Grzyby, nanostruktury i sztuczna inteligencja. Naukowcy z Białegostoku badają nowy kierunek terapii jelit

Czy rozwiązania inspirowane naturą mogą otworzyć nowy rozdział w leczeniu chorób zapalnych jelit? Na to pytanie spróbuje odpowiedzieć zespół badawczy Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, który uzyskał ponad 2 mln zł dofinansowania z Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursu OPUS 29. Projekt realizowany pod kierunkiem prof. Anny Witkowskiej łączy biologię komórki z nowoczesnymi metodami analizy danych, w tym uczeniem maszynowym.

Przedmiotem badań są nanopęcherzyki wytwarzane przez grzyby - mikroskopijne struktury, które grzyby uwalniają do swojego otoczenia. Naukowcy zwracają uwagę, że przypominają one ludzkie egzosomy, czyli naturalne nośniki informacji wykorzystywane przez komórki do komunikacji. Takie pęcherzyki mogą transportować białka, lipidy oraz cząsteczki RNA, a tym samym wpływać na funkcjonowanie innych komórek.

Badania koncentrują się na roli jelit, które - poza funkcją trawienną - pełnią kluczową rolę ochronną. Ściana jelit tworzy barierę ograniczającą przenikanie drobnoustrojów i ich składników do organizmu oraz regulującą reakcje zapalne. Jej osłabienie bywa jednym z czynników sprzyjających rozwojowi chorób zapalnych jelit, a u części pacjentów może mieć związek także z chorobami autoimmunologicznymi.

Zespół z UMB chce sprawdzić, czy nanopęcherzyki pochodzenia grzybowego mogą wzmacniać barierę jelitową, wspierać regenerację nabłonka oraz ograniczać procesy zapalne. W ramach projektu analizowany będzie m.in. ich wpływ na szczelność jelit, produkcję mediatorów zapalnych oraz białek chroniących nabłonek.

Istotnym elementem badań będzie wykorzystanie metod sztucznej inteligencji. Uczenie maszynowe pozwoli przetwarzać duże zbiory danych i identyfikować zależności pomiędzy właściwościami nanopęcherzyków a ich działaniem biologicznym. Dzięki temu możliwe będzie wskazanie struktur o największym potencjale terapeutycznym i lepsze przewidywanie ich efektów.

Choć projekt ma charakter podstawowy, jego wyniki mogą w przyszłości przyczynić się do opracowania nowych, naturalnych metod wspierających leczenie chorób zapalnych jelit. Naukowcy nie wykluczają, że nanosystemy inspirowane rozwiązaniami występującymi w przyrodzie mogłyby stać się uzupełnieniem obecnie stosowanych terapii.

Projekt realizowany jest we współpracy kilku jednostek Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, w tym Zakładu Biotechnologii Żywności, Centrum Medycyny Regeneracyjnej, Centrum Medycyny Doświadczalnej, Zakładu Patomorfologii Lekarskiej oraz Zakładu Histologii i Embriologii.

(PW)