Projekti / Programi
Tarčno ciljanje metabolizma lipidnih kapljic za učinkovito zmanjševanje odpornosti rakavih celic na stres
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
3.04.00 |
Medicina |
Onkologija |
|
1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
B000 |
Biomedicinske vede |
|
Koda |
Veda |
Področje |
3.02 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Klinična medicina |
1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
Rak, lipidne kapljice, avtofagija, lipofagija, stresni odgovor, lipoliza, trigliceridi, maščobne kisline, metastaze, bioluminiscenca
Raziskovalci (18)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
55138 |
dr. Mauro Danielli |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2021 |
16 |
2. |
15873 |
dr. Mateja Erdani Kreft |
Nevrobiologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
378 |
3. |
50498 |
Adrijan Ivanušec |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2022 |
23 |
4. |
38200 |
dr. Eva Jarc Jovičić |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2020 |
56 |
5. |
06628 |
dr. Roman Jerala |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
1.129 |
6. |
07673 |
dr. Dušan Kordiš |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
214 |
7. |
00412 |
dr. Igor Križaj |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
696 |
8. |
52369 |
Ana Kump |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2020 - 2022 |
32 |
9. |
18802 |
dr. Adrijana Leonardi |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
139 |
10. |
21426 |
dr. Mateja Manček Keber |
Farmacija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
148 |
11. |
38275 |
Anja Perčič |
|
Tehnični sodelavec |
2019 - 2022 |
0 |
12. |
56248 |
Leja Perne |
|
Tehnični sodelavec |
2022 |
4 |
13. |
20213 |
dr. Toni Petan |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2019 - 2022 |
161 |
14. |
04570 |
dr. Jože Pungerčar |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
318 |
15. |
15600 |
mag. Maja Šimaga |
|
Tehnični sodelavec |
2020 - 2022 |
5 |
16. |
21553 |
dr. Jernej Šribar |
Biokemija in molekularna biologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
106 |
17. |
33100 |
dr. Larisa Tratnjek |
Nevrobiologija |
Raziskovalec |
2019 - 2022 |
54 |
18. |
39124 |
dr. Taja Železnik Ramuta |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2019 - 2020 |
95 |
Organizacije (3)
Povzetek
Rakave celice kažejo izjemne sposobnosti adaptacije na stresne pogoje v tumorskem okolju, pri čemer prilagodijo svoj metabolizem glede na razpoložljivost posameznih hranil. Ta metabolična plastičnost je ključna za rast tumorjev, metastaziranje in odpornost na terapijo. Preživetje rakavih celic tekom stresa je odvisno od dostopnosti zunajceličnih lipidov in njihove sposobnosti sintetiziranja, mobilizacije in recikliranja lastnih znotrajceličnih lipidov. Rakave celice lahko dinamično preklapljajo med različnimi viri lipidov, kar je močno otežilo nedavne poskuse, da bi inhibitorje sinteze maščobnih kislin uporabili pri terapiji. Zato je nujno identificirati poti pridobivanja in uporabe lipidov, ki bi jih lahko ciljano inhibirali in s tem znižali odpornost rakavih celic na stres.
Lipidne kapljice (LK) so citosolni organeli, ki shranjujejo maščobe in so prisotni v večini celic od kvasovk do človeka. V zadnjem času postaja jasno, da so pomembni regulatorji lipidnega metabolizma, transporta in signalizacije. Sinteza LK se inducira v celicah izpostavljenih metaboličnemu in oksidativnemu stresu, kopičijo pa se tudi pri raku. Delujejo kot stikala, ki uravnavajo vnos, shrambo in uporabo lipidov za različne potrebe celice, vključno s proizvodnjo energije, zaščito pred oksidativnim stresom in sintezo membran pri hitri celični delitvi. LK prav tako prevzamejo presežne maščobne kisline in uravnavajo njihovo sproščanje z lipolizo. To blaženje sunkov presežnih lipidov in njihovo naknadno sproščanje je ključna značilnost LK, ki jo rakave celice zlorabijo za zaščito pred stresom. Ciljanje mehanizmov delovanja LK pri rakavih celicah bi torej lahko znižalo njihovo odpornost in omejilo rast tumorjev.
Razmerje med LK in avtofagijo, pomembnim mehanizmom celičnega recikliranja in stresnega odgovora, je zapleteno in zaenkrat slabo poznano. Prvič, avtofagija lahko z dovajanjem lipidov pridobljenih z recikliranjem membranskih organelov stimulira sintezo LK. Drugič, avtofagija sodeluje pri razgradnji LK preko njene selektivne oblike imenovane lipofagija. Tretjič, LK lahko vzpodbujajo avtofagijo, tako da dostavljajo lipide nujne za tvorbo avtofagosomov, vzdržujejo homeostazo membran ali stimulirajo signalne poti. Razmerje med LK in avtofagijo lahko torej skriva ključ do dinamike lipidov v rakavih celicah pod stresom.
Glavni cilj tega projekta je opredeliti ključne poti, ki povezujejo nastanek in razgradnjo LK z avtofagijo v različnih rakavih celicah z namenom, da bi s tarčnim ciljanjem kritičnih točk na osi LK/avtofagija zmanjšali njihovo odpornost na stres. S preučevanjem vlog glavnih encimov, ki so vpleteni v nastanek in razgradnjo LK v kontekstu aktivirane ali inhibirane avtofagije v različnih pogojih stresa, bomo ugotovili povezave med temi procesi in njihov pomen za preživetje rakavih celic tekom stresa. Z mehanističnimi študijami bomo poskusili določiti načine, preko katerih os LK/avtofagija prispeva k energetski, redoks in membranski homeostazi. To bo tudi prva študija, ki bo zagotovila lipidomski vpogled v medsebojno delovanje avtofagije in lipidno sestavo LK ter sestavo membran tekom stresa. Nenazadnje bomo z uporabo modela mišjega ksenografta prvič ocenili izvedljivost tarčnega ciljanja osi LK/avtofagija za zmanjševanje rasti tumorjevin vivo. Prepričani smo, da bo predlagani projekt odprl nove perspektive pri raziskovanju raka s ciljanjem centralnega lipidnega metabolizma in s stresom povezanega organela – lipidne kapljice.
Pomen za razvoj znanosti
Izvirnost, relevantnost in potencialni vpliv rezultatov
1. Pomen lipidnega metabolizma pri raku je vse bolj priznan. Lipidne kapljice so povezovalni člen med metabolizmom rakavih celic in odpornostjo na celični stres, zato bo ta projekt zagotovil izvirnost rezultatov, ki bodo vplivali na obe raziskovalnih področji.
2. Lipidne kapljice se kopičijo v rakavih celicah in jim omogočajo preživetje v stresnih pogojih. Iskanje ključnih mehanizmov, ki jih uporabljajo rakave celice za izkoriščanje teh organelov, bo okrepilo osnovne in klinične raziskave ter spodbudilo k razvoju novih strategij na področju terapije in preventive.
3. Ciljanje metaboličnih poti, ki so konvergentna točka in skupna strategija preživetja različnih, genetsko heterolognih tipov raka, bi lahko bil boljši način zdravljenja raka v primerjavi s ciljanjem posameznih poti, ki jih aktivirajo onkogeni ali okvarjeni tumor supresorji.
4. Zamisel, da je usmerjanje lipidnih kapljic in avtofagije/lipofagije pomembno za preprečevanje raka je slabo raziskana, zato ta študija zagotavlja novo pionirsko znanje na tem področju.
5. Kljub naraščanju dokazov o pomenu lipidnih kapljic pri razvoju bolezni pri ljudeh je vloga lipofagije in njenih mehanizmov skoraj povsem neznana. Ta projekt bo zagotovil novo znanje splošnega pomena v človeški biologiji, zlasti v povezavi s staranjem, nevrodegeneracijo, metaboličnim sindromom in debelostjo.
6. Edinstven mednarodni konzorcij, ki nudi ekspertizo na področju lipidov, biologije lipidov, patofiziologije, razvoja zdravil, imunosti in raka, z bogatimi izkušnjami na področju celične in molekularne biologije, sintezne biologije, proteomike, lipidomike in uporabe bolezensko spremenjenih mišjih modelov, bo zagotovil dosego raziskovalne odličnosti in objave v revijah z visokim faktorjem vpliva.
Pomen za razvoj Slovenije
Originality, relevance and potential impact of the results
1. The importance of lipid metabolism in cancer is emerging. Lipid droplets may be the nexus between cancer metabolism and cellular stress resistance and this project will provide original results that will have an impact on both research fields.
2. Lipid droplets accumulate in cancer cells and enable their survival during stress. Finding the critical mechanisms used by cancer cells to exploit this organelle will boost basic and clinical research in the field and lead to new therapeutic and preventive strategies.
3. Targeting metabolic pathways that are the converging point and common strategy for the survival of different and genetically heterogeneous types of tumours, may prove to be a better way to treat cancer than targeting specific oncogene and tumour-suppressor activated pathways.
4. The idea that targeting lipid droplets and autophagy/lipophagy may be relevant to the fight against cancer has been poorly explored and this study will provide pioneering new knowledge in the field.
5. The importance of lipid droplets and lipophagy in human disease is only beginning to emerge. This project will provide new knowledge of general interest for human biology, in particular in the contexts of aging, neurodegeneration, metabolic syndrome and obesity.
6. The unique international consortium providing expertise in the fields of lipids, lipolysis, LD biology, pathophysiology, drug design, immunity and cancer, with a vast experience in cell and molecular biology, synthetic biology, proteomics, lipidomics and mouse models of disease, guarantees research excellence and publications in journals with high impact factors.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati