Nad jakimi badaniami obecnie pracuje zespół Laboratorium Immunologii Rozrodu?

Dr Tomasz Maj  „Zajmujemy się dwoma projektami. Jeden z nich to przedsięwzięcie POIG. W ramach Programu Innowacyjna Gospodarka prowadzimy badania o potencjalnym znaczeniu aplikacyjnym, dotyczące opracowania chipu laboratoryjnego pozwalającego oszacować jakość zarodków stosowanych w metodach zapłodnienia pozaustrojowego na podstawie pomiaru apoptozy.

   Drugi projekt prowadzony przez Laboratorium Immunologii Rozrodu jest elementem akcji COST (Europejski Program Współpracy w Dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych). Program ten obejmuje głównie badania o charakterze podstawowym i taki też charakter ma grant dotyczący regulacji poziomu cząsteczek kostymulatorowych na komórkach prezentujących antygen w przedimplantacyjnym okresie ciąży u myszy, szczególnie w kontekście wytwarzania stanu tolerancji immunologicznej względem antygenów płodowych.”

Z jakimi jednostkami naukowymi współpracuje Laboratorium Immunologii Rozrodu?

Dr Tomasz Maj „Jeśli chodzi o projekt POIG to jest on prowadzony we współpracy z zespołem prof. Jana Dziubana z Politechniki Wrocławskiej, zajmującym się wytwarzaniem urządzeń lab-on-chip, czyli "małych laboratoriów" umożliwiających przeprowadzenie określonych testów z użyciem minimalnych objętości odczynników. Chip skonstruowany do pomiaru apoptozy zarodków ma formę pułapki, do której zarodek jest wprowadzany, następnie dokonywany jest pomiar apoptozy. Po odzyskaniu zarodka z chipu może być on odrzucony lub przeniesiony do macicy, co jest zasadniczym celem zapłodnienia pozaustrojowego.”

Na czym polega oznaczacie stopnia apoptozy?

Dr Tomasz Maj „Stopień apoptozy zarodków jest określany dzięki ich wcześniejszemu wybarwieniu z użyciem aneksyny V znakowanej fluorescencyjnym barwnikiem FITC. Aneksyna V wiąże się z komórkami we wczesnej fazie apoptozy, zatem im więcej komórek apoptotycznych znajduje się w zarodku, tym więcej aneksyny znakowanej FITC zwiąże się z zarodkiem. Kiedy takie zarodki zostaną oświetlone światłem UV, fluorochrom FITC zacznie świecić na zielono, a natężenie tego zielonego światła będzie wprost proporcjonalne do ilości związanej aneksyny V, a pośrednio także stopnia apoptozy w zarodkach. Ponieważ aneksyna V nie jest toksyczna, a wiąże się z komórkami nieprawidłowymi, barwienie takie nie wpływa na zdolność zarodka do dalszego rozwoju. Testy na tej zasadzie są obecnie przeprowadzane z użyciem mikroskopii fluorescencyjnej, jednak użycie tej metody ma głównie zastosowanie badawcze, bowiem nie pozwala na odzyskanie zarodka. Dzięki zastosowaniu urządzenia lab-on-chip możliwe jest szybkie, półilościowe zbadanie stopnia apoptozy i przeznaczenie zarodka do dalszych zastosowań.
W chwili obecnej badania są prowadzone na zarodkach mysich, ze względu na łatwość ich uzyskania, ale docelowo chip może być używany do oceny jakości zarodków zwierząt hodowlanych. Na obecnym etapie chip umożliwia już pomiar intensywności fluorescencji zabarwionych zarodków i prowadzone są prace w kierunku standaryzacji opracowywanej metody.”

Czego dotyczy projekt COST?

Dr Tomasz Maj  „Badania te dotyczą jednego z podstawowych problemów immunologii rozrodu. Układ odpornościowy matki rozpoznaje antygeny płodu, z których część stanowią antygeny ojca, a więc antygeny obce dla organizmu matki. W normalnych warunkach dochodziłoby do reakcji odpornościowej i zniszczenia obcej tkanki, tak, jak dzieje się to w przypadku przeszczepu. W trakcie ciąży nie dochodzi jednak do klasycznej odpowiedzi odpornościowej, ale do ustalenia stanu tolerancji immunologicznej. Podstawą prezentowanego projektu COST była obserwacja, że układ odpornościowy matki podlega regulacji ze strony hormonów płciowych (szczególnie estrogenów), a dodatkowe znaczenie może mieć płyn uwalniany z pęcherzyków jajnikowych podczas owulacji. Jeśli w tym czasie w układzie rozrodczym matki znajduje się nasienie, które samo w sobie zawiera szereg mediatorów (np. prostaglandyny, cytokiny), to spełnione są wszystkie warunki niezbędne do zapoczątkowania ciąży. Wydaje się więc, że układ odpornościowy matki może podlegać przystosowaniu do ciąży jeszcze zanim zarodki znajdą się w macicy i dojdzie do implantacji.
   Od niedawna szczególnym zainteresowaniem cieszą się limfocyty T regulatorowe, które są istotnym składnikiem warunkującym tolerancję immunologiczną, także w ciąży. Komórki te powstają m. in. w wyniku kontaktu z komórkami  prezentującymi antygen, takimi jak komórki dendrytyczne i makrofagi. Te same komórki mogą jednak doprowadzić także do powstania "agresywnych" limfocytów T, powodujących odrzucenie płodu. Efekt działania komórek prezentujących antygen zależy od wydzielanych przez nie cytokin oraz tzw. cząsteczek kostymulujących. Na podstawie danych literaturowych w projekcie COST zwrócono uwagę właśnie na cząsteczki kostymulatorowe: CD40, CD80 i CD86 oraz ważne w prezentacji antygenu cząsteczki MHC klasy II.”

Na czym polegały dotychczasowe badania?

Dr Tomasz Maj „W pierwszych dwóch eksperymentach sprawdzano, czy w okresie przedimplantacyjnym (od momentu pojawienia się nasienia do chwili pojawienia się zarodków w macicy) dochodzi do zmian poziomu wspomnianych cząsteczek na śledzionowych makrofagach, komórkach dendrytycznych i limfocytach B. Badano zarówno poziom białka (metodą półilościowej cytometrii przepływowej), jak i poziom mRNA (RT-PCR na materiale uzyskanym przez magnetyczną separację splenocytów). Uzyskane wyniki wskazują, że ekspresja tych cząsteczek zmienia się na poszczególnych populacjach komórek. Znaczenie tych zmian będzie badane w kolejnych dwóch eskperymentach in vivo i in vitro.”

Jakie zastosowanie będą miały wyniki tego badania w praktyce?

Dr Tomasz Maj „W przypadku projektu COST badania te mają charakter podstawowy i mogą mieć znaczenie dla dalszego zrozumienia powstawania stanu tolerancji immunologicznej oraz - być może - będą stanowić podstawę do uzyskania efektów terapeutycznych dzięki użyciu przeciwciał blokujących określone cząsteczki kostymulatorowe, np. w przypadku przeszczepów lub schorzeń autoimmunizacyjnych.

Dziękuje za rozmowę

Red. Angelika Kozłowska