(A) Célok: A SzTE, DE és SZBK „excellence” munkacsoportjai által létrehozott Stratégiai műhely (szorosan együtt működve a SE kiváló kutatóival) molekuláris medicina szemléletű célja annak feltárása, hogy a határfelületeket létrehozó sejtek intercelluláris kommunikációja hogyan vesz részt az emberi bőr és béltraktus legnagyobb gyakoriságú immunológiai és gyulladásos betegségeiben. Bevezetés Az emberi szervezet határfelületeinek (barrierjeinek) fő feladata a környezeti ingerekkel szembeni első védelmi vonal létrehozása. Jelen projekt fő célpontja a 2 legkiterjedtebb barrier, a bőr és a béltraktus vizsgálata. A téma indokoltságát és szükségességét jól mutatja, hogy ezen szervek barrier defektusához köthetők a legnagyobb gyakoriságú emberi betegségek, mint pl. az acne vulgaris, psoriasis, atópiás dermatitis, coeliakia, valamint az inflammatory bowel disease (IBD) névvel összegzett Crohn-betegség és colitis ulcerosa. Bár jelentős, de egyelőre csupán részleges eredményeket hozó erőfeszítések történtek a patomechanizmusok feltárására, egyértelműen kijelenthető, hogy a fenti kórállapotok kezelése messze nem megoldott – így a betegségek az emberek százmillióinak életminőségét rontják világszerte. Az barrierek működését illetően az utóbbi években jelentős paradigmaváltás következett be; megdőlt ugyanis azon tétel, miszerint a barrierek kizárólag passzív „fizikokémiai izolációs” feladatokat látnak el. Mára egyre több bizonyíték szól amellett, hogy a barrier egy komplex, dinamikusan változó, „aktív” funkcionális rendszer, melynek fő komponensei (a fizikai védelem mellett) a környezeti ártalmak (stresszorok) károsító hatására reagáló, de azokat kivédő összehangolt immunológiai és (mikro)biológiai mechanizmusok. Az immunológiai barriert a bőr és a bél saját immunrendszere tartja fent, melyben megtalálhatók a veleszületett és szerzett immunitás celluláris és humorális komponensei. Az utóbbi időben a figyelem központjába került mikrobiológiai barrier pedig a határfelületeken jelen lévő hatalmas méretű mikrobióta, valamint a barriert felépítő sejtek egymás hatását felerősítő, egymást folyamatosan „tanító és formáló” összjátékaként jön létre. A legújabb (többek között saját) kutatásoknak köszönhetően felmerült az is, hogy barrier funkciók élettani/homeosztatikus működésének alappillére a barriert alkotó sejtek, valamint a mikrobióta komponenseinek multidirekcionális intercelluláris kommunikációs hálózata. A kommunikáció elméletileg 3 módon történhet: i) a sejtek direkt fizikai kapcsolatát, valamint különféle ii) humorális mediátorok és iii) partikuláris elemek (extracelluláris vezikulák pl. exosomák) sejtek közötti hírvivő funkcióját felhasználva. A fenti betegségek közös jellemzője a változó mértékű, gyakran krónikus gyulladás; a stresszorokra adott komplex immunválasz diszregulációja; a barrier defektus; valamint ezek halmozódó következményei. Nem világos ugyanakkor, hogy ezen egymástól elválaszthatatlan mechanizmusok közül melyek az okok és melyek a következmények. A korábbi vélekedések szerint az immunhomeosztázis felborulása (pl. autoimmun aktiváció), valamint a gyulladás (mint „élettani clearance”) kóros felerősödése vezet a betegségek kialakulásához (ún. inside-out teória). Az újabb kísérletes adatok ugyanakkor azt sugallják, hogy a barrier primer defektusa (pl. mutációk révén) is működhet „triggerként”. Ezen vélekedés szerint a defektus megbontja a fent bemutatott barrier homeosztázisát, mely így egyrészt nem képes kivédeni a stresszorok hatásait, másrészt utat enged az addig szimbiotikus mikrobióta egyes komponensei inváziójának (ún. outside-in teória). Munkahipotézis A fentieket figyelembe véve a Műhely az alábbi munkahipotézis mentén kívánja megvalósítatni a molekuláris medicina K+F programot: Véleményünk szerint a komplex barrier funkciók a fent említett immunológiai és gyulladásos betegségekben megfigyelhető kóros megváltozásának hátterében az intercelluláris kommunikáció homeosztatikus működésének megszűnése áll, mely így, patológiás válaszreakciók láncolatát elindítva, a barrier defektusához és a kórállapot kialakulásához vezet. (B) A program célja egy multidiszciplináris, rendszerszemléletű, többszintű kísérletes mátrix alkalmazása, a Műhely által meghatározott feladatok (F) és munkaszakaszok (M) mentén. F1. In vitro sejtes rendszerek vizsgálata A projekt gerincét adó F1 fő célja a barriereket alkotó sejtek különféle stresszorokra adott effektor válaszainak, valamint intercelluláris kommunikációs „mintázatainak” egyedi sejt szintű feltérképezése élettani és kóros körülmények között. F1/M1. Sejtkultúrák és ko-kultúrák fejlesztése Az M1 első felében (kiegészítve a munkacsoportok által rutinszerűen alkalmazott sejtkultúrákat) humán sejtes rendszereket optimalizálunk, az alábbiakat (primer kultúrák, sejtvonalakat, genetikailag módosított sejtrendszerek) előállítva: -Egyedi humán sejtkultúrák o Primer sejtek: epiteliális sejtek (pl. keratinocita); mezenchimális sejtek (pl. fibroblasztok, simaizom sejtek); mir
