U ptaków, w przeciwieństwie do samic ssaków, występuje tylko

U ptaków, w przeciwieństwie do samic ssaków, występuje tylko jeden
jajowód i jest to jeden z najbardziej produktywnych organów znanych
wśród zwierząt. Komórki nabłonka jajowodu intensywnie produkują i
wydzielają dużą ilość białek, które są deponowane w jaju, np.
owoalbuminę,
owomucynę,
owomukoid.
Do
najbardziej
produktywnych ptaków należą gatunki gospodarskie: kura i
przepiórka, które pomimo różnic masy (nieśna kura waży ok. 1.5 kg, a
przepiórka 120g), wykazują porównywalny potencjał produkcji białka
przez komórki wydzielnicze jajowodu (u kury do 2.3%, a u przepiórki
do 5% masy ciała). Intensywna produkcja białka w jajowodzie prowadzi do mechanicznego zużywania
komórek epitelialnych i potrzeby ich ciągłej regeneracji, co prowadzi do hipotez naukowych o
lokalizacji tzw. komórek progenitorowych, które pozwalają stale zasilać populację komórek
nabłonkowych. Działanie komórek jajowodu podlega intensywnej regulacji hormonalnej związanej z
działaniem układu rozrodczego i sterowaniem komórkami wydzielniczymi. Fakty te stanowią o
wyjątkowej użyteczności modeli komórek jajowodu w rozwijaniu badań nad produkcją białek (w tym
z użyciem bioreaktorów), regulacją mechanizmów hormonalnych i patofizjologią komórek jajowodu
np. pod wpływem infekcji wirusami lub bakteriami, lub inicjowania procesów rakotwórczych układu
rozrodczego. W badaniach projektu zaadresowano przede wszystkim 2 hipotezy: 1/dotyczącą
lokalizacji progenitorowych komórek w górnych odcinkach jajowodu (najbliżej jajnika), 2/ możliwość
pokierowania modyfikacji genetycznej komórek jajowodu tak, żeby wykorzystać naturalny potencjał
intensywnej produkcji białka owoalbuminy i częściowo zastąpić ją produkcją obcego białka np.
ludzkiego terapeutycznego interferonu stosowanego m.in. w leczeniu zapalenia wątroby. W celu
zweryfikowania hipotez podjęto następujące działania:



Ustanowiono i scharakteryzowano nowy
system
hodowli
in
vitro
komórek
wyodrębnionych z jajowodu przepiórki
(Rys.,A). Ustalono znaczniki biologiczne i
genetyczne jako narzędzie umożliwiające rutynową
charakterystykę komórek układu rozrodczego
ptaków i dalszy rozwój badań z wykorzystaniem
proponowanego modelu in vitro
Wypracowano metodologię niewirusowej modyfikacji komórek kury i przepiórki metodą
nukleofekcji (Rys.B), a dodatkowo wstępnie zweryfikowano różne metody modyfikacji genetycznej
komórek jajowodu ptaków, które potencjalnie umożliwią wydajną produkcję ludzkich białek
terapeutycznych
Dokonano analizy składu białkowego komórek w hodowli (proteomu) i potencjału produkcji białka
(sekrecji) przez komórki jajowodu ptaków w hodowli in vitro wykorzystując w tym celu potężną
technikę analityczną chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas.
Badania wpływają na rozwój dyscypliny zootechniki poprzez dostarczenie nowej charakterystyki
komórek układu rozrodczego, na rozwój inżynierii genetycznej poprzez weryfikację istniejących
technik niewirusowej modyfikacji komórek zwierząt, na rozwój biofarmacji przez dostarczenie
wyjściowego modelu in vitro komórek sekrecyjnych, który może być dalej rozwijany w kierunku
opracowania szczepionek (przez namnażanie wirusów w komórkach) lub wyprowadzanie
konkurencyjnych linii komórkowych produkujących bioterapeutyki w bioreaktorach.