Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vloga celične smrti v različnih aktivacijskih poteh inflamasoma NLRP3 in njena uporaba za inovativno imunoterapijo raka

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
3.01.00  Medicina  Mikrobiologija in imunologija   

Koda Veda Področje
B001  Biomedicinske vede  Splošne biomedicinske vede 

Koda Veda Področje
3.01  Medicinske in zdravstvene vede  Temeljna medicina 
Ključne besede
inflamasom, gasdermin D, tvorba membranskih por, sproščanje citokinov
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (13)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  14360  dr. Mojca Benčina  Biotehnologija  Raziskovalec  2019 - 2022  391 
2.  55265  Elvira Boršić  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2021 - 2022  11 
3.  54624  Tea Govednik  Farmacija  Tehnični sodelavec  2020 
4.  23563  dr. Iva Hafner Bratkovič  Nevrobiologija  Vodja  2019 - 2022  210 
5.  06628  dr. Roman Jerala  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2019 - 2022  1.185 
6.  36853  dr. Lucija Kadunc Polajnar  Nevrobiologija  Mladi raziskovalec  2019 - 2020  43 
7.  53665  Špela Malenšek  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2020 - 2022  17 
8.  21426  dr. Mateja Manček Keber  Farmacija  Raziskovalec  2019 - 2022  159 
9.  53734  Peter Pečan  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2020 - 2022  17 
10.  38275  Anja Perčič    Tehnični sodelavec  2019 - 2022 
11.  50616  Arne Praznik  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2019 - 2022  34 
12.  54582  Tadej Satler  Biotehnologija  Tehnični sodelavec  2020  10 
13.  37644  dr. Petra Sušjan Leite  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2019 - 2020  48 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0104  Kemijski inštitut  Ljubljana  5051592000  20.838 
Povzetek
Znanstveno ozadje in določitev problema. Inflamasomi so multiproteinski kompleksi, ki služijo kot platforme za aktivacijo vnetnih kaspaz. NLRP3 je citosolni senzor prirojenega imunskega odziva, ki po aktivaciji tvori inflamasom. Nedavno smo določili minimalno dolžino NLRP3, ki je potrebna za aktivacijo inflamasoma (Hafner-Bratkovič in sod., Nature Communications, 2018). Aktivacija inflamasoma NLRP3 je posebej zanimiva, saj lahko poteka po različnih poteh, odvisno od aktivatorjev. V kanonični in nekanonični poti aktivacije inflamasoma je izločanje zrelega IL-1β povezano s celično smrtjo, medtem ko je za alternativno pot aktivacije inflamasoma značilno izločanje IL-1β iz živih celic. Gasdermin D, ki po cepitvi z vnetnimi kaspazami povzroči pore v membrani, je potreben za sproščanje IL-1β tako iz mrtvih kot iz živih celic. Kaj določi usodo celice, ostaja tako odprto vprašanje.   Cilji projekta. V okviru tega projekta načrtujemo: 1. Raziskati mehanizme aktivacije inflamasoma in tvorbe por iz gasdermina D. Načrtujemo raziskati kinetiko cepitve gasdermina D in določiti sestavo inflamasoma in njegovo lokalizacijo ob aktivaciji različnih poti inflamasoma. Spremenjene različice gasdermina D nam bodo omogočile vpogled v tvorbo por. Za nadaljnje aplikacije bomo uporabili variante gasdermina D z različnimi zmožnostmi tvorbe por. 2. Razviti celice, ki sproščajo bioaktivne molekule na zahtevo. Za sproščanje izbranih molekul iz živih ali mrtvih celic bomo uporabili ustrezno kontroliran nastanek por gasdermina D. Nedavno razviti sistemi hitre logike, ki temeljijo na razcepljenih proteazah, kot je proteaza TEVp (Fink et al., Nature Chemical Biology, 2019), bodo zagotovili dodatno raven regulacije cepitve gasdermina D in tvorbe por. 3. Analizirati možnost uporabe piroptotične celične smrti pri imunoterapiji raka. V tem projektu predlagamo uporabo načrtovane piroptoze in inducirano sproščanje citokinov pri imunoterapiji raka.   Relevantnost in pomen rezultatov. Projekt združuje raziskavo pomembnega temeljnega mehanizma s potencialno terapevtsko uporabo in inovativno kombinacijo našega strokovnega znanja o prirojeni imunosti (molekularni mehanizmi aktivacije inflamasoma NLRP3) in sintezni imunologiji (logika v sesalskih celicah). V projektu želimo določiti razlike v mehanizmih piroptotične celične smrti in nato to znanje uporabiti bodisi za zagotovitev podaljšanega sproščanja vnetnih citokinov ali za zagon hitre imunostimulatorne celične smrti. Predvidevamo, da bosta inhibicija piroptoze in podaljšano sproščanje IL-1β koristni pri razvoju novih cepiv, medtem ko bi sprožitev piroptoze tumorskih celic lahko odprla novo uporabno strategijo pri imunoterapiji raka.
Pomen za razvoj znanosti
V zadnjem desetletju pridobivajo inflamasomi, predvsem inflamasom NLRP3, veliko pozornosti zaradi vpletenosti v številne bolezni. Študije, ki opisujejo mehanizme aktivacije inflamasoma NLRP3 in tvorbe gasderminskih por so bile objavljene v najboljših znanstvenih revijah, kot so Nature, Science, Nature Immunology in Immunity. Čeprav so te študije dokazale povezavo med gasderminskimi porami in sproščanjem IL-1ß, so mehanizmi različnih poti aktivacije NLRP3 precej neraziskani. Glavni prispevki naše raziskave bodo: 1.Določitev mehanizmov različnih aktivacijskih poti NLRP3 in tvorbe por gasdermina D.  2.Uporaba pridobljenega znanja o tvorbi por za sproščanje biološko aktivnih molekul in v imunoterapiji raka. V projektnem predlogu združujemo ekspertize od molekularno-biološke obravnave signalnih kompleksov do sintezne imunologije, da bi prispevali vpogled v molekularne mehanizme vnetja ter uporabo v različne namene. Naš pristop predstavlja inovativen prispevek v teh zelo kompetitivnih znanstvenih disciplinah in lahko odpre tudi razvoj novih terapij za raka. Člani projektne skupine bodo o znanstvenih ugotovitvah poročali na znanstvenih konferencah in delavnicah ter v obliki znanstvenih člankov v znanstvenih revijah z recenzijo.
Pomen za razvoj Slovenije
In the past decade inflammasomes, particularly NLRP3 inflammasome, has gained a lot of attention due to its connection to a variety of pathological conditions.  Studies describing the mechanisms of NLRP3 activation and gasdermin family pore formation and connection to pyroptosis have be published in top science journals such as Nature, Science, Nature Immunology and Immunity.   Those studies established the link between gasdermin D and IL-1ß release from living and dead cells, however, the mechanisms how this in fact happens are ill-defined. The key contributions of our research will be: 1)   in providing the mechanistic insight into NLRP3 inflammasome activation pathways and gasdermind D pore formation, 2) the exploitation of gained knowledge for the usage of gasdermin D pores as means for release of biologically active molecules and  cancer immunotherapy.   Within this project we combine the expertise from molecular biological mechanisms of signaling complexes to synthetic immunology to provide the insight into molecular mechanisms of processes that lead to gasdermin D pore formation and its utilization for release of cytokines and induction of tumor cell death. Our approach represents innovative contribution in these very competitive disciplines and might open new therapeutic possibilities for cancer immunotherapy. The members of the research group will pass their knowledge to scientific community through international workshops and conferences and publication of scientific papers in peer-reviewed journals.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno