A) Ciele: Strategický workshop zriadený „excelenciou“ pracovných skupín SZTE, DE a SzBK (v úzkej spolupráci s vynikajúcimi výskumníkmi SE) má za cieľ preskúmať, ako sa intercelulárna komunikácia buniek, ktoré vytvárajú rozhrania, podieľa na najčastejších imunologických a zápalových ochoreniach ľudskej kože a črevného traktu. Úvod Hlavnou úlohou rozhraní ľudského tela (bariéry) je vytvoriť prvú obrannú líniu proti environmentálnym podnetom. Hlavným cieľom tohto projektu je 2 najrozsiahlejšie testovanie bariér, kože a črevného traktu. Odôvodnenie a nevyhnutnosť témy dokazuje skutočnosť, že bariérové chyby týchto orgánov sú spojené s najvyššou frekvenciou ľudských chorôb, ako je akné vulgaris, psoriáza, atopická dermatitída, celiakiá, Crohnova choroba a ulcerózna kolitída v kombinácii so zápalovým ochorením čriev (IBD). Hoci sa vynaložilo značné, ale stále len čiastočné úsilie na odhalenie patomechanizmov, je jasné, že liečba týchto patológií nie je ani zďaleka vyriešená – takže choroby ovplyvňujú kvalitu života stoviek miliónov ľudí na celom svete. V posledných rokoch došlo k výraznej zmene paradigmy vo fungovaní prekážok; tvrdenie, že prekážky vykonávajú len pasívne funkcie „fyzikochemickej izolácie“, bolo zamietnuté. V súčasnosti existuje čoraz viac dôkazov o tom, že bariéra je komplexný, dynamicky variabilný, „aktívny“ funkčný systém, ktorého hlavnými zložkami sú koordinované imunologické a (mikro)biologické mechanizmy (okrem fyzickej ochrany), ktoré reagujú na škodlivé účinky rizík pre životné prostredie (stresory), ale chránia pred nimi. Imunologická bariéra je udržiavaná vlastným imunitným systémom kože a čreva, ktorý obsahuje bunkové a humorálne zložky vrodenej a získanej imunity. Mikrobiologická bariéra, ktorá sa nedávno stala stredobodom pozornosti, je vytvorená ako súhra medzi obrovskou mikroflórou prítomnou na rozhraní a bariérovými bunkami, ktoré sa navzájom posilňujú, neustále sa „učia a formujú“. Vďaka nedávnemu (vrátane vlastného) výskumu sa tiež ukázalo, že viacrozmerná intercelulárna komunikačná sieť bariérových buniek a zložiek mikrobioty je základným kameňom fyziologického/homeostatického fungovania bariérových funkcií. Teoreticky sa komunikácia môže uskutočniť tromi spôsobmi: použitie priameho fyzického kontaktu buniek a funkcie posla rôznych (ii) humorálnych mediátorov a (iii) partiikulárnych prvkov (extracelulárnych vezikúl, napr. exozómov). Spoločným znakom vyššie uvedených ochorení je rôzny stupeň, často chronický zápal; dysregulácia komplexnej imunitnej reakcie na stresory; chyba bariéry; a kumulatívnych dôsledkov týchto. Nie je však jasné, ktoré z týchto neoddeliteľných mechanizmov sú príčiny a dôsledky. Prevrátenie imunohomeostázy (napr. autoimunitná aktivácia) a abnormálne zintenzívnenie zápalu (ako je „fyziologický klírens“) v minulosti vedú k vzniku chorôb (tzv. in-out teórie). Nedávne experimentálne údaje však naznačujú, že primárna porucha bariéry (napr. prostredníctvom mutácií) môže pôsobiť ako „spúšťač“. Podľa tohto názoru vada narúša homeostázu vyššie opísanej bariéry, ktorá na jednej strane nemôže zabrániť účinkom stresorov a na druhej strane umožňuje inváziu určitých zložiek symbiotickej mikroflóry (tzv. outside-in teoreticky). Vzhľadom na uvedené skutočnosti má seminár v úmysle realizovať program výskumu a vývoja molekulárnej medicíny, pričom by vychádzal z tejto pracovnej hypotézy: Podľa nášho názoru je patologická zmena komplexných bariérových funkcií pri vyššie uvedených imunologických a zápalových ochoreniach spôsobená stratou homeostatickej funkcie intercelulárnej komunikácie, čím sa spúšťa reťazec patologických reakcií, čo vedie k defektu bariéry a rozvoju ochorenia. (B) Cieľom programu je uplatňovať multidisciplinárnu, systémovú, viacúrovňovú experimentálnu maticu v rámci úloh (F) a pracovných etáp (M) vymedzených seminárom. F1. Preskúmanie bunkových systémov in vitro Hlavným cieľom F1 ako chrbtovej kosti projektu je mapovať reakcie nárazového telesa na rôzne stresory a intercelulárnu komunikáciu „vzory“ bariérových buniek na úrovni jednotlivých buniek za fyziologických a patologických podmienok. F1/M1. Vývoj bunkových kultúr a kokultúr V prvej polovici M1 (doplňovanie bunkových kultúr bežne používaných pracovnými skupinami) sa optimalizujú ľudské bunkové systémy, ktoré produkujú nasledujúce (primárne kultúry, bunkové línie, geneticky modifikované bunkové systémy): Špecifické ľudské bunkové kultúry o Primerové bunky: epiteliálne bunky (napr. keratinocyty); mezenchimálne bunky (napr. fibroblasty, bunky hladkého svalstva); MIR
