(A) Ciljevi: Strateška radionica koju su uspostavile radne skupine „izvrsnosti” SZTE, DE i SzBK (u bliskoj suradnji s izvrsnim istraživačima SE) ima za cilj istražiti kako međustanična komunikacija stanica koje stvaraju sučelja sudjeluje u najčešćim imunološkim i upalnim bolestima ljudske kože i crijevnog trakta. Uvod Glavni zadatak sučelja ljudskog tijela (pregrade) je uspostaviti prvu liniju obrane od ekoloških podražaja. Glavni cilj ovog projekta je 2 najopsežnija barijera, testiranje kože i crijevnog trakta. Opravdanost i nužnost teme pokazuju činjenica da su barijerani nedostaci tih organa povezani s najvećom učestalošću ljudskih bolesti kao što su akne vulgaris, psorijaza, atopijski dermatitis, koelijaška bolest, Crohnova bolest i ulcerozni kolitis, u kombinaciji s upalnom bolešću crijeva (IBD). Iako su značajni, ali još uvijek samo djelomični, uloženi napori kako bi se otkrili patomehanizmi, jasno je da je liječenje tih patologija daleko od rješavanja – tako da bolesti utječu na kvalitetu života stotina milijuna ljudi diljem svijeta. Posljednjih godina došlo je do znatne promjene paradigme u funkcioniranju prepreka; argument da barijere imaju samo pasivne funkcije „fizičko-kemijske izolacije” odbijen je. Sada je sve više dokaza da je barijera složen, dinamički promjenjiv, „aktivan” funkcionalni sustav, čije su glavne komponente koordinirani imunološki i (mikro)biološki mehanizmi (osim fizičke zaštite) koji reagiraju na štetne učinke opasnosti za okoliš (stresore) ali ih štite od njih. Imunološka barijera održava se vlastitim imunološkim sustavom kože i crijeva, koji sadrži stanične i humoralne komponente prirođenog i stečenog imuniteta. Mikrobiološka barijera, koja je nedavno postala središte pozornosti, stvorena je kao međuigra između ogromnih mikrobiota prisutnih na sučeljima i barijera koje pojačavaju međusobne utjecaje, stalno ‚nastavljaju i tvore’ jedni druge. Zahvaljujući nedavnim (uključujući vlastitim) istraživanjima, pokazalo se i da je višedimenzionalna međustanična komunikacijska mreža barijeranih stanica i mikrobiota temelj fiziološkog/homeostatskog funkcioniranja barijera. U teoriji, komunikacija se može odvijati na 3 načina: korištenje izravnog fizičkog kontakta stanica i glasničke funkcije raznih (ii) humoralnih posrednika i (iii) dijelova elemenata (ekstracelularnih vezikula, npr. egzosoma). Zajednička značajka gore navedenih bolesti je promjenjiv stupanj, često kronična upala; disregulacija složenog imunološkog odgovora na stresore; neispravnost zapreke; i kumulativne posljedice toga. Međutim, nije jasno koji su od tih neodvojivih mehanizama uzroci i posljedice. Prethodno, prevrtanja imunohomeostaze (npr. autoimuna aktivacija) i abnormalno intenziviranje upale (kao što je „fiziološki klirens”) dovode do razvoja bolesti (tzv. in-out teorije). Međutim, nedavni eksperimentalni podaci upućuju na to da primarni nedostatak barijere (npr. mutacijama) može djelovati kao „pokretač”. Prema tom stajalištu, nedostatak ometa homeostazu gore opisane barijere, koja, s jedne strane, ne može spriječiti učinke stresora i, s druge strane, omogućuje invaziju određenih komponenti simbiotske mikrobiote (tzv. vanjska teorija). S obzirom na navedeno, radionica namjerava implementirati program molekularne medicine R & D u skladu sa sljedećom radnom hipotezom: Prema našem mišljenju, patološka promjena složenih funkcija barijere u navedenim imunološkim i upalnim bolestima posljedica je gubitka homeostatske funkcije međustanične komunikacije, čime se pokreće lanac patoloških odgovora, što dovodi do oštećenja barijere i razvoja bolesti. (B) Cilj programa je primjena multidisciplinarne, sustavne, multi-level eksperimentalne matrice duž zadataka (F) i radnih faza (M) definiranih u radionici. F1. Ispitivanje in vitro staničnih sustava Glavni cilj F1 kao okosnice projekta je mapiranje odgovora udarnog tijela na različite stresore i međustanične komunikacijske „uzorke” barijeranih stanica na razini pojedinih stanica u fiziološkim i patološkim uvjetima. F1/M1. Razvoj staničnih kultura i kokultura U prvoj polovici M1 (dopuna staničnih kultura koje se rutinski koriste radne skupine) optimizirani su ljudski stanični sustavi koji proizvode sljedeće (primarne kulture, stanične linije, genetski modificirane stanične sustave): Specifične kulture ljudskih stanica o početnim stanicama: epitelne stanice (npr. keratinociti); mesenhimalne stanice (npr. fibroblasti, stanice glatkih mišića); MIR
