Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vloga inhibitorjev cisteinskih proteaz v citotoksičnem delovanju naravnih celic ubijalk na tumorske celice

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.06.00  Biotehnika  Biotehnologija   

Koda Veda Področje
B000  Biomedicinske vede   

Koda Veda Področje
3.04  Medicinske in zdravstvene vede  Medicinska biotehnologija 
Ključne besede
proteoliza,rak,NK celice, cistatin F, katepsini, grancim, celična terapija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (16)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  15284  dr. Stanislav Gobec  Farmacija  Raziskovalec  2014 - 2017  839 
2.  20376  Branka Grabovac    Tehnični sodelavec  2014 - 2016 
3.  25653  dr. Špela Konjar  Kemija  Raziskovalec  2016  59 
4.  04648  dr. Janko Kos  Biotehnika  Vodja  2014 - 2017  1.159 
5.  34223  dr. Tijana Markovič  Farmacija  Raziskovalec  2014  58 
6.  36440  dr. Ana Mitrović  Farmacija  Mladi raziskovalec  2014 - 2016  112 
7.  19170  dr. Urša Pečar Fonović  Farmacija  Raziskovalec  2014 - 2017  145 
8.  36596  dr. Milica Perišić Nanut  Biotehnika  Raziskovalec  2014 - 2017  143 
9.  32035  dr. Anja Pišlar  Biotehnologija  Raziskovalec  2015 - 2017  167 
10.  23576  dr. Jerica Sabotič  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2014 - 2017  319 
11.  30816  dr. Izidor Sosič  Farmacija  Raziskovalec  2014 - 2015  251 
12.  15600  mag. Maja Šimaga    Tehnični sodelavec  2016 - 2017 
13.  36900  Jasna Šlenc  Farmacija  Raziskovalec  2014 - 2015 
14.  34507  dr. Tjaša Zlobec  Biotehnologija  Raziskovalec  2014 - 2015  26 
15.  17285  Darja Žunič Kotar    Tehnični sodelavec  2014 - 2016 
16.  34459  dr. Simon Žurga  Farmacija  Raziskovalec  2014 - 2015  25 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  90.987 
2.  0787  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za farmacijo  Ljubljana  1626973  17.216 
Povzetek
Naravne celice ubijalke (NK) so veliki granulocitni limfociti, ki izražajo naravno imunost proti mnogim tumorskim in z virusi inficiranim celicam. NK celice izgubijo citotoksično delovanje po interakciji s tarčnimi celicami. Izguba citotoksičnosti NK celic, ne pa sposobnosti proliferacije in izločanja citokinov se imenuje “deljena anergija”. Za to so odgovorni različni dejavniki, vendar celoten mehanizem, kako tumorske celice zmanjšajo učinkovitost NK celic, še ni poznan. Cisteinska proteaza katepsin C je bila opredeljena kot glavni regulator citotoksičnosti NK celic, saj lahko aktivira granulne serinske proteaze grancima A in B iz njunih prekurzorskih oblik. Granule sproščajo v sinapso med citotoksično in tarčno celico poleg omenjenih  grancimov še perforin, ki povzroči tvorbo por na tarčnih celicah. Katepsin C generira večino aktivnosti grancimov, kot alternativna pro-grancimska konvertaza pa se je pokazal katepsin H. Aktivnost cisteinskih katepsinov kontrolirajo endogeni inhibitorji cistatini. Cistatini so tipični rezervni inhibitorji, ki inaktivirajo proteaze, ki so naključno izšle iz endosomov ali lizosomov ter celic, ne regulirajo pa proteaz v lizosomih in endosomih. Cistatin F je izjema, saj lahko regulira delovanje cisteinskih proteaz v the veziklih. Cistatin F se sintetizira v celicah kot dimer, povezan z disulfidno vezjo, za njegovo monomerizacijo pa so potrebni močni redukcijski pogoji. Monomerizacija se močno poveča po cepitvi N-terminalnega konca molekule. Pri tem se zelo spremenijo tudi njegove inhibitorne lastnosti, saj po odcepitvi N-terminalnega peptida cistatin F postane močan inhibitor katepsinov C in H, glavnih konvertaz prograncimov v NK celicah. V preliminarni študiji smo pokazali, da je aktivnost katepsina C v NK celicah povezana z izražanjem cistatina F in njegovim prenosom v endosome in lizosome. Naša hipoteza je, da spremenjen inhibitorni profil cistatina F kot rezultat cepitve N-terminalnega konca v endosomih/lizosomih, zmanjša funkcijo katepsinov C in H kot progranzimskih konvertaz in posledično z grancimom pogojeno citotoksičnost. Regulacija funkcije cistatina F v NK celicah je del mehanizma s tumorskimi celicami povzročene delne anergije. Predvidevamo, da se cistatin F lahko prenese kot neaktiven dimer s tumorskih celic in okoliških monocitov in makrofagov na NK celice in po internalizaciji doseže vezikularna katepsina C in H in zmanjša njuno aktivnost. Hipotezo bomo testirali na celičnih modelih z uporabo primarnih NK celic, monocitov, tumorskih celic in tumorsih matičnih celic, pridobljenih iz celičnih bank in od  pacientov, zdravljenih na UCLA. Izražanje encimov, cistatina F, receptorjev in citokinov bomo spremljali v celičnih ekstraktih in jih primerjali s citotoksičnostjo NK celic in izidom bolezni pri bolnikih. Glavni cilj projekta je pokazati da so cisteinski proteazi katepsina C in H in njun inhibitor cistatin F glavni regulatorji deljene anergije NK celic in posledično obetavne terapevtske tarče za izboljšanje celične terapije pri pacientih z rakom. Dodatno želimo pokazati da regulacija transkribcije in translacije cistatina F z genskimi orodji in procesiranja v aktivno obliko z proteaznimi inhibitorji predstavlja možnost za terapevtsko delovanje.
Pomen za razvoj znanosti
Imunosupresija in sposobnost tumorskih celic da se izognejo imunski prepoznavi, sta med glavnimi dejavniki za razvoj in napredovanje raka. Vendar ni popolnoma poznano niti fiziološko ozadje niti natančni mehanizmi procesov imunosupresije. Znano je, da je skupno delovanje dejavnikov naravne in prirojene imunosti potrebno za uničenje tumorskih celic, vendar je aktivacija pridobljene imunosti tista, ki ima pri tem glavno vlogo. Poznavanje molekularnih mehanizmov citotoksičnosti limfocitov T in NK celic in procesov, ki jih sprožijo tumorske celice, da bi zmanjšale citotoksičnost, nam nudi nove možnosti za razvoj bolj učinkovitih protitumorskih terapij. Proteolitični encimi so po mnenju mnogih glavni igralci v teh procesih in regulacija njihove aktivnosti z endogenimi inhibitorji je očitno eden od mehanizmov, ki jih uporabljajo tumorske celice, da se izognejo uničenju. Novo znanje, pridobljeno v okviru tega projekta, bo obogatilo znanstveno področje in odprlo nove smeri raziskav imunosupresije, pospešilo pa bo tudi razvoj novih pristopov, ki bodo onemogočili inaktivacijo citotoksičnosti. Pri raziskovalnem delu je naša projektna skupina uporabljala najsodobnejše metode in tehnike, ki so že bile uvedene v naših laboratorijih. To in pa uspešno sodelovanje z vodilnimi raziskovalci v Sloveniji in svetu je omogočilo vrhunske znanstvene rezultate, hitro diseminacijo znanja in njegovo uspešno implementacijo.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati predlaganega projekta bodo omogočili razvoj novih tehnologij in produktov, ki bodo tržno zanimivi za farmacevtska in biotehnološka podjetja. Služijo lahko tudi kot osnova za ustanovitev novih start-up podjetij. V Sloveniji in Evropski uniji so biotehnologija, biomedicina in farmacija vodilne znanstvene in razvojne usmeritve. Farmacevtska industrija dosega izjemno močan gospodarski razvoj, pri tem pa vpeljava novih proizvodov, bodisi originalnih ali generičnih, predstavlja osnovno gibalo razvoja. Le vrhunsko znanje, ki izhaja iz vrhunskih raziskav na tem področju, ji lahko omogoči razvojno prednost pred ostalimi, to novo znanje pa bo pridobljeno tudi s predlaganim projektom. Poleg novih potencialnih učinkovin, so rezultat predlaganega projekta tudi najsodobnejše raziskovalne tehnike in metodologije, ki so prav tako zanimive za industrijske laboratorije. Poleg tega bo doprinos predlaganega projekta pomemben za vse stopnje univerzitetnega izobraževanja, saj smo omogočil študentom pridobiti nova znanja, v izvedbo projekta so se vključevala tudi diplomska in doktorska dela na področju farmacevtske biokemije, biotehnologije in tumorske biologije. Izvajanje projekta bo tudi ojačalo sodelovanje z drugimi raziskovalnimi skupinami, povečalo izmenjavo znanja in možnosti za pridobivanje evropskih in drugih sredstev za financiranje naše znanosti.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno