Projekti / Programi
Molekularni mehanizem tvorbe endogenih agonistov TLR4 in njihova vloga v kroničnih vnetnih boleznih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.01.00 |
Medicina |
Mikrobiologija in imunologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
zunajcelični vezikli, oksidirani fosfolipidi, oksidativen stress, TLR4, revmatoidni artritis
Raziskovalci (13)
Organizacije (2)
Povzetek
Sterilno vnetje se pojavi v akutnih stanjih, kot sta ishemija/reperfuzija ali travma, in je tudi osnova nekaterih kroničnih vnetnih bolezni, vključno z aterosklerozo, avtoimunskimi boleznimi, patologijami povezanimi s staranjem in rakom. Signalizacijske poti (TLR-ji in inflamasomi so najbolj raziskani), ki zaznavajo okužbe, tudi prispevajo k sterilnemu vnetju preko sinteze provnetnih citokinov. Sterilno vnetje spremlja oksidativen stres, ki prispeva k poškodbam. Tudi nekateri encimi, med njimi lipoksigenaze (LO) in fosfolipaze (PLA2), se aktivirajo ob stresu in prispevajo k vnetju.
Ena od glavnih značilnosti oksidativnega stresa je povečana peroksidacija fosfolipidov (PL), kar jih opredeljuje kot potencialne signale nevarnosti (imenovani DAMP). V tem projektu želimo določiti molekulske strukture peroksidiranih PL, ki aktivirajo kompleks TLR4/MD-2 in potrditi njihovo vlogo pri kroničnih boleznih. Poleg tega želimo pojasniti mehanizem nastanka endogenih ligandov, kar vključuje encima 15-LO in PLA2. Ta mehanizem bomo potrdili tudi s kliničnimi vzorci in na mišjem modelu artritisa, s čimer bomo projektu dali (pato)fiziološko relevanco.
Osnova naše hipoteze so preliminarni rezultati, ki kažejo, da s 15-LO oksidirani lysoPL aktivirajo MD-2/TLR4 in da je PLA2 odgovorna za sproščanje oksidiranih lysoPL s PL, ki so vključeni v zunajcelične vezikle (EV), kar vodi v aktivacijo TLR4. Glede na te rezultate, so naši glavni cilji projekta:
Identifikacija mehanizma nastanka agonistov TLR4/MD-2, ki ga sproži oksidativni stres in določitev struktur aktivnih agonistov, vključno z določitvijo tarčnih fosfolipidov in njihovega acilacijskega vzorca.
Identifikacija mehanizmov vezave ox lysoPL na MD-2 in TLR4.
Karakterizacija znotrajceličnih poti in citokinskega profila stimulacije TLR4 z EV in ox lysoPL v primerjavi z aktivacijo LPS. Poleg tega bo izvedena primerjava citokinskih profilov med agonisti TLR4 (LPS, lipidIVa, taxolom in EV).
Kvantifikacija aktivnosti sekretorne PLA2 v vzorcih sinovialne tekočine pri bolnikih z RA in potrditev njene vloge pri nastanku agonistov TLR4/MD-2.
Uporaba sPLA2-IIATGN miši za potrditev hipoteze in preizkušanje PLA2 in 12-LO inhibitorjev pri zdravljenju artritisa.
Čeprav je cilj projekta dokazati nov, nepričakovani mehanizem tvorbe agonistov TLR4, ki vključuje sinergijo med dvema encimoma, smo izvedli že veliko število poskusov. Čeprav so predhodne narave in jih bo treba ponoviti, da dosežejo zahtevano gotovost, rezultati kljub temu potrjujejo, da je hipoteza dejansko pravilna. Zato je izvedljivost projekta zelo verjetna kljub izvirnosti tega inovativnega koncepta. Usposobljenost PI na območju projekta in drugih članov projektne skupine zagotavljajo široko strokovno znanje in povezave do večine ustreznih mednarodnih partnerjev. Skupaj so odlična osnova za uspešno izpolnitev tega projekta.
Pomen za razvoj znanosti
Vnetne bolezni, pri katerih so vpleteni receptorji TLR, in oksidacija lipidov so med glavnimi vzroki smrti, ker so vključeni v kardiovaskularne in avtoimunske bolezni. Kako in zakaj se razvije vnetje in kakšni so endogeni ligandi, je še vedno vprašanje, čeprav je znanje o molekularnih mehanizmih predpogoj za razvoj učinkovitih terapij in diagnostike.
Sodelovanje z drugimi skupinami tudi iz tujine nam omogoča, da pri klinično pomembnih problemih uporabljamo vzorce sinovialne tekočine bolnikov in živalskih modelov artritisa, kjer lahko rezultati in klinična slika neposredno vplivajo na zdravljenje bolnikov.
Objava znanstvenih člankov in uspešna uporaba raziskav teh bolezni bo razširila naše znanje o kroničnih boleznih. Razumevanje molekularnih mehanizmov ni samo medicinskega temveč tudi biotehnološkega pomena. Rezultati bi lahko pripeljali do razvoja novih pristopov in orodij za diagnostiko bolezni. S poudarjanjem razlik med sterilnim in klasičnim prirojenim imunskim odzivom bomo izpostavili tudi točke možnega terapevtskega posredovanja.
Z inovativnim pristopom in novimi idejami bomo razširili spekter znanj (raziskovalcev, mladih raziskovalcev, diplomantov), kar bomo nato preko tečajev, konferenc prenesli na širšo populacijo strokovnjakov.
Pomen za razvoj Slovenije
Inflammatory diseases, where TLR receptors are involved, and lipid oxidation are between main causes of death as they are involved in cardiovascular to autoimmune diseases. How and why inflammation develops and what are endogenous ligands is still detrimental, although knowledge on molecular mechanisms is prerequisite for development of efficient therapies and diagnostics.
Collaboration with other groups also from abroad enables us to work on clinically important issues by using synovial fluid samples from patients and animal models of arthritis, where the results and clinical picture can have direct influence on patient´s treatment.
Publishing of scientific papers and successful application of research of those diseases will broaden our knowledge on chronic diseases. Understanding of the molecular mechanisms is not only of medical, but also of biotechnological importance. The results could lead to development of new approaches and tools for disease diagnostic. By pointing out the differences between sterile and classical innate immune response we will also expose points of possible therapeutic intervention.
Using innovative strategies and new ideas we will educate students (undergraduate and PhD students) for research and will pass our knowledge to scientific community through international workshops and conferences.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
