk jest również zdobywczynią krajowych i międzynarodowych nagród, wyróżnień i stypendiów, m.in. Stypendium Ministra Edukacji i Nauki dla Wybitnych Młodych Naukowców, Stypendium START Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej, nagrody Polskiej Akademii Nauk, Nagrody Polskiego Towarzystwa Chemicznego (PTChem), nagrody Taylor&Francis oraz licznych wyróżnień przyznanych m.in. przez Organizację Sustainable Nanotechnology w Waszyngtonie oraz American Chemical Society (ACS).