Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Apoptotično delovanje alkilpiridinijevih spojin na celice pljučnega adenokarcinoma

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.03.00  Naravoslovje  Biologija   

Koda Veda Področje
B200  Biomedicinske vede  Citologija, onkologija, kancerologija 

Koda Veda Področje
1.06  Naravoslovne vede  Biologija 
Ključne besede
alkilpiridinijevi polimeri, sintetični analogi, NSCLC adenokarcinom, nikotinski receptorji, antagonisti, celična smrt
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (19)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  15686  dr. Gregor Anderluh  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  970 
2.  21407  dr. Sabina Berne  Biotehnologija  Raziskovalec  2012 - 2014  166 
3.  24290  dr. Matej Butala  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  236 
4.  14575  dr. Maja Čemažar  Onkologija  Raziskovalec  2011 - 2014  1.437 
5.  09892  dr. Metka Filipič  Biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  586 
6.  12449  dr. Robert Frangež  Veterina  Raziskovalec  2011 - 2014  281 
7.  28387  dr. Urška Kamenšek  Onkologija  Raziskovalec  2011 - 2014  190 
8.  19058  dr. Simona Kranjc Brezar  Medicina  Raziskovalec  2011 - 2014  318 
9.  00412  dr. Igor Križaj  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  730 
10.  18802  dr. Adrijana Leonardi  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  157 
11.  06994  dr. Peter Maček  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  523 
12.  33683  Nina Orehar    Tehnični sodelavec  2011 - 2014 
13.  06902  dr. Zdravko Podlesek  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  137 
14.  15328  dr. Kristina Sepčić  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2013  735 
15.  08800  dr. Gregor Serša  Onkologija  Raziskovalec  2011 - 2014  1.518 
16.  06905  dr. Tom Turk  Biokemija in molekularna biologija  Vodja  2011 - 2014  620 
17.  10974  dr. Irena Zajc  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2012  134 
18.  29601  dr. Ana Zovko  Biokemija in molekularna biologija  Mladi raziskovalec  2011  17 
19.  20767  dr. Bojana Žegura  Biologija  Raziskovalec  2012 - 2014  350 
Organizacije (5)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0105  Nacionalni inštitut za biologijo  Ljubljana  5055784  13.392 
2.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.408 
3.  0302  ONKOLOŠKI INŠTITUT LJUBLJANA  Ljubljana  5055733000  15.750 
4.  0406  Univerza v Ljubljani, Veterinarska fakulteta  Ljubljana  1627139  10.862 
5.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.962 
Povzetek
Alkilpiridinijevi polimeri (polyAPS) so naravni produkti, ki smo jih izolirali iz sredozemske morske spužve vrste Reniera sarai. Zanje smo prvotno mislili, da delujejo primarno kot inhibitorji encima acetilholinesteraze (AChE), vendar se je v kasnejših preliminarnih raziskavah sintetičnih analogov kasneje pokazalo, da le-ti v veliko nižjih koncentracijah delujejo kot antagonisti nikotinskih acetilholinskih receptorjev (nAChR). Naravni polyAPS so citotoksični za NSCLC celično linijo (adenokarcinom A549), ne pa tudi za normalne pljučne celice, ki ne izražajo ?7 nAChR, oziroma izražajo nekatere druge podtipe teh receptorjev, ki so na delovanje alkilpiridinijevih spojin neobčutljivi oziroma bistveno manj občutljivi. V predhodnih raziskavah smo ugotovili, da so naravni alkilpiridiniijevi polimeri učinkoviti tudi proti primarnim celicam pljučnega karcinoma in omejujejo  rast trdnih tumorjev v miškah. Njihova slabost je ta, da so razmeroma velike organske molekule, ki v vodnih razstopinah tvorijo še večje skupke poleg tega pa so tudi citolitični, zato ravnanje z njimi ni preprosto. Pred kratkim smo uspeli sintetizirati manjše oligomere, ki imajo podobne strukturne in funkcionalne lastnosti, a imajo tudi definirano molekulsko maso in v uporabljenih koncentracijah ne agregirajo v vodnih raztopinah ter niso litični. Prvi poskusi so pokazali, da je vsaj en sintetični analog (8Br-1) izredno močan antagonist ?7 nAChR, saj jih popolnoma inhibira že v pM koncentracijah. To je precej manj od koncentracij, ki so potrebne za inhibicijo acetilholinesteraze, kar je pomembno, saj bi inhibicija acetilholinesteraze, ki jo omenjene spojine prav tako inhibirajo, lahko imela nasproten učinek od želenega. ?7 podtip je glavni podtip nAChR, ki ga izražajo celice linij NSCLC, SCLC in MPM (rakaste celice pljučnega mezotelioma). Ta tip receptorja je povezan tudi z nikotinsko odvisnostjo, saj se nikotin veže na nAChR v centralnem živčnem sistemu. Nikotin v neživčnih celicah sproži antiapoptotične signalne poti, ki preprečijo celično smrt. Kot agonist nAChR receptorje aktivira in to sproži signale, ki vodijo v aktivacijo celičnih antiapoptotičnih dejavnikov, povečajo preživetje celic in tudi proliferacijo. Čeprav nikotin ni kancerogen, pa prek teh mehanizmov očitno deluje kot tumorski promotor. Z uporabo antagonistov in inhibicijo nikotinskih receptorjev želimo doseči nasproten učinek, torej aktivacijo apoptotskih dejavnikov in tistih signalnih poti, ki vodijo v celično smrt in uničenje rakastih celic. Zaradi selektivne narave alkilpiridinijevih analogov in selektivnega izražanja števila in tipov nikotinskih receptorjev na membranah rakastih in zdravih celic menimo, da bi bile te spojine kot kemoterapevtiki lahko uspešne v boju proti eni od najbolj pogostih oblik pljučnega raka, ki je dokazano povezan s kajenjem. Poleg tega bomo s pomočjo alkilpiridinijevih analogov raziskali tudi signalne poti in vlogo nekaterih proapoptotskih proteinov, zlasti tistih, ki poškodujejo membrano mitohondrija in aktivirajo nekatere kaspaze. Predvidevamo, da bomo na podlagi ugodnih rezultatov in vitro, raziskave v zadnji fazi projekta nadaljevali tudi na živalskih modelih in vivo, ter opravili tudi nekatere farmakološke študije, ki nam bodo dale vpogled v morebitno toksičnost sintetičnih alkilpiridinijevih analogov.
Pomen za razvoj znanosti
Pljučni rak je nasplošno še vedno ena od najhujših oblik raka, katerega smrtnost je zelo velika. Večina oblik pljučnega raka je tesno povezana s kajenjem. Poznavanje različnih tipov celic pljučnega raka, njihovih receptorjev in signalnih poti v teh celicah, ki preprečujejo apoptozo in pospešujejo proliferacijo in angiogenezo je ključnega pomena za razvoj novih zdravil, ki bi bila tudi ustrezno selektivna za posamezne podtipe pljučnega raka. Z rezultati in objavami našega projekta smo prispevali k poznavanju mehanizmov, ki rakaste celice obvarujejo pred programirano celično smrtjo. Pokazali smo na vlogo nAChR in nikotina in hkrati odkrili način kako z naravnimi in sintetičnimi antagonisti nAChR, predvsem alfa 7 podtipa preusmeriti rakave celice v apoptozo, pri tem pa čim manj škoditi zdravim celicam. S poskusi in vivo na imunonekompetentnih miškah pa smo pokazali, da se z direktnim vnosom enega od uporabljenih alkilpiridinijevih analogov v tumorsko tkivo, da učinkovito zavreti ali celo popolnoma eliminirati tumorske vsadke humanega pljučnega adenokarcinoma.
Pomen za razvoj Slovenije
Seveda je težko opredeliti kaj naše raziskave pomenijo za razvoj Slovenije. Pomenijo ravno toliko kot pomenijo za razvoj znanosti. Nedvomno je problematika pljučnega raka, zdravljenja le-tega in nenazadnje razvoj tovrstnih rakastih obolenj v tesni povezavi s kajenjem, pereče tako v Sloveniji kakor drugod po svetu. Domače znanje o mehanizmih, ki so vpleteni v programirano celično smrt, proliferacijo rakastih celic in angiogenezo, je nedvomno pomembno tudi v širšem prostoru. če kot slovenski znanstveniki lahko prispevamo k razjasnitvi teh mehanizmov, to nedvomno prispeva tudi k ugledu Slovenije v svetu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno