Γενετική και επιγενετική ανταπόκριση ανθρωπίνων κυττάρων σε εξωγενείς παράγοντες

Στην παρούσα διατριβή διερευνήθηκε η επίδραση περιβαλλοντικών ερεθισμάτων στη φυσιολογική ανάπτυξη ενός οργανισμού με τη ρύθμιση του γενετικού και επιγενετικού προφίλ μορίων που συμμετέχουν στην απόκριση στο στρες. Η μελέτη μας συμπεριέλαβε διαφορετικά πειραματικά μοντέλα στην προσπάθεια να διερευνηθεί η στρεσογόνος δράση σε συστήματα in vivo και in vitro. Το κύριο μέρος της εργασίας επικεντρώθηκε στις μεταβολές του προτύπου έκφρασης και μεθυλίωσης μορίων που συσχετίζονται με τη λειτουργία του άξονα ΗΡΑ σε ένα πειραματικό μοντέλο μητρικής αποστέρησης. Το γενικό συμπέρασμα ήταν ότι το στρες μητρικής αποστέρησης και ο πρόωρος απογαλακτισμός οδηγούν σε μακροπρόθεσμες μεταβολές που δείχνουν ευαισθητοποίηση του άξονα ΗΡΑ, με τον υποδοχέα γλυκοκορτικοειδών να μεταβάλλεται σημαντικά, τόσο σε επίπεδο mRNA όσο και πρωτεΐνης, με αντίθετη τάση στον ιππόκαμπο απ’ ότι στην αμυγδαλή. Οι αλλαγές του προτύπου μεθυλίωσης του UBE3A, μιας πολύ σταθερής επιγενετικής τροποποίησης, επηρεάζει την έκφραση αυτού του γονιδίου, και κατά συνέπεια τη μεταγραφική ενεργότητα του GR, ενώ οι ατομικές διαφορές που παρατηρούνται αποκαλύπτουν τη σημασία του ατομικού παράγοντα στην απόκριση του οργανισμού στο στρεσογόνο ερέθισμα. Αντίστοιχα, διερευνήθηκε in vitro ο ρόλος των γλυκοκορτικοειδών στις ιδιότητες των νευρικών κυττάρων, μελετώντας την απόκριση κυττάρων νευροβλαστώματος στη χορήγηση δεξαμεθαζόνης. Τα ευρήματα έδειξαν οτι τα κύτταρα ανταποκρίθηκαν σε διαφορετικές συγκεντρώσεις της ουσίας με αναστολή του κυτταρικού κύκλου, δίνοντας το έναυσμα για περαιτέρω μελέτη του συστήματος των γλυκοκορτικοειδών σε κυτταρικό επίπεδο. Επιπλέον, ενδιαφέρον παρουσίασε η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης δύο συστημάτων που σχετίζονται με το στρες, των ενδοκανναβινοειδών και των κορτικοειδών. Τα αποτελέσματα μαρτυρούν οτι η ενδοφλέβια χορήγηση εκθετικά αυξανόμενων δόσεων Δ9-THC ενεργοποιεί τον άξονα ΗΡΑ με αύξηση της έκφρασης των μορίων GR, MR και UBE3A. Συνολικά υποθέτουμε ότι το συνθετικό κανναβινοειδές μπορεί να περιορίζει τα συμπτώματα του στρες, δεδομένου ότι παρατηρούμε αντίθετα αποτελέσματα από εκείνα του μητρικού αποχωρισμού. Εξετάστηκε επίσης ο ρόλος των μιτοχονδρίων στης απόκριση του εγκεφάλου στο άγχος. Τα πρωτεϊνικά επίπεδα των συμπλόκων της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και των μορίων SLC25A22, NMDAR, Cyt C, οδηγούν στο συμπέρασμα οτι ο νευρικός φαινότυπος δεν συνδέεται με το μιτοχονδριακό πρωτέωμα. Ωστόσο χαμηλά επίπεδα άγχους φαίνεται να συνδέονται με υψηλή ροή ασβεστίου στα κύτταρα του ραβδωτού σώματος του εγκεφάλου. Τέλος, ένα σημαντικό μέρος της διατριβής εστιάστηκε στη διερεύνηση του πιθανού μηχανισμού ενεργοποίησης της οστεογένεσης κατά την επίδραση μηχανικού στρες σε διαφοροποιούμενα κύτταρα hAT-MSCs. Το πείραμα αυτό αποτέλεσε μια προσπάθεια απόδοσης σε κυτταρικό επίπεδο, του περιβάλλοντος που προκαλεί έκτοπη οστεοποίηση. Παρατηρήσαμε ότι η σταθερή επίδραση μηχανικού στρες στο κυτταρικό μας σύστημα οδήγησε σε πρώιμη οστεογένεση με ταυτόχρονη απομεθυλίωση του υποκινητή του γονιδίου GNAS. Η πλήρης κατανόηση του μοριακού μηχανισμού μπορεί να συντελέσει στην εξέλιξη μεθόδων πρόληψης ή αντιμετώπισης της έκτοπης οστεοποίησης. Κοινός στόχος των επιμέρους ενοτήτων της διατριβής ήταν η κατανόηση των μηχανισμών που ρυθμίζουν την ανταπόκριση του οργανισμού στα περιβαλλοντικά ερεθίσματα, με απώτερο σκοπό τη συμβολή στην εξέλιξη νέων θεραπευτικών μεθόδων για διαταραχές που έχουν ως αιτία διάφορες μορφές στρες.