Projekti / Programi
Novi inhibitorji receptorja bakterijskega endotoksina MD-2 na osnovi vezave v hidrofobni žep
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
| B510 |
Biomedicinske vede |
Infekcije |
MD-2, LPS, endotoksin, sepsa, ligand, naravna imunost, vnetni odziv
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
17915 |
dr. Helena Gradišar |
Biotehnologija |
Vodja |
2007 - 2008 |
130 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.942 |
Povzetek
Naraven imunski odziv omogoča človeškemu organizmu hitro prepoznavanje in odziv na bakterijske okužbe. Pretiran odziv imunskega sistema na sestavine baktzerij kot je endotoksin (LPS) lahko vodi v sepso, kjer je zdravljenje predvsem simptomatsko in smrtnost ostaja visoka. Aktivacija celic imunskega sistema poteka preko vezave LPS na protein MD-2. MD-2 predstavlja pomembno vendar doslej skoraj neraziskano tarčo za farmakološko inhibicijo LPS-induciranega vnetnega odgovora. Spojine, ki na MD-2 zasedejo vezalno mesto za LPS, delujejo antagonistično ter inhibirajo signalizacijo, predstavljajo izhodne spojine za potencialna zdravila proti sepsi, kot tudi drugim vnetnim boleznim, pri katerih je udeležen TLR4/MD-2 kompleks (rak na želodcu, revmatoidni artritis, Crohnova bolezen, ateroskleroza...).V predlaganem projektu bomo identificirali in ovrednotili ligande MD-2, ki se vežejo na LPS-vezalno mesto. Na podlagi modela tridimenzionalne strukture MD-2, ki smo ga pripravili in eksperimentalno potrdili, smo ugotovili, da se v hidrofobnem žepu MD-2 nahaja prost cisteinski preostanek (Cys133). Predvidevamo, da spojine z afiniteto do vezalnega mesta in SH- reaktivno skupino predstavljajo učinkovite inhibitorje vnetnega odziva preko kompleksa MD-2/TLR4. Kandidate za testiranje vezave na MD-2 in inhibicijo signalizacije smo izbrali na osnovi literaturnih podatkov, spojin z opisanim imunosupresivnim delovanje na stimulacijo z LPS in strukturno analizo za bodisi kovalentne ali reverzibilne inhibitorje. Med posebej zanimivimi spojinami so zlasti fitospojine, kot so kurkumin, katehini, resveratrol, kapsaicin…, za katere je znano, da delujejo protivnetno. Nekatere izmed teh spojin vsebujejo strukturni vzorec, preko katerega se lahko učinkovito vežejo na MD-2. Pri kurkuminu so npr. opazili obratno korelacijo med njegovim uživanjem (pogosta začimba v Indiji) in rakom na želodcu (Azijski paradoks), katerega povzroča Gram-negativna bakterija H.pylori, kar kaže na možen vpliv pri preprečevanju vnetnega odziva na bakterijski endotoksin. Delovanje ligandov na MD-2 oziroma njihovo uporabnost za preprečitev signalizacije z LPS bomo potrdili z meritvami direktne vezave ter na celičnih kulturah.
Pomen za razvoj znanosti
Znanstvena dognanja raziskovalnega projekta so pomembna za boljše razumevanje molekularnega mehanizma procesa vnetnega odgovora pri bakterijski infekciji, kjer sodeluje receptorski kompleks TLR4/MD-2. Raziskali smo malo poznano vlogo ligandov, ki se vežejo na MD-2 in inhibirajo signalno pot preko omenjenega kompleksa. Pokazali smo, da je protein MD-2 s svojim hidrofobnim žepom pogosto tarča za vezavo spojin, ki so v znanstveni literaturi opisane kot imunosupresivne. Z inovativnim pristopom pri selekciji potencialnih kandidatov smo identificirali nove inhibitorje, ki z vezavo v hidrofobni žep MD-2 zavrejo signalizacijo preko LPS-odvisne poti. Rezultate študija novega tipa inhibicije smo objavili v priznanih znastvenih revijah. Spoznanja so medicinskega in biotehnološkega pomena, saj lahko identificirani inhibitorji, ki se kovalentno vežejo na LPS-vezavno mesto proteina MD-2, predstavljajo spojine vodnice za razvoj spojin, ki bi bile uporabne za zdravljenje sepse in kroničnih bolezni, kjer je udeležen receptorski kompleks TLR4/MD-2.
Pomen za razvoj Slovenije
Izrabljanje in bogatenje lastnega znanja je najboljši način trajnega razvoja ter zagotavlja visoko dodano vrednost in večjo konkurenčnost. Projekt je tudi medicinskega pomena, saj lahko vodi k izboljšanju zdravja in k zmanjšanju ekonomske in družbeno-socialne škode zaradi bolezni. Rezultati projekta so zanimivi za farmacentsko industrijo. Raziskava je interdisciplinarna, temelji na odkrivanju osnovnih spoznanj s področja biotehnologije in medicine s potencialno možnostjo uporabe do aplikativnih raziskav z industrijsko uporabnostjo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
