Projekti / Programi
Vloga sumolacije pri karcenogenezi, posredovani s Humanim papilomavirusom (HPV)
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.05.00 |
Naravoslovje |
Biokemija in molekularna biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
sumolacija, Humani Papilomavirus (HPV), rak materničnega vratu, proteini HPV
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
21192 |
dr. Helena Šterlinko Grm |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2007 - 2009 |
33 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
1540 |
Univerza v Novi Gorici |
Nova Gorica |
5920884000 |
14.072 |
Povzetek
Humani Papilomavirusi (Human Papillomavirus, HPV) so pomembni človeški patogeni, ki okužijo kožni ali mukozni epitelij ter sprva povzročijo klinične bradavice ali pa latentno infekcijo brez vidnih manifestacij. Nadalje, okužba z nekaterimi HPV tipi, kot sta 16 ali 18, predstavlja glavni rizični dejavnik za razvoj raka materničnega vratu, ki predstavlja kar 25% vseh rakavih obolenj pri ženskah, in je celo najpogostejši rak v deželah nerazvitega sveta. Visokorizične genotipe HPV, kot so HPV-16, -18, -31 in -45, najdemo pri 99,7% vseh rakov materničnega vratu, zato bi preprečitev ali odstranitev okužb z virusom HPV veliko pripomogla ne le k ozdravitvi mnogih benignih lezij, temveč tudi zmanjšala nastanek raka materničnega vratu ter nekaterih kožnih rakov, ki jih v zadnjem času povezujejo z HPV okužbo. Na žalost, do danes specifičnih zdravil za odstranjevanje okužb z HPV še ni, zato trenutna terapija temelji primarno na fizičnem uničenju okuženega tkiva. Racionalen razvoj uspešnega anti-HPV zdravila mora temeljiti na razumevanju osnovne biologije teh virusov v celicah gostitelja. Zato bo predlagani projekt proučeval SUMO spremembe ter njihovo vlogo pri kontroli funkcij proteinov Humanega papilomavirusa. SUMOlacija je pred kratkim odkrita nova celična posttranslacijska sprememba. Gre za encimatski proces, ki je biokemijsko analogen, a funkcionalno različen od dobro znane ubiquitinacije. Kot pri ubiquitinaciji, pri sumolaciji pride do vezave majhne molekule, imenovane SUMO, na ciljne proteine. Ta vezava SUMO molekule navadno ne vodi v razgradnjo proteina, temveč povzroči spremembo funkcije le-tega ali pa spremembo v njegovi intracelični lokalizaciji. Čeprav predstavlja večina identificiranih SUMO substratov celične proteine, Herpesvirus, Adenovirus in Papilomavirus kodirajo proteine, ki so lahko avtentični substrat za to modifikacijo. Videti je, da je vpliv sumolacije na virusne proteine specifičen za različne substrate, vendar ima funkcionalne posledice, zelo verjetno pomembne za sam virusni življenjski ciklus. Poleg tega, obstajajo direktni in indirektni dokazi, da lahko virusi spremenijo sumolacijski status proteinov gostujoče celice, kar je lahko pomembno za preprečevanje celične obrambe ali za promoviranje celičnega stanja, ki je ugodno za virusno razmnoževanje. Zato bi natančno razumevanje sumolacijskega sistema in njegova vloga pri okužbi s Humanim papilomavirusom, kar je cilj te študije, nudilo veliko informacij o osnovnih poteh, ki regulirajo HPV življenjski cikel in s tem lahko nudilo nove načine zdravljenja in preprečevanja virusne okužbe ter z njo povezan razvoj rakavih obolenj.
Pomen za razvoj znanosti
Celični procesi so regulirani na različnih nivojih, in eden od teh so posttranslacijske spremembe. Sumolacija je nedavno odkrita posttranslacijska sprememba, zato so poznavanja o samem mehanizmu reakcije kot tudi posledice za ciljne proteine še vedno neznanka. Virusi, kot idealni »celični paraziti«, ki deregulirajo različne celične procese za svojo korist, predstavljajo zelo uporabno orodje za študij osnovnih celičnih poti. HPV virusi povzročajo različna patološka stanja; od benignih bradavic, do raka materničnega vratu. Predvidevali smo, da bomo z našo raziskavo prišli do informacij, ki bodo uporabne na treh področjih:
1.Z raziskovanjem sumolacijskega stanja virusnih proteinov bomo izvedeli nekaj več o življenskem ciklu HPV.
Naši razultati kažejo, da je HPV L2 prvi primer virusnega proteina, ki specifično poveča izražanje proteinov SUMO-2/3 in tako vpliva na sumolacijski status celice gostitelja. Povečano izražanje proteinov SUMO-2/3 so opazili med normalnim procesom diferenciacije keratinocit, ki so naravno okolje za razvoj HPV. Model predpostavlja, da povečana SUMO-2/3 sumolacija pri okuženih keratinocitah stabilizira HPV E2 replikacijski protein, ki je pomemben za produktivno pomnoževanje virusnega genoma. Problem pa je, da je v neokuženih keratinocitah povečana ekspresija SUMO-2/3 proteinov prehodne narave. Naši rezultati ta problem odpravljajo in model dopolnjujejo: v začetni fazi diferencijacije se poveča izražanje proteinov SUMO-2/3, L2 postane sumoliran in se stabilizira ter posledično drži visoko ekspresijo proteinov SUMO-2/3 v pozni fazi diferenciacije ter tako vpliva na koncentracijo proteina E2.
2.Z boljšim poznavanjem različnih funkcij posameznih virusnih proteinov bomo lahko razkrili ter predlagali nove metode zdravljenja.
Na osnovi rezultatov ne moremo predlagati novih terapij, bodo pa rezultati prispevali pri nadaljnem razvoju le-teh. L2 protein je ključnega pomena za uspešno virusno infekcijo. Pokazano je bilo, da L2 ob okužbi »pelje« virusno DNA v jedro in vse do POD struktur. Naši rezultati, ki kažejo afiniteto proteina L2 le do nekaterih izoform PML ter razlike med visokorizičnimi in nizkorizičnimi HPV L2 proteini v tem procesu, bodo pomembno prispevali k razumevanju virusne infekcije.
Prva generacija profilaktičnih cepiv temelji na generiranju protiteles proti L1. Slabost le-teh je, da so ozko specifična. Zato se razvija druga generacija profilaktičnih cepiv, ki bo temeljila na imunskem odgovoru proti L2 in bo zajemala širok spekter različnih tipov HPV. Pokazali smo, da sumolacijsko mesto leži v epitopu (L2 17-36 aa), ki sproži močan imunski odgovor.
3.Proučevanje sumolacijskega stanja virusnih proteinov bo pripomoglo k boljšemu razumevanju pomena te nedavno odkrite posttranslacijske modifikacije.
Naši rezultati potrjujejo že znano dejstvo, da sumolacija proteine stabilizira. Novih funkcij v tem času nismo odkrili.
Pomen za razvoj Slovenije
Predvidevali smo, da bi naši rezultati lahko Republiki Sloveniji nudili naslednje prednosti:
1.Ob morebitnem odkritju primernejšega načina preprečevanja in zdravljenja bolezenskih stanj povezanih s HPV, bi domače farmacevtske družbe lahko pomembno pridobile.
Na osnovi rezultatov zaenkrat ne moremo predlagati novih terapij, bodo pa prispevali pri nadaljnem razvoju le-teh.
2.Nova odkritja bi lahko močno pripomogla k boljšemu poznavanju ne samo virusnega (HPV) življenjskega ciklusa temveč tudi mehanizmu enega od malo poznanih posttranslacijskih sistemov kar bi Sloveniji nudilo tudi mednarodni ugled.
Prvi v svetu smo pokazali, da virusni proteini lahko specifično povečajo ekspresijo komponent sumolacijskega sistema in s tem v določenem trenutku vplivajo na sumolacijski status gostitelja. S tem smo izboljšali poznavanje življenskega ciklusa HPV ter doprinesli k mednarodnemu ugledu RS na področju raziskav o humanem virusu papiloma.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
