Nowe komórkowe modele odporności w błonach śluzowych człowieka
W ramach finansowanej z funduszy unijnych inicjatywy HUMUNITY (Cell-based models of human mucosal immunity with multiple commercial applications) czterech początkujących naukowców (ESR) przeszkolono w dziedzinie zaawansowanych systemów hodowli ludzkich komórek w celu precyzyjnej oceny bezpieczeństwa i skuteczności szeregu różnych substancji. Procesy niezbędne do przekształcania rozwiązań w produkty przemysłowe stanowiły główny temat prowadzonych szkoleń. Studenci nabyli zaawansowane umiejętności w zakresie tradycyjnych metod hodowli komórek oraz wiedzę dotyczącą innowacyjnych rozwiązań w dziedzinie materiałoznawstwa i zaawansowanych systemów wykrywania o dużej rozdzielczości. Prace badawcze koncentrowały się na opracowaniu modeli umożliwiających ocenę nieswoistej reakcji zapalnej na czynniki znajdujące się na powierzchni błon śluzowych wyścielających płuca i jelita, zarówno w obrębie zdrowej tkanki, jak i zmian patologicznych. Zaprojektowano systemy służące do oceny skuteczności leków, prowadzenia badań przesiewowych i oceny bezpieczeństwa biologicznego z myślą o dynamicznie rozwijającej się medycynie spersonalizowanej. Naukowcy stworzyli zaawansowane modele in vitro obejmujące pierwotne ludzkie komórki nabłonkowe oskrzeli i pierwotne ludzkie enterocyty w strukturach trójwymiarowych tworzonych wraz z komórkami wrodzonego układu odpornościowego (pierwotnymi monocytami i makrofagami). Umieszczono je w określonym mikrośrodowisku odzwierciedlającym warunki fizjologiczne lub patologiczne. Reakcje kultur modelowych na wyzwania zewnętrzne (np. leki) dowiodły, że interakcje pomiędzy komórkami oraz przypominające tkankę mikrośrodowisko kształtują reaktywność, które znacznie różni się od tej obserwowanej w dwuwymiarowych hodowlach pojedynczych komórek. W wyniku badania stworzono in vitro ludzki nabłonek jelitowy z komórek macierzystych oraz pierwotny bydlęcy nabłonek jelitowy, które zostaną wprowadzone na rynek jako platforma służąca do badań nad reakcjami komórek nabłonka na szeroki wachlarz bodźców. Dalsze prace pozwolą na opracowanie systemu modelowego do badań przedklinicznych ukierunkowanego na wrodzoną odporność w obrębie błon śluzowych. Rezultaty projektu zostały rozpowszechnione i zaprezentowane na kongresach (30 pomiędzy prezentacjami ustnymi i plakatowymi), w 20 recenzowanych publikacjach, włączając w to napisany wspólnie przez wszystkich stypendystów artykuł przeglądowy oraz podczas wydarzenia dla podmiotów przemysłowych (udział w konferencji BIO-Europe Spring 2016 w szwedzkim Sztokholmie) i szereg wydarzeń zorganizowanych z myślą o uczniach szkół średnich. Technologia opracowana dzięki projektowi HUMUNITY znajdzie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, od sektora farmaceutycznego, przez branżę spożywczą i sektor opieki zdrowotnej, aż po bezpieczeństwo ludzi i ochronę środowiska. Jej szczególne zastosowania kliniczne obejmują diagnostykę oraz badania skuteczności i bezpieczeństwa leków w chorobach dotykających płuca i jelita, takich jak mukowiscydoza i nieswoiste zapalenie jelit.
Słowa kluczowe
Komórkowy model in vitro, wrodzona odporność, błony śluzowe człowieka, HUMUNITY, komórka nabłonka, makrofagi
