Projekti / Programi
Posredovanje interakcije med membranskimi strukturami
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B120 |
Biomedicinske vede |
Molekularna biofizika |
Mikropartikli; Nanorafti; Polivalentni ioni; Vezikli; Membrane; Koagulacija;
Raziskovalci (18)
Organizacije (2)
Povzetek
Delovanje celičnih membran je med seboj povezano. Eden od mehanizmov, s katerim celice izmenjujejo snov in informacije, temelji na mikrovesiklih, ki nastanejo z brstenjem matične membrane, se prenašajo s krvnim obtokom in interagirajo z membrano oddaljene celice. Pri tem je pomembna vloga okolne raztopine – krvnega seruma. Pri brstenju membrane, odcepljanju mikrovesiklov in koalescenci membran namreč sodelujejo molekule in skupki molekul, ki se nahajajo v krvnem serumu, na primer proteini imunskega in avtoimunskega odziva (antigeni in protitelesa), mikropartikli, ki vsebujejo lipidne molekule, pa tudi različne eksogeno dodane učinkovine. Primeren modelni sistem za študij tako posredovanih interakcij med celičnimi membranami so orjaški fosfolipidni mehurčki s kontrolirano sestavo, v raztopini pri kontroliranih pogojih. Da bi bolje razumeli mehanizme komunikacije celičnih membran in specifično, mehanizme strjevanja krvi, želimo v okviru predlaganega projekta študirati vpliv mikrovesiklov, mikropartiklov, različnih protiteles, serumskih proteinov, in učinkovin, ki in vivo delujejo pro oz. anti-koagulantno, na lastnosti orjaških lipidnih mehurčkov in kolektivne interakcije med njimi. Brstenje membrane in koalescenco membran želimo tudi teoretično opisati z modeli, ki izhajajo iz mikroskopskega opisa posameznih gradnikov sistema in metod statistične mehanike. Pričakovani rezultati so boljše razumevanje interakcij med membranami, mikropartikli, mikrovesikli in dodanimi učinkovinami – interakcij, ki so pomembne pri nastajanju krvnih strdkov.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati tega projekta prispevajo k razvoju področja biofizike membran, teorije električne dvojne plasti, pa tudi medicinske znanosti.
Na področju biofizike membran smo izdelali dve teoriji, ki sta pomembni pri procesu mikrovesikulacije: teorijo, ki opisuje z ukrivljenostjo membrane pogojeno lateralno in orientacijsko porazdelitev membranskih sestavin in teorijo, ki opisuje posredovano privlačno interakcijo med membranama. Obe teoriji temeljita na istem principu: orientacijskem urejanju gradnikov sistema, ki zniža energijo, pri tem stabilizira obliko in porazdelitev, ter pojasni privlak med dvema membranama, ki nosita naboj enakega predznaka. Teorijo, ki opisuje lateralno in orientacijsko porazdelitev membranskih sestavin, smo uporabili pri opisu stabilnosti tankih vratov, ki povezujejo brst z materinsko membrano, membranskih nanotub in inverznih heksagonalnih lipidnih faz.
Pri opisu posredovane privlačne interakcije med membranama smo uporabili rigorozen opis mikroskopske gostote naboja, kar predstavlja novost v teoriji električne dvojne plasti, ki upošteva delce s prostorsko porazdeljenim nabojem.
Na področju medicinskih znanosti smo vzpostavili in vitro eksperimentalen sistem, katerega osnova je suspenzija orjaških fosfolipidnih mehurčkov, in ki je namenjen določanju sposobnosti raztopine, da posreduje privlačno interakcijo med membranama. Vpeljali smo metodo kvantifikacije interakcije med membranami s povprečnim kontaktnim kotom med zlepljenimi mehurčki. Metodo smo uporabili pri študiju učinka antifosfolipidnih protiteles, beta 2 glikoproteina I in plazem različnih oseb.
Pomen za razvoj Slovenije
Eksperimenti z orjaškimi fosfolipidnimi mehurčki so pokazali na možen pomemben učinek plazemskih proteinov pri posredovanju inetrakcije med membranami. Na osnovi poskusov z antifosfolipidnimi protitelesi in njihovim kofaktorjem za vezavo na lipidne molekule beta 2 glikoproteinom I smo izdelali hipotezo o antikoagulantnem učinku plazemskih proteinov, ki s posredovanjem privlačne interakcije med membranama povzroči adhezijo brsta na materinsko membrano in tako prepreči nastanek prokoagulantnih mikrovesiklov. Potrditev te hipoteze (kot je nakazano v dveh izmed objav, ki so izšle iz tega projekta), bi pomenila pomemben korak pri razumevanju procesov strjevanja krvi. Tako rezultati projekta kažejo na potencialne možnosti razvoja metode za boljše določanje tveganja za tromboembolične dogodke (kot so možganska kap, pljučna embolija in srčni infarkt). Ker so to pogoste bolezni in imajo pomembne posledice za kvaliteto življenja prizadetih, pa tudi družbene in ekonomske posledice, bi imeli ob nadaljevanju raziskav lahko rezultati pomemben učinek na razvoj Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
