A) Mērķi: SZTE, DE un SzBK “izcilības” darba grupu (ciešā sadarbībā ar SE izcilajiem pētniekiem) izveidotā stratēģiskā semināra mērķis ir izpētīt, kā starpšūnu komunikācija starp šūnām, kas veido saskarnes, piedalās visbiežāk sastopamajās cilvēka ādas un zarnu trakta imunoloģiskajās un iekaisuma slimībās. Ievads Cilvēka ķermeņa saskarņu (barjeru) galvenais uzdevums ir izveidot pirmo aizsardzības līniju pret vides stimuliem. Šā projekta galvenais mērķis ir 2 visplašākās barjeras, ādas un zarnu trakta testēšana. Tēmas pamatojumu un nepieciešamību pierāda fakts, ka šo orgānu barjeras defekti ir saistīti ar visbiežāk sastopamām cilvēku slimībām, piemēram, pūtītēm vulgaris, psoriāzi, atopisko dermatītu, celiakiju, Krona slimību un čūlaino kolītu, apvienojumā ar zarnu iekaisuma slimību (IBD). Lai gan ir veikti nozīmīgi, bet joprojām tikai daļēji centieni atklāt patomehānismus, ir skaidrs, ka šo patoloģiju ārstēšana nebūt nav atrisināta, tāpēc slimības ietekmē dzīves kvalitāti simtiem miljonu cilvēku visā pasaulē. Pēdējos gados ir notikusi būtiska paradigmas maiņa šķēršļu darbībā; arguments, ka barjeras veic tikai pasīvas “fizikāli ķīmiskās izolācijas” funkcijas, ir noraidīts. Tagad arvien vairāk pierādījumu liecina, ka barjera ir sarežģīta, dinamiski mainīga, “aktīva” funkcionāla sistēma, kuras galvenās sastāvdaļas ir koordinēti imunoloģiskie un (mikro)bioloģiskie mehānismi (papildus fiziskajai aizsardzībai), kas reaģē uz vides apdraudējuma (stresoru) kaitīgo ietekmi, bet aizsargā pret to. Imunoloģisko barjeru uztur pati ādas un zarnu imūnsistēma, kas satur iedzimtas un iegūtās imunitātes šūnu un humorālās sastāvdaļas. Mikrobioloģiskā barjera, kas nesen kļuvusi par uzmanības centru, ir izveidota kā mijiedarbība starp milzīgo mikrobiotu, kas atrodas saskarnēs, un barjeršūnām, kas pastiprina viena otras ietekmi, pastāvīgi “mācot un veidojot” viens otru. Pateicoties nesenajiem (tostarp pašu) pētījumiem, ir arī atklājies, ka barjeras funkciju fizioloģiskās/homeostatiskās funkcionēšanas stūrakmens ir barjeras šūnu un mikrobiotas komponentu daudzdimensiju starpšūnu sakaru tīkls. Teorētiski komunikācija var notikt 3 veidos: izmantojot šūnu tiešu fizisku kontaktu un dažādu (ii) humorālo mediatoru un iii) atsevišķu elementu (āršūnu pūslīšu, piemēram, eksosomu) kurjera funkciju. Iepriekš minēto slimību kopējā iezīme ir dažāda pakāpe, bieži vien hronisks iekaisums; sarežģītas imūnsistēmas reakcijas uz stresa faktoriem disregulācija; barjeras defekts; un to kumulatīvās sekas. Tomēr nav skaidrs, kuri no šiem nedalāmajiem mehānismiem ir cēloņi un sekas. Iepriekš imūnhomeostazes apgāšanās (piemēram, autoimūna aktivācija) un patoloģiska iekaisuma intensifikācija (piemēram, “fizioloģiskais klīrenss”) izraisīja slimību attīstību (tā sauktās “in-out-out teorijas”). Tomēr jaunākie eksperimentālie dati liecina, ka barjeras primārais defekts (piemēram, mutācijas) var darboties kā “sprādziens”. Saskaņā ar šo viedokli defekts izjauc iepriekš aprakstītās barjeras homeostāzi, kas, no vienas puses, nevar novērst stresa faktoru ietekmi un, no otras puses, ļauj iebrukt noteiktām simbiotiskās mikrobiotas sastāvdaļām (tā sauktā ārējā teorija). Ņemot vērā iepriekš minēto, darbseminārs plāno īstenot molekulārās medicīnas R & D programmu saskaņā ar šādu darba hipotēzi: Mūsuprāt, sarežģītu barjeru funkciju patoloģiskās izmaiņas iepriekš minētajās imunoloģiskajās un iekaisuma slimībās ir saistītas ar starpšūnu komunikācijas homeostatiskās funkcijas zudumu, tādējādi izraisot patoloģisku reakciju ķēdi, kas noved pie barjeras defekta un slimības attīstības. B) Programmas mērķis ir piemērot daudznozaru, uz sistēmu balstītu daudzlīmeņu eksperimentālo matricu uz uzdevumiem (F) un darba posmiem (M), ko nosaka seminārs. F1. In vitro šūnu sistēmu izpēte F1 kā projekta mugurkaula galvenais mērķis ir kartēt triecienelementa reakciju uz dažādiem barjeršūnu stresa faktoriem un starpšūnu “modeļiem” atsevišķu šūnu līmenī fizioloģiskos un patoloģiskos apstākļos. F1/M1. Šūnu kultūru un kokultūru attīstība M1 pirmajā pusē (papildinot šūnu kultūras, ko parasti izmanto darba grupās) cilvēka šūnu sistēmas tiek optimizētas, ražojot šādas (primārās kultūras, šūnu līnijas, ģenētiski modificēto šūnu sistēmas): —Specifiskas cilvēka šūnu kultūras o Primer šūnas: epitēlija šūnas (piemēram, keratinocīti); mezenhimālās šūnas (piemēram, fibroblasti, gludās muskuļu šūnas); MIR
