Projekti / Programi
Poglobljena analiza vplivov dejavnikov povzročitelja in gostitelja pri akutni in kronični lymski boreliozi
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
3.01.00 |
Medicina |
Mikrobiologija in imunologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
B510 |
Biomedicinske vede |
Infekcije |
Koda |
Veda |
Področje |
3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
lymska borelioza; erythema migrans; acrodermatitis chronica atrophicans; Borrelia afzelii; kronična okužba; povzročitelj-gostitelj
Raziskovalci (21)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
27886 |
dr. Petra Bogovič |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
147 |
2. |
24350 |
dr. Tjaša Cerar Kišek |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
205 |
3. |
37227 |
Katarina Čurič |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
8 |
4. |
33073 |
Mateja Klep Breskvar |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
5. |
30696 |
dr. Miša Korva |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
182 |
6. |
56197 |
Tina Košuta |
Medicina |
Raziskovalec |
2021 - 2022 |
9 |
7. |
34820 |
Lidija Lepen |
Medicina |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
8 |
8. |
29917 |
dr. Lara Lusa |
Javno zdravstvo (varstvo pri delu) |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
250 |
9. |
50228 |
Sandra Mihelčič |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
10. |
19481 |
Jolanda Munih |
Mikrobiologija in imunologija |
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
58 |
11. |
38342 |
Mirijam Nahtigal Klevišar |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
25 |
12. |
20473 |
Mateja Poljanšek |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
13. |
22350 |
dr. Tereza Rojko |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
109 |
14. |
20474 |
Simona Rojs |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
15. |
13296 |
dr. Eva Ružić-Sabljić |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
551 |
16. |
20475 |
Andreja Sorman |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
17. |
31504 |
Barbara Stalowsky |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
23 |
18. |
33995 |
Jadranka Stojnič |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
19. |
13301 |
dr. Franc Strle |
Mikrobiologija in imunologija |
Vodja |
2019 - 2022 |
845 |
20. |
24091 |
dr. Daša Stupica |
Mikrobiologija in imunologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
177 |
21. |
20472 |
Marija Žitko |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
Organizacije (2)
Povzetek
Bolniki z lymsko boreliozo (LB) imajo številne bolezenske znake, ki se razlikujejo po resnosti in trajanju, ter nekatere zaplete, ki so lahko prisotni tudi po zdravljenju z antibiotiki. Največji klinični izziv pri LB so huda bolezen, kronična okužba in zapleti po zdravljenju, vendar osnovnih vzrokov zanje ne razumemo dobro. Pomemben dejavnik bi lahko bili neustrezni vnetni imunski odzivi, ki jih oblikujeta tako mikrobna kot gostiteljska genetika. Ni jasno, zakaj nekateri bolniki razvijejo akutno okužbo, drugi pa kronično okužbo, ki lahko traja več let. Ker sta erythema migrans (EM) in acrodermatitis chronica atrophicans (ACA) prototipa akutne in kronične okužbe kože, ki je običajno posledica okužbe z eno borelijsko vrsto (največkrat B. afzelii), predstavljata dragocen model bolezni za preučevanje mikrobnih in gostiteljskih dejavnikov, povezanih s kronično okužbo pri ljudeh.
Predpostavljamo, da so neugodni klinični izidi pri LB, simptomi po preboleli LB in kronična okužba vsaj delno posledica neustreznih imunskih odzivov, ki jih oblikujejo genetske značilnosti tako povzročitelja (borelij) kot gostitelja (bolnika).
Za preizkušanje te hipoteze predlagamo naslednje specifične cilje:
Cilj 1: Prepoznavanje borelijskih genov, povezanih z večjim vnetjem, s hujšimi oblikami boleznimi in s kronično okužbo.
a) S sekvenciranjem celotnega genoma želimo opredeliti izolate B. afzelii, ki smo jih pridobili od bolnikov z blago ali hudo boleznijo in pri tistih z akutno ali kronično okužbo, ter pri istih bolnikih ugotoviti povezave med prisotnostjo določenih genov in imunskimi ugotovitvami, resnostjo bolezni ter kronično boleznijo.
b) Osvetliti želimo tudi funkcijski učinek teh borelijskih sevov z določitvijo gostiteljskih transkripcijskih profilov in vivo (v koži bolnikov z EM), kakor tudi in vitro v modelih celične kulture, ki jih bomo stimulirali z izbranimi sevi B. afzelii.
Cilj 2: Opredelitev genetskih dejavnikov gostitelja, ki so povezani s tveganjem za hujši potek bolezni in za kronično okužbo.
a) Določitev pogostosti )250.000 SNP-jev pri bolnikih z EM in ACA z blago ali hudo obliko bolezni s pomočjo GWAS-based ImmunoArray.
b) Ovrednotenje funkcijskih posledic kandidatnih SNP-jev s pomočjo korelacije teh SNP-jev z neuravnoteženim imunskim odzivom, resnostjo bolezni in prisotnostjo kronične bolezni, kakor tudi z mehanističnimi študijami v celicah in tkivih bolnikov.
Cilj 3: Razviti nove diagnostične pristope z združevanjem več SNP-jev, protitelesnega odziva proti B. afzelii, avtoantigenov in imunskih posrednikov v test za ugotavljanje večjega tveganja za neugoden klinični potek in izid bolezni in za nastanek kronične bolezni.
Pojasnitev mehanizmov, s katerimi nekateri sevi borelij v kombinaciji z genetskimi dejavniki gostitelja povzročajo moteno delovanje imunskega odziva, in opredelitev poti, ki privedejo do motenj, bi lahko pomembno vplivale na razumevanje patogeneze kronične LB in tudi drugih kroničnih bakterijskih okužb.
Opredelitev mehanizmov bolezni pri ljudeh predstavlja običajno velik izziv, ki zahteva sodelovanje med strokovnjaki s področja klinike in bazičnih znanosti. Za reševanje tega izziva pri LB, pri kateri prispevata k težavnosti tako borelijska kot gostiteljska heterogenost, predlagamo preučevanje pacientov z dobro opredeljenimi manifestacijami zgodnje in pozne bolezni, uporabo modernih, ciljno usmerjenih pristopov za analizo borelijskih in gostiteljskih dejavnikov v vzorcih istih pacientov in preučevanje funkcijskih posledic in vivo v tkivnih in in vitro v celičnih kulturah. Predvidevamo, da bodo pridobljeni vpogledi v patogenezo bolezni omogočili razvoj diagnostičnih pristopov za ugotavljanje pacientov z večjim tveganjem za takšne izide, ki bodo v enem testu združevali več SNP-jev, protiteles in imunskih posrednikov in ki bi lahko pomagali odkriti bolnike, ki bi imeli koristi od novih strategij zdravljenja, kot so kombinacija antibiotikov in ciljne imunoterapije (npr. zaviralcev neustrezno delujočih komponent Th1/Th1
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati predlaganega projekta bodo pomembno osvetlili patogenezo lymske borelioze in verjetno omogočili bolj usmerjeno obravnavo pacientov. Ugotovitev naših sodelavcev v ZDA o vzajemnem delovanju RST1 sevov B. burgdorferi in SNP gostitelja TLR1-1805GG, ki je pokazala povezavo med gostiteljsko in mikrobno genetiko, neprilagojenim imunskim odzivom in hujšo boleznijo, predstavlja osnovno izhodišče za preučevanje neugodnih kliničnih izidov pri lymske borelioze. Te pristope želimo razširiti z določanjem specifičnih borelijskih genov in večjo paleto gostiteljskih genskih dejavnikov, z namenom, da bi dobili vpogled v interakcije povzročiteljev (patogenih mikroorganizmov) in gostitelja (bolnika), ki so udeležene pri različni teži bolezni in razvoju kronične okužbe.
Uporabljali bomo dobro definirane manifestacije lymske borelioze: erythema migrans, ki je najpogostejši zgodnji klinični znak akutne okužbe, in acrodermatitis chronica atrophicans, ki je v Evropi najpogostejša pozna manifestacija lymske borelioze in predstavlja kronično okužbo. Predvidevamo, da bodo pridobljeni novi vpogledi v patogenezo bolezni omogočili razvoj diagnostičnih pristopov za ugotavljanje pacientov z večjim tveganjem za takšne izide, ki bodo v enem testu združevali več SNP-jev, protiteles in imunskih posrednikov.
Predlagano delo zahteva sodelovanje med strokovnjaki s področja klinike in eksperti za najnovejše sistemske pristope v biologiji v več ustanovah v Sloveniji (Univerzitetni klinični center Ljubljana – patogeneza bolezni, klinični podatki, pridobivanje vzorcev; Inštitut za mikrobiologijo in imunologijo Medicinske fakultete v Ljubljani – kultivacija borelij, sekvenciranje, genetika; Inštitut za biostatistiko in medicinsko informatiko Medicinske fakultete v Ljubljani – statistični pristopi, informatika) in v ZDA, kjer smo se povezali strokovnjaki iz Massachusetts General Hospital, Harvard University v Bostonu (interakcije gostitelja in mikroorganizmov, patogeneza bolezni, translacijska imunologija), s katerimi že dalj časa sodelujemo.
V predlogu predlagamo uporabo najnovejših raziskovalnih pristopov in tehnik za določitev specifičnih borelijskih genov in gostiteljskih SNP, ki so povezani z imunsko neuravnoteženostjo in neželenimi kliničnimi izidi ter s kronično okužbo, kakor tudi funkcijske raziskave v celicah in tkivih, s katerimi želimo pojasniti osnovne mehanizme delovanja. Verjamemo, da bomo s temi raziskavami pridobili popolnoma nove informacije o mikrobni in gostiteljski genetiki, ki sta vključeni v patogenezo hujših oblik lymske borelioze in v patogenezo kronične lymske borelioze (in potencialno tudi drugih bakterijskih okužb) in ki bodo koristne za diagnozo in zdravljenje takih bolnikov.
Pomen za razvoj Slovenije
This work has significant implications for pathogenesis of Lyme borreliosis and is likely to influence both the diagnosis and treatment for patients. Previous findings of our collaborators who identified the first interaction between particularly virulent B. burgdorferi RST1 strains and host genetic factors (TLR1-1805GG SNP) created a link between host and microbial genetics, maladaptive immune responses, and more severe disease, and provided a paradigm for the study of untoward clinical outcomes in Lyme borreliosis. We are now in position to expand these studies to identify specific spirochetal genes and a larger range of host genetic factors to gain insight into host pathogen interactions that set the stage for resolution of the infection, or for chronic infection that can last for months to years.
We are working in the best defined human Lyme borreliosis systems: erythema migrans, the most common early manifestation of acute infection, and acrodermatitis chronica atrophicans, the most common late manifestation (chronic infection). Because erythema migrans and acrodermatitis chronica atrophicans represent the prototypic acute versus chronic infection in the skin, which is usually due to a single Borrelia species, B. afzelii, they provide valuable human disease models for studying microbial and host factors involved in chronic infection. Based on these new insights into pathogenesis, we envision developing new diagnostic approaches which combine several SNPs, antibodies, and immune mediators into a test to identify patients at a greater risk for such outcomes.
This work requires a collaborative effort between experts in clinical disease and basic science, and the latest systems-wide biology approaches across several institutions: University Medical Centre Ljubljana (disease pathogenesis, clinical data), Institute for Microbiology and Immunology, Medical Faculty Ljubljana (culturing, sequencing, genetics), Institute for Biostatistics and Medical Informatics, Medical Faculty Ljubljana (bioinformatics), and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, United States (host-pathogen interactions, disease pathogenesis, translational immunology).
In this grant, we are using the latest discovery-based techniques to delineate specific spirochetal genes and host SNPs that set the stage for immune dysregulation and adverse clinical outcomes including chronic infection, and we are performing functional studies in cells and tissue to elucidate the underlying mechanisms of action. We believe these studies will generate completely new information about microbial and host genetics in the pathogenesis of chronic infection and more severe Lyme borreliosis (and potentially also of other bacterial infections) and have significant implications for both diagnosis and treatment of such patients.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati