Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe kluczem do sukcesu wczesnych etapów ciąży

Prawidłowo przebiegająca komunikacja zarodka z matką decyduje o powodzeniu ciąży. Naukowcy z Laboratorium Biologii Molekularnej IRZiBŻ PAN wykazali, że zasadniczą rolę w tym procesie odgrywają pęcherzyki zewnątrzkomórkowe. 

– Z naszych badań wynika, że wymiana unikalnej populacji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych i ich molekularnego ładunku między zarodkiem a matką jest kluczem do sukcesu implantacji zarodka i dalszego przebiegu ciąży. Wykazaliśmy bowiem, że wczesne etapy zagnieżdżenia się (implantacji) zarodka są regulowane przez wymianę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych między zarodkiem a endometrium (błoną śluzową wyściełającą jamę macicy) – podkreśla prof. Monika Kaczmarek, która kieruje Laboratorium Biologii Molekularnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Czym są te pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EVs)? To nanostruktury pokryte błoną, wydzielane przez wszystkie typy komórek w organizmach żywych. – W ostatnim czasie zdobyły uznanie jako istotny element komunikacji międzykomórkowej. Co więcej, w ciągu ostatniej dekady ich rola stała się szczególnie istotna w obszarze biologii rozrodu ssaków, przyciągając uwagę wielu zespołów naukowych i badaczy na całym świecie – opisuje badaczka.

Naukowcy z jej zespołu wykazali, że podczas wczesnej ciąży światło macicy obfituje w pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, które przenoszą cząsteczki mikroRNA zdolne do regulacji ekspresji genów zaangażowanych w rozwój zarodka i organizmu (ekspresja genów to proces, podczas którego konkretna informacja genetyczna zostaje odkodowana i przekazana do „produkcji białka”). 

– Pęcherzyki, po dostarczeniu do pierwotnych komórek trofoblastu, regulują geny odpowiedzialne za rozwój, jak również sygnalizację i interakcje między komórkami, w konsekwencji wpływając na proliferację (zdolność komórek do namnażania), migrację i zdolności inwazyjne komórek trofoblastu. Zatem ich rola w powodzeniu ciąży we wczesnym jej etapie jest kluczowa – wyjaśnia prof. Monika Kaczmarek.

Artykuł na ten temat, autorstwa zespołu naukowców pod kierunkiem prof. Moniki Kaczmarek, który został opublikowany w prestiżowym czasopiśmie dot. biologii eksperymentalnej „The FASEB Journal”, znalazł się wśród najczęściej czytanych artykułów w pierwszych 12 miesiącach od momentu publikacji.

Chodzi o pracę pt. „Early steps of embryo implantation are regulated by exchange of extracellular vesicles between the embryo and the endometrium”, autorstwa: Joanny Szuszkiewicz, Kamila Myszczyńskiego, Żanety P. Reliszko, Yael Heifetz i Moniki M. Kaczmarek. 

Szerzej o tych badaniach pisaliśmy tutaj

Link do publikacji.

Czytaj więcej

Jak jeść, by zdrowo żyć – czy każda dieta jest dla Ciebie?

Budowanie odporności za pomocą żywności, korzyści i zagrożenia, które wiążą się z popularnymi dietami, takimi jak low FODMAP, śródziemnomorska, ketogeniczna, DASH, roślinna, bezglutenowa, fleksitariańska – to tylko niektóre z tematów popularno-naukowej konferencji „Jak jeść by zdrowo żyć – czy każda dieta jest dla Ciebie?, która odbędzie się online już 19 i 20 kwietnia. 

Konferencja jest adresowana zarówno do osób śledzących trendy żywieniowe, jak i tych, którzy po specjalną dietę sięgają w celach terapeutycznych.

Udział w konferencji jest bezpłatny, jednak wymagana jest wcześniejsza rejestracja.

Rejestracja – dzień I;

Rejestracja – dzień II.

Program konferencji

SESJA I – 19 kwietnia 2024

12:05
Dieta jako warunek zdrowia- sposób żywienia czy styl życia?
dr inż. Joanna Ciborska
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

12:45
Euforia smaku, ochrona zdrowia: magia diety Śródziemnomorskiej
dr hab. inż. Ewa Żary-Sikorska
Politechnika Bydgoska

13:25
Fleksitariańskie okna żywieniowe w profilaktyce i leczeniu chorób metabolicznych
dr Marta Lonnie
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

14:05
Dieta DASH – (nie)tajemny sposób do walki z nadciśnieniem i nie tylko
dr Dawid Madej
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

14:45
Diety roślinne – korzyści i zagrożenia według aktualnego stanu wiedzy
dr Michał Boraczyński
Uniwersytet-Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

SESJA II – 20 kwietnia 2024

9:00
Immunonutrition: sekrety odporności na talerzu
dr hab. n. med. Wojciech Feleszko
Warszawski Uniwersytet Medyczny

9:40
G-free – czy dieta bezglutenowa jest dla Ciebie?
dr hab. Urszula Krupa-Kozak, prof. Instytutu
Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie

10:20
Dieta low FODMAP – moda czy naukowo udowodniona metoda wspomagania leczenia w dolegliwościach jelitowych?
dr n. med. Dagmara Bogdanowska-Charkiewicz
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

11:00
Dieta ketogeniczna – z czym to się je?
dr Natalia Drabińska
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie

Współorganizatorzy/Sponsorzy

Czytaj więcej

Częściowo odtłuszczone nasiona maku lepsze niż te zwykłe

Częściowo odtłuszczone nasiona maku, będące produktem ubocznym tłoczenia oleju makowego na zimno, są źródłem prozdrowotnych składników diety – wskazuje naukowiec z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Spożywanie ich w postaci suplementu diety (ok. 5,5 łyżki dziennie) może korzystnie zmieniać metabolizm lipidów i wspomagać leczenie otyłości oraz jej powikłań.

– W naszych badaniach chcieliśmy sprawdzić, w jakim stopniu ten produkt uboczny procesu tłoczenia oleju makowego może nadal być przydatny do spożycia i stanowić wartościowy składnik diety w kontekście chorób dietozależnych. Taka forma nasion maku jest mniej kaloryczna i nawet może być bogatsza w niektóre prozdrowotne związki niż zwykłe nasiona – mówi dr hab. Adam Jurgoński, prof. IRZBŻ PAN w Olsztynie.

Publikacja na ten temat ukazała się w prestiżowym czasopiśmie „Scientific Reports”.

JAK W KORCU MAKU

Nasiona maku są popularnym składnikiem w kuchni polskiej, szczególnie dodaje się je do pieczywa, ciast oraz potraw świątecznych. Są one bogate w składniki odżywcze – prawie w połowie składają się z kwasów tłuszczowych obecnych we frakcji olejowej (w tym z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które są ważnymi składnikami naszej diety). Zawierają w sobie też błonnik pokarmowy, białko oraz różne związki o działaniu przeciwutleniającym. 

Olej makowy zazwyczaj jest tłoczony na zimno. Proces ten polega na mechanicznym oddzieleniu oleju od nasion w niskiej temperaturze, dzięki której jest m.in. możliwa dodatkowa ochrona cennych – z żywieniowego punktu widzenia – składników. Olej makowy zawiera dużo kwasu linolowego (kwas omega-6), który jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu, chociaż jego spożycie jest zazwyczaj nadmierne w stosunku do innych niezbędnych kwasów tłuszczowych obecnych w naszej diecie (czyli kwasów omega-3).

Produktem ubocznym tłoczonego na zimno oleju są częściowo odtłuszczone nasiona maku nazywane również makuchami. – Okazuje się, że zredukowanie tej dominującej frakcji olejowej zwiększa udział błonnika pokarmowego, białka i niektórych związków biologicznie aktywnych. Tak więc nasiona te pozostają produktem nadal wartościowym z żywieniowego punktu widzenia – wskazuje Adam Jurgoński.

MAK A LIPIDY USTROJOWE

Naukowcy zbadali wpływ suplementacji diety częściowo odtłuszczonymi nasionami maku na rozwój otyłości.

Badania przeprowadzono na zwierzęcym modelu laboratoryjnym charakteryzującym się podwyższoną masą ciała. Nadwaga i otyłość powodują zaburzenia w metabolizmie m.in. lipidów i glukozy, a to z kolei może prowadzić do chorób dietozależnych, takich jak niektóre choroby układu krążenia, stłuszczeniowa choroba wątroby czy cukrzyca typu 2.

– Wykazaliśmy, że relatywnie niewielka suplementacja diety odtłuszczonymi nasionami maku (dla ludzi to około 5,5 łyżki tych nasion dziennie) poprawia metabolizm lipidów w organizmie zmniejszając zawartość trójglicerydów we krwi i w wątrobie, a także zapobiegając zwiększonemu odkładaniu się tłuszczu trzewnego. Wstępnie zidentyfikowaliśmy również molekularny mechanizm leżący u podstaw tych korzystnych zmian – podaje Adam Jurgoński.

Podwyższony poziom trójglicerydów oraz nadmiar tłuszczu trzewnego są związane ze zwiększonym ryzykiem występowania wspomnianych wcześniej chorób dietozależnych.

W ocenie badacza, nowa wiedza może się przydać zarówno dietetykom, jak i producentom żywności i suplementów diety, ponieważ wskazuje na nowe możliwości wykorzystania omawianego produktu ubocznego np. w postaci prozdrowotnego „wkładu” do ciasta makowego (nasiona są już „zmiażdżone” i nie wymagają dodatkowego mielenia jak te zwykłe).

– Nasiona maku w postaci częściowo odtłuszczonej mogą być zatem ciekawym składnikiem naszej diety, który okazuje się być korzystny dla funkcjonowania organizmu dotkniętego zaburzeniami metabolicznymi związanymi z otyłością – podsumowuje Adam Jurgoński.

Czytaj więcej

Światowy Dzień Wody: Naukowe strategie na ochronę i odbudowę raf koralowych

Krzyżowanie gatunków, kriokonserwacja (zamrażanie) nasienia oraz tworzenie banku komórek rozrodczych i larw koralowców – to przykłady naukowych strategii na wzmocnienie odporności raf koralowych i ochronę tych bezcennych ekosystemów przed negatywnymi skutkami zmiany klimatu.

– Z powodu zmian klimatu i innych czynników antropologicznych straciliśmy już ponad połowę wszystkich raf koralowych. Mimo że koralowce posiadają niezwykłe mechanizmy odpornościowe, to tempo zmian klimatycznych (głównie wzrost temperatury wody w oceanie oraz obniżenie jej poziomu pH) przekraczają ich naturalną zdolność do adaptacji – podkreśla dr hab. inż. Radosław Kowalski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Naukowiec bada rafy w pobliżu japońskiej wyspy Okinawa. Rozrodem koralowców zajmuje się już od ponad dekady. – Wtedy tematyka ochrony raf koralowych stanowiła niszę. Dzisiaj – po rosnącej liczbie publikacji czy projektów – widać, że problem jest duży, a potrzeba znalezienia strategii na ochronę tych bezcennych ekosystemów, wspierających różnorodność życia morskiego jest naprawdę pilna – dodaje.

Badacz podkreśla, że obok wzrostu temperatury wody, znaczący negatywny wpływ na rafy koralowe ma też obniżenie pH oceanu, czyli jego zakwaszenie. Jest to powiązane ze wzrostem emisji dwutlenku węgla do atmosfery, który następnie rozpuszcza się w oceanach. – Z tego powodu w ostatnich dekadach naturalny poziom pH wody w oceanach spadł z 8,2 na 8,1. Ta niepozornie wyglądająca jedna dziesiąta oznacza jednak wzrost zakwaszenia oceanu o jedną trzecią! Koralowce budują swoje szkielety z węglanu wapnia, „pobieranego” z wody, jednak ten mechanizm przestaje zachodzić przy pH 7,9. Ponadto zakwaszenie wody zmniejsza zdolności rozrodcze koralowców – podaje Radosław Kowalski.

I choć koralowce przypominają raczej rośliny, są to zwierzęta (bezkręgowce). Występują głównie w strefie równikowej.

KRZYŻOWANIE GATUNKÓW

Współczesne rafy koralowe, w tym wielka rafa przy Australii, powstały ok. 8-10 tys. lat temu. W związku z tym, że rafy występują głównie wokół równika, gdzie zmiany temperatur w ciągu roku nie były zbyt wyraźne, ich cykl biologiczny zsynchronizował się z fazami księżyca – w zależności od gatunku podchodzą one do tarła w określoną pełnię lub nów, licząc od początku roku.

– Ta synchronizacja pozwala tym nieprzemieszczającym się zwierzętom zapewnić sobie kontakt z gametami (komórkami rozrodczymi) tego samego gatunku, poprzez masowe wypuszczenie ich do oceanu, najczęściej podczas jednej nocy. Ocieplenie klimatu spowodowało jednak występowanie w okresie tarła koralowców takich temperatur, z którymi ich fizjologia dotąd się nie spotykała. I choć wcześniej termika nie odgrywała głównej roli regulacyjnej w rozrodzie koralowców, obecnie obserwujemy jej znaczące działanie modulujące. Z tego też względu obecnie na rafie rozsynchronizowanie tarła koralowców ma miejsce już co roku – wskazuje badacz.

Skutkiem jest zauważalny wzrost hybryd międzygatunkowych. Przykładem może być skrzyżowane gatunków z głębszych partii oceanu, gdzie jest chłodniejsza woda, z tymi z płytszych z cieplejszą wodą. W efekcie powstała hybryda o wypośrodkowanych cechach, która jest w stanie zasiedlać większe przestrzenie. – Ten fascynujący mechanizm pokazuje, jak koralowce próbują się adaptować do zmian – tłumaczy Radosław Kowalski.

Krzyżowanie międzygatunkowe ma również spory potencjał jako narzędzie dla wspomaganej naukowo ewolucji, ponieważ łączenie gamet różnych gatunków koralowców daje możliwość uzyskania hybrydy, np. ze zwiększoną tolerancją termiczną (na zmiany temperatury wody) lub z konkretnymi pożądanymi cechami adaptacyjnymi do zmieniających się warunków środowiskowych.

Dr hab. Radosław Kowalski prowadzi takie badania z zespołem japońskich naukowców z Uniwersytetu Ryukyus na Okinawie.

W ostatnim czasie badacz skupia się na możliwościach krzyżowania gatunków hodowanych w akwariach.
– Z moich obserwacji wynika, że koralowce hodowane w akwariach podlegają ogromnej presji środowiskowej, przez co występuje u nich duża selekcja naturalna i przetrwają tylko te najsilniejsze osobniki. Chcemy skrzyżować gatunki występujące naturalnie z tymi hodowanymi w akwariach i sprawdzić, czy ich hybryda będzie miała większe zdolności adaptacyjne – mówi.

GENETYCZNA POLISA UBEZPIECZENIOWA

Kolejną strategią na ochronę raf koralowych jest kriokonserwacja plemników koralowców, czyli ich przechowywanie w ultraniskich temperaturach. Taka metoda umożliwia zachowanie materiału genetycznego, pełniąc rolę genetycznej polisy ubezpieczeniowej, która może być wykorzystana w przyszłości do przywracania i odtwarzania raf koralowych.

– Stworzenie banku gamet i larw koralowców to jedno z największych wyzwań dla naukowców zajmujących się tym tematem. Kriokonserwować plemniki już potrafimy, ale po rozmrożeniu, aby doszło do zapłodnienia potrzebne są jeszcze komórki jajowe. W przypadku larw nie byłoby takiego problemu, ale tutaj musimy jeszcze udoskonalić metodę ich zamrażania – wskazuje Radosław Kowalski.

Metoda kriokonserwacji nasienia może być także pomocna w procesie krzyżowania gatunków, przykładowo umożliwiając transport nasienia pobranego od odpornych osobników z akwariów na rafę koralową, gdzie można z jego pomocą tworzyć bardziej odporne osobniki danego gatunku.

DZIAŁANIA POTRZEBNE OD ZARAZ

– Stan raf koralowych na całym świecie jest krytyczny, te ekosystemy znalazły się na skraju upadku. Badania nad strategiami ochrony raf są więc potrzebne jak nigdy dotąd. Jednak ja zawsze podkreślam, że nawet najbardziej nowatorskie rozwiązania naukowe nie zastąpią naszych codziennych działań, takich jak oszczędzanie energii czy wody, które realnie mogą wpłynąć na ochronę naszej planety – podsumowuje Radosław Kowalski.

Czytaj więcej

Międzynarodowe seminarium naukowe – Prof. Kieran Tuohy

22 marca br. o godzinie 10:00 w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN odbędzie się pierwsze w tym roku otwarte międzynarodowe seminarium naukowe w ramach projektu ERA Chair Welcoming ERA Chair to Centre of Excellence in Nutrigenomics to optimise health and well-being. Serię tegorocznych seminariów poświęconych zagadnieniom wpływu żywności na stan zdrowia człowieka zainauguruje Kieran Tuohy, kierownik Katedry Metabolizmu Energii i Mikrobiomu Uniwersytetu w Leeds (Wielka Brytania). Podczas seminarium w Olsztynie wygłosi gościnny wykład na temat interakcji zachodzących pomiędzy dietą a mikrobami obecnymi w jelitach oraz zmniejszeniem ryzyka chorób metabolicznych.

Seminarium z udziałem prof. Tuohy odbędzie się w Oddziale Nauk o Żywności Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN przy ul. Tuwima 10 w Olsztynie. Spotkanie odbędzie się w jęz. angielskim.

Professor Kieran Tuohy – bio

Born in Mayo, Ireland, Dr Kieran Tuohy received his PhD from the University of Surrey (UK) in 2000 after graduating from University College Dublin, Ireland (BSc, Industrial Microbiology). He also holds an MSc in Environmental Microbiology from the University of Aberdeen. After training as a post-doctoral researcher Kieran was appointed lecturer in Food Metabonomics at the Department of Food Science and Nutrition, University of Reading. He led the Nutrition and Nutrigenomics Group at the Fondazione Edmund Mach in Trento, Italy between 2010- 2022, was Head of Department of Food Quality and Nutrition (2017-2022) and in February 2022  was appointed chair in Energy Metabolism and Microbiome at the School of Food Science & Nutrition, University of Leeds, UK.

Kieran is the Editor in Chief of the European Journal of Nutrition. His publication record includes over 195 international peer reviewed articles and book chapters in the areas of food chain microbiomes, nutrition, gut microbiology and diet:microbiome interactions. Today Kieran is co-lead on the BBSRC funded ORIC hub, INFORM, which is designed to investigate the role of functional foods and beverages, probiotics, prebiotics and plant stanols to improve health and recovery.

Diet – microbe interactions in the gut – reducing the risk of metabolic disease – abstract

The human intestinal microbiome has emerged as an important contributor to metabolic disease risk. Intestinal permeability leads to chronic systemic low-grade inflammation which triggers pathological changes contributing to insulin resistance. Immune and metabolic regulatory mechanisms have been identified for microbially produced or modified metabolites like shorty chain fatty acids (acetate, propionate and butyrate), bile acids, small phenolic acids from plant phytochemical metabolism and amino acid derivatives including neurotransmitters. Although the mechanistic evidence demonstrating the biological activities of these metabolites largely derives from animal studies, we are beginning to get reproducible cause and effect demonstration in humans that modulation of the gut microbiota, and as a result, its metabolite output can impact on markers of cardiometabolic disease. This presentation will describe how different dietary factors, probiotics, prebiotics and plant polyphenols can modulate metabolic disease risk in humans, and go on to present how a whole diet, enriched with plant polyphenols can improve markers of obesity, metabolic disease and healthy ageing. The DIRECT-PLUS study, a large long-term well-powered and controlled dietary intervention showed that a “Green” Mediterranean style diet, with increased plant foods, high plant polyphenols and reduced meat intake, could reduce obesity and diabetes risk, improve whole body and liver fat distribution, reduce brain atrophy, stress and cardiovascular disease risk. Microbial metabolites in many cases were correlated with improved markers of metabolic disease and moreover, diet induced changes in gut microbiota profile proved predictive of improved metabolic and cardiovascular health. Finally, autologous faecal microbiome transplant of Green-Med diet modified gut microbiota prevented weight rebound and supported retreat from diabetes compared to a placebo treatment. Taken together these data are providing the first direct evidence in humans that dietary modulation of cardiometabolic health is mediated through the gut microbiota, and support further studies for designing efficacious dietary modulatory tools and whole diets based on increased fibre, polyphenols and live microorganisms.

Czytaj więcej

Skład i budowa blizn skóry różnią się w zależności od płci

Skład i budowa blizn różnią się w zależności od płci – wykazali naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Tkanki u mężczyzn charakteryzują się większą zawartością kolagenu typu 1 i elastyny. Z kolei u kobiet wykazano większe nagromadzenie kolagenu typu 3, charakterystycznego dla bezbliznowego gojenia się ran.

– Nasza praca jest pierwszą publikacją, w której wykazano różnice między kobietami i mężczyznami powyżej 50. roku życia w budowie skóry pourazowej, czyli blizn. Uzyskane wyniki mogą przysłużyć się do rozwoju badań nad nowymi preparatami farmakologicznymi uwzględniającymi różnice płci pacjentów – podkreśla prof. Barbara Gawrońska-Kozak, liderka Zespołu Biologii Regeneracyjnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Badania jej zespołu koncentrują się wokół poznania podstaw molekularnych mechanizmów naprawczych kontrolujących proces gojenia ran skórnych z wytworzeniem blizny (gojenie naprawcze), ale i w aspekcie gojenia regeneracyjnego, czyli bezbliznowego.

BLIZNY SĄ POTRZEBNE

Blizny to „pamiątki” pozostałe na skórze po różnego rodzaju urazach, takich jak rany cięte (np. pooperacyjne), rany szarpane czy oparzenia. Na tempo gojenia się ran wpływa wiele czynników m.in. wiek, płeć, obszar ciała oraz rozmiar rany.

– Gojenie bliznowe jest korzystne dla organizmu, ponieważ dzięki niemu w miarę szybko zostaje przywrócona funkcja ochronna skóry, zabezpieczając m.in. przed wnikaniem drobnoustrojów chorobotwórczych do zranionego miejsca. Niestety, zdarza się, że proces ten zachodzi nieprawidłowo, co może prowadzić do pojawienia się licznych powikłań, takich jak niegojące się rany czy blizny przerostowe – tłumaczy prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

W świecie zwierząt istnieje również bezbliznowe gojenie się ran, zwane regeneracyjnym albo idealnym. – W tym procesie skóra uzyskuje taki wygląd i taką funkcjonalność, jakie miała przed urazem. Ten rodzaj gojenia się ran rzadko występuje u ssaków. Jednym z przykładów regeneracji u ludzi jest gojenie ran skóry w okresie dwóch pierwszych trymestrów życia płodowego. Gdy w tym czasie nastąpi zranienie (np. podczas operacji w łonie matki) skóra goi się bezbliznowo, bez śladu po urazie. Co ciekawe, badania naukowców z Wielkiej Brytanii wykazały, że u ludzi w podeszłym wieku gojenie urazów skórnych może zachodzić wolniej, ale z wytworzeniem zdecydowanie mniejszej, delikatniejszej blizny, o makroskopowym i mikroskopowym wyglądzie przypominającym skórę niezranioną – mówi dr Marta Kopcewicz z Zespołu Biologii Regeneracyjnej IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

TYP KOLAGENU MA ZNACZENIE

Aby lepiej poznać podstawy molekularne tworzenia blizn i sprawdzić, jaki wpływ odgrywa tu płeć, naukowcy z zespołu prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak postanowili przeanalizować próbki skóry niezranionej oraz bliznowej pobranej od kobiet i mężczyzn powyżej 50. roku życia. Tkanki pobrano z okolic brzucha pacjentów (oczywiście za ich pisemną zgodą oraz pod nadzorem lokalnej komisji etyki). W badania włączyli się lekarze z Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Olsztynie.

– Już od dawna wiadomo, że skóra nienaruszona różni się w zależności od płci: u mężczyzn m.in. jest grubsza, ma więcej kolagenu typu 1, więcej gruczołów łojowych, które wydzielają sebum. Nasze badania wskazują, że także w obrębie blizn występują różnice zależne od płci – wskazuje prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

I tak: u mężczyzn w bliznach na skórze brzucha występuje więcej kolagenu typu 1 i elastyny niż u kobiet, co pokrywa się z wiedzą na temat różnic dotyczących skóry niezranionej. Z kolei u kobiet wykazano wyższe poziomy ekspresji genów charakterystycznych dla obecnej w skórze tkanki tłuszczowej.

Ciekawostką jest jednak zaobserwowanie w bliznach kobiet nagromadzenia większej ilości kolagenu typu 3 – to typ kolagenu, który jest powiązany z regeneracyjnym gojeniem się ran. – To dopiero pierwsze przesłanki, które wymagają dalszych badań, ale po raz pierwszy zaprezentowaliśmy, że to kobiety mogą mieć większy potencjał do gojenia regeneracyjnego niż mężczyźni – mówi dr Marta Kopcewicz.

Naukowcy przeprowadzili również badania histologiczne, które pozwoliły ocenić budowę blizn. Ich analizy wykazały, że od płci zależny jest także układ włókien kolagenowych oraz ich grubość: u kobiet są one delikatniejsze.

POTENCJAŁ NA NOWE LEKI

Wcześniejsze badania dr Marty Kopcewicz, przeprowadzone na zwierzętach, wykazały, że największy wpływ na proces gojenia się ran mają wiek i płeć. – Nasze ostatnie badania, przeprowadzone już na tkankach ludzkich, potwierdziły to – podkreśla badaczka.

W ocenie prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak wyniki mogą się przysłużyć do dalszych badań nad potencjalnymi preparatami farmakologicznymi, które będą uwzględniały różnice płci. – Ponadto nasze badania wnoszą istotną wiedzę o bliznach u ludzi powyżej 50. roku życia, gdy skóra jest inna niż u młodych, którzy zazwyczaj stanowią grupę badawczą w badaniach w tym zakresie – podsumowuje naukowczyni.

Publikacja prezentująca wyniki opisywanych badań ukazała się w czasopiśmie „Biomedicines” i jest dostępna tutaj.

Czytaj więcej

Witamina D a proces starzenia się – nowa koncepcja tłumacząca tę zależność

Powiązanie indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z immunokompetencją, czyli ogólnie mówiąc: wysoką odpornością – może stanowić klucz do wyjaśnienia mechanizmu, w jaki sposób witamina D chroni przed najpowszechniejszymi chorobami i jednocześnie sprzyja zdrowemu starzeniu się.

– Wyniki naszych badań sugerują, że immunokompetencja opisuje nie tylko zdolność jednostki do opierania się patogenom i pasożytom, ale także do zwalczania chorób niezakaźnych i samego procesu starzenia się – podkreśla prof. Carsten Carlberg z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, światowej sławy biochemik specjalizujący się w badaniach nad witaminą D.

Publikacja z wynikami badań ukazała się w czasopiśmie „Nutrients”. Współautorką artykułu jest dr Eunike Velleuer z Uniwersytetu w Düsseldorfie (Niemcy).

ISTOTNY REGULATOR

Witamina D wpływa na funkcjonowanie całego organizmu poprzez swoje modulujące działanie na układ odpornościowy. Natomiast jej niedobór powoduje wadliwe działanie układu odpornościowego, prowadząc m.in. do zwiększonej podatności na choroby zakaźne czy choroby autoimmunologiczne.

Na podstawie wyników swoich wcześniejszych badań prof. Carlberg zaproponował podział populacji na trzy grupy pod względem poziomu reakcji organizmu na witaminę D: wysoko responsywnych, średnio responsywnych i nisko responsywnych. Wysoki poziom responsywności oznacza, że organizm potrafi maksymalnie wykorzystać działanie witaminy D (ma wysoką skuteczność odpowiedzi molekularnej na witaminę D) i że w tej grupie osób potrzeba suplementacji jest mniejsza niż u osób z grupy nisko responsywnej.

Podział ten stanowi punkt wyjścia do zrozumienia kolejnych badań naukowca. Tym razem przyjrzał się on zależnościom między wspomnianym podziałem a procesami zachodzącymi na poziomie molekularnym w komórkach wrażliwych na zmianę witaminy D – w kontekście procesu starzenia się.

WITAMINA D W PROCESIE STARZENIA

Starzenie się jest naturalnym i nieuniknionym procesem nagromadzenia uszkodzeń molekularnych i komórkowych, co prowadzi do wadliwych funkcji komórek, tkanek i narządów, które osłabiają całe ludzkie ciało. Niektóre głębokie zmiany w układzie odpornościowym na poziomie molekularnym przyczyniają się do spadku immunokompetencji, czyli zdolności organizmu ludzkiego do odpowiedniego reagowania na ekspozycję na antygen.

Wraz ze spadkiem ogólnej immunokompetencji podczas starzenia, względna liczba komórek odpornościowych maleje.

– W tej grupie populacji istnieją jednak różnice między ludźmi tzn. część osób ma wyższy odsetek komórek odpornościowych niż średnia, a część – niższy. W tej samej grupie wiekowej są zatem osoby o wyższej odporności immunologicznej i inne o niższej. W związku z tym można założyć, że w pierwszej grupie tempo starzenia jest wolniejsze, a częstość występowania chorób niższa, podczas gdy w drugiej grupie należy zaobserwować przyspieszone starzenie i wyższy wskaźnik zachorowań – tłumaczy prof. Carlberg.

Na tej podstawie można więc założyć, że powiązanie poziomu indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z jego immunokompetencją odgrywa znaczącą rolę w procesie starzenia się.

Prof. Carlberg wraz zespołem zależność tę wykorzystał do opracowania mechanizmu tłumaczącego, w jaki sposób witamina D wpływa na epigenetyczne programowanie komórek odpornościowych, w szczególności monocytów i typów komórek pochodnych. Szczegóły w publikacji źródłowej.

– Wyniki naszych badań sugerują, że witamina D jest ważnym elementem zdrowego starzenia się, nie tylko dla utrzymania kości i mięśni szkieletowych w dobrej kondycji, ale także dla homeostazy układu odpornościowego. Uważamy też, że wystarczająca ilość witaminy D, dostosowana do indywidualnej potrzeby organizmu, powinna: stabilizować odporność immunologiczną, chronić przed wieloma chorobami oraz utrzymywać niskie tempo starzenia się – podsumowuje naukowiec.

Prof. Carlberg jest liderem grupy naukowej zajmującej się nutrigenomiką w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Więcej informacji o Pracowni Nutrigenomiki IRZiBŻ PAN w Olsztynie oraz o najnowszych badaniach zespołu ERA Chair WELCOME2 można znaleźć tutaj.

Czytaj więcej

Niegenetyczne dziedziczenie u pstrąga tęczowego – badania stypendystki programu PASIFIC

We wnętrzu ikry znajdują się zakodowane informacje, które matka chce przekazać swojemu potomstwu, a które mogą dotyczyć np. przebytych przez nią chorób. Mechanizm ten – nazywany niegenetycznym dziedziczeniem – jest naukowcom znany, ale jeszcze nie do końca poznany. Zgłębia go dr Taina Rocha de Almeida z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Dr Taina Rocha de Almeida jest stypendystką programu PASIFIC – programu Marie Skłodowska-Curie COFUND. Jest to konkurs stypendialny zarządzany przez Polską Akademię Nauk i współfinansowany ze środków Programu H2020 „Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programmes” oraz Ministerstwa Edukacji i Nauki.

Jej prace badawcze skupiają się wokół określenia, w jakim stopniu czynniki niegenetycznego dziedziczenia wpływają na zdolność adaptacyjną potomstwa (od embrionu do stadiów młodocianych) do warunków hodowlanych. Opiekunem naukowym badaczki jest dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN.

– Wiedza ta może przydać się do poprawy hodowli ryb, ale także głębszego poznania rybiej odporności – podkreśla dr Taina Rocha de Almeida.

Celem jej obecnie trwających badań jest sprawdzenie, w jaki sposób transkryptom ikry jest powiązany z wydajnością potomstwa – poprzez zbadanie zarodków i młodych osobników dwóch odmian pstrąga tęczowego, hodowanych w Polsce.

Pstrąg tęczowy to jeden z najbardziej popularnych gatunków hodowlanych na świecie; drugi pod względem produkcji w Europie. Jak wskazuje dr Taina Rocha de Almeida, mimo rozwoju wiedzy produkcja wciąż nie jest tak wydajna jaka mogłaby być. – Kwestii utrudniających wzrost produkcji pstrąga tęczowego jest wiele, natomiast w tych badaniach skupiłam się na dwóch: wydajności potomstwa i odporności na chorobę jersinioza (ang. Enteric Redmouth), wywołanej bakterią Yersinia ruckeri, która jest jedną z najgroźniejszych chorób ryb łososiowatych, dotykającą głównie pstrąga tęczowego – tłumaczy.

Transkryptom to zestaw cząsteczek RNA w komórkach, który zmienia się w zależności od różnych czynników np. choroby. Aby zbadać transkryptom ikry (czyli informacje tam zakodowane – w tym przypadku na temat choroby jersinioza na podstawie mRNA) i jego powiązanie z wydajnością potomstwa, naukowczyni przeprowadziła cały proces – od inkubacji, poprzez okres wylęgu i wzrost ryb. Następnie podzielono ryby na dwie grupy – jedna była grupą kontrolną, a drugą zainfekowano wspomnianą bakterią Yersinia ruckeri.

Wywołana przez nią choroba powoduje zmiany w takich organach jak m.in. wątroba, śledziona i skrzela. Od zainfekowanych ryb naukowcy pobrali więc próbki tych organów, aby zbadać ekspresję znajdujących się tam genów odpowiedzialnych za odpowiedź immunologiczną.

W badaniach molekularnych ikry naukowczyni wytypowała 10 genów, które odgrywają kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej układu odpornościowego. Teraz porówna je z genami z pobranych tkanek. Dr Taina Rocha de Almeida w planach ma również analizę cząsteczek mikroRNA, proteomu (czyli zestawu białek występujących w komórce w danym momencie) oraz zbadanie trzeciej odmiany pstrąga tęczowego, która również już została poddana całemu procesowi badawczemu.

Wyniki pokażą, w jakim stopniu informacja w ikrze wpływa na wydajność potomstwa, w przypadku zachorowania na popularną wśród pstrąga tęczowego chorobę. Nowa wiedza nie tylko przyczyni się do rozwoju nauki w temacie rozrodu pstrąga tęczowego, ale też w przyszłości może znaleźć realne zastosowanie w hodowli.

Badania były prowadzone we współpracy z Wylęgarnią Ryb Dąbie oraz Wydziałem Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

Wyniki dotychczasowych badań stypendystki zostały przedstawione w trakcie Seminarium Liderów, które odbyło się 2 lutego br.

Więcej o jej badaniach pisaliśmy tutaj. Więcej o programie PASIFIC na stronie PAN.

Czytaj więcej

Geny zegara biologicznego, insulina i otyłość – co mają wspólnego?

Zegar biologiczny pomaga regulować czas różnych procesów zachodzących w organizmie. Zmienność dobową wykazują m.in. geny regulujące wrażliwość na insulinę. Naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie wykazali, że ekspresja genów zegara biologicznego w podskórnej tkance tłuszczowej jest związana z działaniem insuliny, a u osób otyłych jest niższa niż u tych z prawidłową masą ciała.

Chodzi szczególnie o dwa geny związane z działaniem insuliny: NR1D2oraz DBP. – Im wyższa ekspresja tych genów w tkance tłuszczowej, tym wyższa wrażliwość organizmu na insulinę. A im wyższa wrażliwość organizmu na insulinę, tym lepsza regulacja poziomu glukozy we krwi – tłumaczy prof. Marek Strączkowski, kierownik Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności (IRZiBŻ) PAN w Olsztynie.

Wyniki badań zespołu pod jego kierunkiem opublikowano w czasopiśmie „Nutrition”.

INSULINA A RYTM DOBOWY

Insulina to hormon zwiększający transport glukozy do wnętrza komórek, co z kolei obniża poziom glukozy we krwi. Insulinooporność jest obniżoną wrażliwością tkanek na działanie insuliny.

– Insulinooporność sama w sobie nie jest chorobą, natomiast jest to stan, który może doprowadzić do rozwoju wielu chorób: przede wszystkim cukrzycy typu 2, ale też chorób układu krążenia, niektórych nowotworów czy chorób neurodegeneracyjnych – przypomina naukowiec, który zajmuje się badaniami nad patogenezą insulinooporności u osób z grup ryzyka cukrzycy typu 2.

Z kolei zegar biologiczny to okołodobowy zespół procesów biochemicznych zachodzących w organizmie. Rytm okołodobowy jest kontrolowany centralnie oraz przez zegary obwodowe w tkankach m.in. w podskórnej tkance tłuszczowej. Jest to oscylator, który pobudza ekspresję kolejnych genów kodujących białka odpowiedzialne za określone procesy biologiczne, w zależności od pory dnia czy nocy. Również wśród genów regulujących wrażliwość na insulinę znajdują się te wykazujące zmienność dobową, dzięki czemu wrażliwość tkanki tłuszczowej na insulinę jest największa koło południa, a najmniejsza koło północy.

LEPSZE WYNIKI PO REDUKCJI MASY CIAŁA

Badacze z IRZiBŻ PAN postanowili połączyć te zagadnienia. W tym celu przeanalizowali ekspresję genów zegarowych podskórnej tkanki tłuszczowej w odniesieniu do otyłości i wrażliwości na insulinę.

Grupę badaną stanowiło 38 osób z nadwagą lub otyłością. Zbadano ich przed 12-tygodniowym programem redukcji masy ciała poprzez dietę oraz po nim. Grupę kontrolną stanowiło 16 osób z prawidłową masą ciała, zbadanych tylko w warunkach wyjściowych.

Badanie wrażliwości tkanek na insulinę odbyło się metodą tzw. klamry metabolicznej, która współcześnie jest uznawana za najlepszą metodę oceny działania insuliny w organizmie.

– Początkowo osoby otyłe miały niższą ekspresję genów zegara biologicznego w podskórnej tkance tłuszczowej niż osoby z grupy kontrolnej. Po redukcji masy ciała u badanych ta ekspresja wzrosła – podaje badacz.

Chodzi szczególnie o dwa geny związane z działaniem insuliny: NR1D2oraz DBP.

– Wykazaliśmy, że wspomniane geny zegarowe podskórnej tkanki tłuszczowej mogą być punktem wyjścia do kolejnych badań nad lepszym poznaniem patogenezy insulinooporności. Będziemy zgłębiać problem w dalszych badaniach, już w hodowlach komórkowych. Jest to temat rozwojowy – podsumowuje prof. Marek Strączkowski.  

O wcześniejszej publikacji w temacie insulinooporności, autorstwa naukowców z Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych IRZiBŻ PAN, pisaliśmy tutaj.

Czytaj więcej

Niezbadane dotąd białko – nowym graczem w odporności nasienia indyka

Co dziesiąty indyk może być obciążony syndromem żółtego nasienia, który powoduje obniżoną zdolność zapładniającą. Molekularne mechanizmy powstania tego schorzenia nie są jeszcze poznane. Kluczem może być pewne białko. Jego poznaniem zajmują się naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, w ramach projektu z Narodowego Centrum Nauki.

Chodzi o białko o nazwie: rozpuszczalny receptor zmiatacz bogaty w cysteinę, występujące w nasieniu indora.
– U ssaków białko to jest bardzo ciekawym graczem w układzie immunologicznym m.in. pełni ważną rolę przy rozpoznawaniu drobnoustrojów. Nasza hipoteza zakłada, że obecny w nasieniu indora receptor zmiatacz jest zaangażowany w ochronę nasienia przed bakteriami – podkreśla kierownik projektu dr hab. inż. Mariola Słowińska z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

Naukowcy sprawdzają też, czy to białko może być powiązane z mechanizmem powstania syndromu żółtego nasienia. – Jeśli wyniki będą pozytywne, wiedza na ten temat będzie mogła w przyszłości być wykorzystywana przez hodowców do podniesienia wydajności produkcji piskląt poprzez zwiększenie skuteczności zapładniania indyków – dodaje badaczka.

POZNAĆ NOWEGO GRACZA…

Na temat występowania i roli badanego białka (rozpuszczalnego receptora zmiatacza bogatego w cysteinę) u ptaków – niewiele wiadomo.

– Przed kilku laty nasza grupa badawcza, jako pierwsza w świecie, zidentyfikowała to białko w nasieniu indora. Na razie wiemy tylko, że jest ono bardzo podobne do białek rodziny receptorów zmiataczy występujących u ssaków, mających zdolność wiązania się z drobnoustrojami oraz do usuwania drobnoustrojów lub własnych komórek, które zostały uszkodzone. Występują na powierzchni komórek układu immunologicznego np. na powierzchni makrofagów, które po rozpoznaniu bakterii czy innych drobnoustrojów pochłaniają je (proces fagocytozy). – tłumaczy naukowczyni, zajmująca się badaniami nad rozrodem ptaków, szczególnie indorów.

Bazując na tej wiedzy, naukowcy chcą teraz zbadać wspomniane funkcje u ptaków. – Przede wszystkim chcemy poznać strukturę i funkcje biologiczne tego białka. Udało nam się już wyizolować białko, czyli uzyskać jego czystą postać. Użyjemy je do analiz właściwości fizykochemicznych i modyfikacji białka. Na tej podstawie stworzymy pierwszy model strukturalny tego białka dla ptaków – wyjaśnia Mariola Słowińska.

Kolejnym krokiem będzie wytworzenie specyficznych przeciwciał przeciw temu białku, które pozwolą badaczom m.in. zlokalizować badane białko na komórkach układu odpornościowego, plemnikach oraz w narządach układu rozrodczego. Badacze sprawdzą, czy białko może być potencjalnym markerem, czyli czynnikiem potwierdzającym występowanie danej choroby, w tym przypadku – syndromu żółtego nasienia. W planach jest także poznanie mikrobiomu nasienia indorów, aby sprawdzić, czy podłożem do rozwoju syndromu żółtego nasienia jest stan bakteryjny.

Jak podkreśla badaczka, projekt skupia się więc nie tylko na poznaniu samego białka, ale i pozwala szerzej spojrzeć na układ rozrodczy i immunologiczny u ptaków.

…, ABY SZYBKO ROZPOZNAĆ CHOROBĘ

Syndrom żółtego nasienia indorów prowadzi do zaburzeń w zdolności zapładniającej nasienia. – Żółte nasienie zawiera więcej nieprawidłowych i niedojrzałych plemników, a dodatkowo ich ruchliwość jest zaburzona. Do tego dochodzi zwiększona aktywność enzymów antyoksydacyjnych, co wskazuje na zaburzenie równowagi stresu oksydacyjnego (procesu, w którym wolne rodniki atakując komórki organizmu powodują ich uszkodzenie) – tłumaczy Mariola Słowińska.

Jedynym widocznym na pierwszy rzut oka objawem wystąpienia syndromu żółtego nasienia u indyków jest lekko żółtawe zabarwienie nasienia. Jak jednak tłumaczy naukowczyni, w produkcji drobiarskiej nasienie pobierane jest od wielu samców równocześnie, miesza się je i dopiero wtedy prowadzi się sztuczną inseminację, czyli technikę wspomaganego rozrodu. – Jeśli w tej puli znajdzie się żółte nasienie, próba będzie się miała obniżoną skuteczność zapładniającą – wyjaśnia Mariola Słowińska.

Według literatury naukowej, syndromem żółtego nasienia obciążonych jest około 10 proc. indorów.

– Naszymi badaniami podstawowymi chcemy pogłębić wiedzę na temat immunologii nasienia ptaków, szczególnie w kontekście poznania struktury rozpuszczalnego receptora zmiatacza bogatego w cysteinę i jego roli w mechanizmie powstawania syndromu żółtego nasienia. Chcielibyśmy również wykryć potencjalne markery tego schorzenia, co pozwoliłoby na szybką diagnostykę chorych ptaków – podsumowuje Mariola Słowińska.

Projekt pt. „SSc5D – rozpuszczalny receptor zmiatacz bogaty w cysteinę, nowy gracz w odporności nieswoistej nasienia indora (Meleagris galopavo) w odniesieniu do syndromu żółtego nasienia” jest finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki (NCN). Badania są prowadzone w ramach konsorcjum, które tworzą: Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie oraz Uniwersytet Rolniczy w Krakowie.

Zespół badawczy tworzą: pracownicy Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie: dr hab. Mariola Słowińska (kierownik projektu), dr Ewa Drzewiecka, mgr Ewa Liszewska, dr hab. Anna Szóstek-Mioduchowska, inż. Halina Karol,  prof. dr hab. Andrzej Ciereszko oraz pracownicy Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie: dr Laura Pardyak (koordynator ze strony URK), dr hab. wet. Zbigniew Arent, prof. URK, dr hab. inż Artur Gurgul, prof. URK, dr Ewa Ocłoń, dr inż. Tomasz Szmatoła, dr Igor Jasielczuk.

Czytaj więcej