Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Inhibitorji cisteinskih karboksipeptidaz kot regulatorji avtoimunskih in nevrodegenerativnih procesov

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.06.01  Biotehnika  Biotehnologija  Tehnologija rekombinantne DNA 

Koda Veda Področje
T490  Tehnološke vede  Biotehnologija 

Koda Veda Področje
1.07  Naravoslovne vede  Druge naravoslovne vede 
Ključne besede
katepsin X, gama-enolaza, LFA-1, integrin, proteazni inhibitor, luskavica, nevrodegenerativne bolezni
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (29)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  24257  dr. Aleš Berlec  Farmacija  Raziskovalec  2011  222 
2.  15099  dr. Darko Černe  Farmacija  Raziskovalec  2012  261 
3.  15284  dr. Stanislav Gobec  Farmacija  Raziskovalec  2011  842 
4.  20376  Branka Grabovac    Tehnični sodelavec  2011 - 2014 
5.  12688  dr. Kristina Gruden  Biotehnologija  Raziskovalec  2012 - 2014  990 
6.  01302  dr. Matjaž Jeras  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  364 
7.  26497  dr. Zala Jevnikar  Farmacija  Raziskovalec  2011  95 
8.  24402  dr. Petra Kocbek  Farmacija  Raziskovalec  2011  297 
9.  04648  dr. Janko Kos  Biotehnika  Vodja  2011 - 2014  1.162 
10.  29604  dr. Bojana Kranjc Mirković  Farmacija  Raziskovalec  2011 - 2012  67 
11.  30881  dr. Špela Magister  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2012  24 
12.  23487  dr. Sara Mankoč Ramuš  Srce in ožilje  Raziskovalec  2011 - 2014  73 
13.  19170  dr. Urša Pečar Fonović  Farmacija  Raziskovalec  2011 - 2014  145 
14.  29966  Dejan Pelko    Tehnični sodelavec  2011 - 2014 
15.  36596  dr. Milica Perišić Nanut  Biotehnika  Raziskovalec  2013 - 2014  144 
16.  32035  dr. Anja Pišlar  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  167 
17.  26507  dr. Jure Pohleven  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2013  75 
18.  22657  dr. Irena Prodan Žitnik  Metabolne in hormonske motnje  Raziskovalec  2012  48 
19.  15813  dr. Boris Rogelj  Nevrobiologija  Raziskovalec  2011 - 2014  412 
20.  31397  Matija Rojnik  Farmacija  Raziskovalec  2011  43 
21.  23576  dr. Jerica Sabotič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  321 
22.  19786  Majda Sirnik    Tehnični sodelavec  2012 
23.  36900  Jasna Šlenc  Farmacija  Raziskovalec  2014 
24.  07849  dr. Borut Štrukelj  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  1.127 
25.  26198  dr. Urban Švajger  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2011 - 2014  204 
26.  21619  dr. Olga Vasiljeva  Onkologija  Raziskovalec  2011 - 2014  183 
27.  28905  dr. Nace Zidar  Farmacija  Raziskovalec  2012  220 
28.  08289  dr. Marko Živin  Nevrobiologija  Raziskovalec  2011 - 2014  236 
29.  17285  Darja Žunič Kotar    Tehnični sodelavec  2011 - 2014 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.035 
2.  0311  Zavod Republike Slovenije za transfuzijsko medicino  Ljubljana  5053960  1.737 
3.  0381  Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta  Ljubljana  1627066  48.448 
4.  0787  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za farmacijo  Ljubljana  1626973  17.269 
Povzetek
Predlagamo, da inhibitorji cisteinske karboksipeptidaze katepsina X zavirajo avtoimune in nevrodegenerativne procese zaradi specifične vloge, ki jo ima ta karboksipeptidaza pri regulaciji integrinskega receptorja LFA-1 in g-enolaze. Katepsin X je lizosomska cisteinska proteaza, ki se nahaja predvsem v imunskih in nevronskih celicah.  Naša raziskovalna skupina je pred kratkim ugotovila da katepsin X  regulira aktivnost limfocitnega funkcijsko pridruženega antigena 1 (LFA-1), poglavitnega beta-2 integrinskega receptorja v limfocitih T, ki je odgovoren za T celično signalizacijo, spremembe citoskeleta, migracijo, izraščanje celičnih podaljškov, kot so uropodi in nanocevke in tvorbo imunološke sinapse. Prekomerna aktivnost LFA-1 vodi do nastanka avtoimunih bolezni, kot je na primer  luskavica. Ker je uspešnost zdravljenja teh bolezni z obstoječimi zdravili zelo omejena, predstavlja LFA-1 pomembno in obetavno terapevtsko tarčo za razvoj novih zdravil. Do sedaj je bilo razvitih kar nekaj zdravil, ki omejujejo delovanje LFA-1, vendar se niso izkazala kot primerna za zdravljenje avtoimunih bolezni, saj ne zagotavljajo zadostne selektivnosti napram tistim funkcijam LFA-1, ki so povezane s patološkimi procesi. Splošna inhibicija LFA-1 aktivnosti lahko povzroči resne stranske učinke, ki se pri bolnikih odražajo kot hude infekcije, ki povzročijo njihovo smrt, kar je bilo ugotovljeno pri zdravilu efalizumab (Raptiva, Genentech), prvemu res učinkovitemu zdravilu za luskavico, ki pa je bilo pred kratkim umaknjeno s trga. Naši rezultati kažejo, da katepsin X  omogoča bolj fino regulacijo aktivnosti LFA-1 s stopenjsko razgradnjo citoplazemskega konca beta verige LFA-1, dela molekule, ki določa stopnjo aktivnosti LFA-1. Na ta način spreminja afiniteto LFA-1 do nekaterih njenih ligandov, njegova inhibicija pa ne inaktivira popolnoma LFA-1 aktivnosti, kot je primer pri efalizumabu. To se lahko odrazi v bistveno manjših stranskih učinkih. V nevronskih celicah je tarča delovanja katepsina X g-enolaza, glikolitični encim, ki ima pomembno vlogo pri proliferaciji nevronskih celic in nevritogenezi. Aktivni katepsin X z razgradnjo C konca g-enolaze onemogoči njeno nevrotrofično aktivnost, saj s tem prepreči vezavo na prenašalni protein g1 sintrofin in njen prenos do plazemske membrane, kar je ključna stopnja v delovanju g-enolaze v nevronskih celicah. Dokazali smo, da inhibitorji katepsina X preprečijo razgradnjo g-enolaze in povečajo proliferacijo in nevritogenezo nevronskih celic, kar je lahko zelo pomembno za zdravljenje ali preprečevanje nevrodegenerativnih bolezni. V okviru projekta bomo z različnimi metodami pridobili in izbrali inhibitorje katepsina X, ki zagotavljajo specifičnost delovanja in majhno citotoksičnost. Z uporabo dostavnih sistemov, kot so biorazgradljivi polimerni nanodelci, bomo zagotovili njihovo kontrolirano sproščanje in selektivno delovanje v tarčnih celicah. Razvili bomo in vitro modele proliferajočih keratinocitov in limfocitov T ter nevronskih celic, ki bodo ponazarjali patologijo luskavice in nevrodegeneratinih bolezni, na katerih bomo preučevali delovanje izbranih inhibitorjev in dostavnih sistemov. Najbolj obetavne protikatepsinske spojine in formulacije bomo testirali tudi in vivo na živalskih modelih in ovrednotili njihovo farmakološko delovanje.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave v okviru predlaganega projekta se vključujejo v sodobne znanstvene trende na področju poznavanja delovanja proteoliznih encimov in procesov imunskega odziva. Dosedanje raziskave, ki jih je opravila naša raziskovalna skupina na področju regulacije integrinskih receptorjev v levkocitnih celicah, so odprle novo področje raziskav in v svetu vzbudile veliko zanimanje, saj so bile že dosedaj velikokrat citirane v najuglednejših revijah, kar nekaj raziskovalnih skupin pa nadaljuje z delom na tem področju. Poznavanje mehanizmov regulacije integrinskih receptorjev omogoča poznavanje bistva delovanja imunskih celic in lahko razloži pojave, ki vodijo do nastanka avtoimune bolezni, kot je luskavica. Naše raziskave nam bodo omogočile poznavanje vloge katepsina X v imunskih procesih, to pa je ključno, če želimo to proteazo uporabiti kot tarčo za razvoj novih zdravil. Samo selektivna inhibicija posamezne proteaze, ki je dejansko udeležena v kvarnem patološkem procesu, lahko prinese uspeh pri zdravljenju, uporaba splošnih proteaznih inhibitorjev se je v mnogih primerih izkazala kot neprimerna, saj povzroča vrsto stranskih učinkov. Kot neprimerena se je izkazala tudi uporaba učinkovin, ki popolnoma blokirajo delovanje integrinskih receptorjev v vseh imunskih celicah, nekatera od teh zdravil so morali celo umakniti iz klinične rabe.. Kot izvirni prispevek k znanosti tako označujemo tudi pojasnitev delovanja katepsina X in njegove tarče ?-enolaze ter posledično njuni vlogi v procesih nevrodegeneracije kot tudi pojasnitev pomena inhibicije katepsina X in s tem potenciranega delovanja ?-enolaze. Poznavanje mehanizmov propada nevronskih celic in pa molekulskih tarč, katerih regulacija lahko te procese ustavi ali omili, lahko vodi do novih učinkovitih zdravil, ki so na področju nevrodegenerativnih bolezni še kako zaželjena. Uporaba polimernih dostavnih sistemov pa lahko delovanje novih zdravil še bolj omeji le na celice, ki so dejansko udeležene v patoloških procesih. Projektna skupina bo pri svojem raziskovalnem delu uporabljala najsodobnejše znanstvene tehnike in metodologije, ki jih je že vpeljala v raziskovalno prakso, njena povezanost z vrhunskimi raziskovalci v Sloveniji in mednarodnem prostoru pa zagotavlja pretok znanja in uspešno izvedbo projekta.
Pomen za razvoj Slovenije
V času sodobnega načina življenja je skrb za zdravje in preventiva bistvenega pomena, ki omogoča tudi visok socio-ekonomski razvoj posameznika, naroda in družbe, zato je vsakršen korak, ki pripomore k povečanju celokupnega statusa zdravja, v razvitem in razvijajočem svetu izjemno pomemben. Še posebej so pomembna novo znanje in nova zdravila pri boleznih, kjer do sedaj učinkovitega zdravljenja še ne poznamo, kot je to primer pri avtoimunih in nevrodegenerativnih boleznih. Zelo pomemben je doprinos predlaganega projekta za vse stopnje univerzitetnega izobraževanja, saj je omogočil študentom pridobiti nova znanja, v izvedbo projekta so bila vključena diplomska in doktorska dela na področju farmacevtske biokemije in biotehnologije. To je omogočila velika vpetost članov projektne skupine v pedagoške procese na Univerzi v Ljubljani in na Podiplomski šoli Jožefa Stefana, in kot gostujočih profesorjev na tujih univerzah. Novo vrhunsko znanje je povečalo sodelovanje s tujimi raziskovalnimi skupinami, povečalo na ta način njegovo izmenjavo in pa možnosti za pridobitev novih evropskih in drugih sredstev za izvajanje naših raziskav.
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