Cukry a stan zapalny
Badanie roli węglowodanów, glukomika, ujawnia ich znaczenie dla zdrowia i choroby. Niezwykła złożoność węglowodanów, od pojedynczych cząsteczek do ogromnych polimerów, ograniczała dotychczas postępy w opracowywaniu metod analitycznych. Aby dokonać postępu w dziedzinie glukomiki, zespół finansowanego przez UE projektu INFLAMA (Matrix macromolecules in inflammation) stworzył sieć laboratoriów badawczych ("gluco-net") zajmujących się badaniem węglowodanów. Przedmiotem badań była rola zewnątrzkomórkowych polisacharydów matrycowych, takich jak hialuronian i proteoglikany, w leczeniu stanów zapalnych. Główna działalność naukowa zespołu projektu obejmowała opis mechanizmów syntezy hialuronianu w kulturach komórkowych ludzkich mięśni gładkich oraz śródbłonka na skutek stymulacji zapalnej. Naukowcy ocenili także ekspresję wszystkich genów zaangażowanych w szlaki biosyntezy hialuronianów. Wyniki badań INFLAMA rzucają światło na mechanizmy molekularne związane z działaniem przeciwzapalnym, przeciwzakrzepowym i przeciwprzerzutowym wyjątkowych analogów heparyny wyizolowanych i scharakteryzowanych przez uczonych. W badaniu syntez hialuronianów wykorzystano modele in vitro. Sygnały przekazywane przez proteoglikany wskazały na znaczenie makrocząsteczek dla błon komórkowych podczas przesyłania bodźców wywołanych stanem zapalnym. W badaniach posłużono się tropikalną żachwią Styela plicata, u której w obecności i przy braku obecności TNFalpha dochodziło do złożonych zmian cytokin zapalnych i ekspresji cząsteczek adhezyjnych. Wywołana w ten sposób odpowiedź immunologiczna była znacząco ograniczana przy pomocy leczenia S. plicata heparyną. Dane wykazały także, że utlenianie lipoproteiny o małej gęstości ma kluczowe znaczenie dla zmian w macierzy i produkcji hialuronianu. Zwiększenie grubości ścian tętnic wynika z migracji i proliferacji komórek w połączeniu z wytwarzaniem hialuronianu. Ponadto, na metabolizm ten wpływa kontrola epigenetyczna w cukrzycy, dając początek stwardnieniu tętnic. W łańcuchach siarczanu heparyny proteoglikanów błony rozpoznano krytyczny wzorzec zasiarczenia. Model raka potwierdził kluczową funkcję tego proteoglikanu w rozwoju i inwazyjności nowotworów. Wyniki badań prowadzonych w projekcie INFLAMA opisano aż w 54 artykułach naukowych, na prezentacjach konferencyjnych oraz spotkaniach międzynarodowych. Prace te doprowadziły do wyjaśnienia podstaw molekularnych i biochemicznych stanu zapalnego. Efektem powinno być rychłe powstanie metod leczenia stanu zapalnego, powiązanego z takimi chorobami, jak rak, cukrzyca czy zapalenie jelita grubego.
Słowa kluczowe
Cukry, zapalenie, glukomika, węglowodany, hialuronian, proteoglikany, rak
