Login
 Forum
 
 
Thesis topic proposal
 
Roland Csépányi-Kömi
GTPáz aktiváló fehérjék szerepe a gyulladással járó folyamatok szabályozásában

THESIS TOPIC PROPOSAL

Institute: Semmelweis University, Budapest
theoretical medicine
Doctoral School of Molecular Medicine

Thesis supervisor: Roland Csépányi-Kömi
Location of studies (in Hungarian): Semmelweis Egyetem, Élettani Intézet
Abbreviation of location of studies: SE


Description of the research topic:

A neutrofil granulociták központi szereplői a gyulladásos folyamatoknak. Nagy számban vándorolnak a patogénekkel fertőzött szövetekbe, majd effektor funkcióikkal nagy hatékonysággal eliminálják a kórokozókat. Ugyanakkor az ezen sejtek által termelt enzimek, reaktív oxigén szabadgyökök a saját szervezetet is károsíthatják, súlyos patológiás kórképeket okozva. Egyre több irodalmi adat támasztja alá a neutrofilek érintettségét a különféle autoimmun gyulladásos megbetegedésekben (pl. SLE, rheumatoid arthritis, vasculitis), illetve egyre inkább előtérbe kerülnek a neutrofil effektor funkciók, mint terápiás célpontok (Grayson, Schauer et al. 2016, Thieblemont, Wright et al. 2016).
Munkacsoportunk korábban azonosított és fehérjeként kifejezett egy GTPáz aktiváló fehérjét (GAP), az ARHGAP25-öt, melyről kimutattuk, hogy a Rac kis G-fehérjét szabályozza, valamint főként fehérvérsejtekben fejeződik ki. Eredményeink szerint ezen GAP kulcsszerepet játszik a neutrofil effektor funkciók (fagocitózis, szuperoxid termelés) szabályozásában (Csepanyi-Komi, Sirokmany et al. 2012). Azonosítottuk szerepét a neutrofilek érből való kilépése során (Csepanyi-Komi, Wisniewski et al. 2016), továbbá kimutattuk, hogy foszforilációja, mint szabályozó faktor fontos komponense a neutrofileknek a csontvelőből a keringésbe jutásának (Wang, Ficarro et al. 2016).

Előkísérletekből származó eredmények
Mivel eredményeink szerint az ARHGAP25 fontos szabályozó komponense a neutrofil funkcióknak, így elkezdtük vizsgálni, hogy a fehérje hiánya miként befolyásolja egy gyulladásos, autoimmun betegség lefolyását. Ennek során Arhgap25 hiányos illetve vad típusú kontroll egerekben szérummal történő oltással rheumatoid arthiritist indukáltunk és vizsgáltuk a betegség súlyosságát. Ennek során azt tapasztaltuk, hogy az Arhgap25-hiányos állatok bokavastagsága mintegy felére csökkent a vad típusú, kontroll állatokhoz képest. Ugyancsak felére csökkent a gyulladás mértékét jellemző klinikai pontszám is, valamint megfigyeltük, hogy ARHGAP25 hiányában az arthritis-es állatok végtagja funkcionálisan kevésbé károsodott a kontroll csoporthoz képest.

Célkitűzés
A megkezdett munka folytatásaként azt kívánjuk vizsgálni, hogy mely mechanizmusok vezetnek az ARHGAP25 hiányában tapasztalt csökkent súlyosságú arthritishez. Ennek során vizsgáljuk az ízületbe kilépett sejtek számát, sejtfelszíni receptor-expresszióját, valamint szuperoxid termelését. Vizsgálni kívánjuk a sejtekben mérhető filamentáris aktin mennyiségét, mivel korábbi adataink szerint az ARHGAP25 ezen komponensre is jelentős hatással bír. Vizsgálni szeretnénk az ARHGAP25 foszforiláltsági állapotát és ennek szabályozó hatását, valamit azonosítani szeretnénk molekulapartnereit.
Az ARHGAP25 mellett mintegy 70 olyan GAP ismert, melyek a Rho család kis G-fehérjéit (Rac, Rho, Cdc42) szabályozzák, közülük több is kifejeződik fehérvérsejtekben (p190RhoGAP, BCR, p50RhoGAP, stb, (Csepanyi-Komi, Levay et al. 2012, Ligeti, Welti et al. 2012, Csepanyi-Komi, Safar et al. 2013)). Hosszabb távú terveink között szerepel ezen GAP-ok vizsgálata izolált neutrofilekben, ill. gyulladásos körülmények között, rheumatoid arthritis során.

Módszertan
Kísérleteink során génhiányos, ill. vad típusú egereket használunk, melyeket egy speciális egértörzsből nyert szérummal oltunk. Az oltást követően 10-14 napig vizsgáljuk a kialakult rheumatoid arthirit lefolyását. A sejtfelszíni receptorok expresszióját, a filamentáris aktin mennyiségét, ill. az ízületbe kilépett sejtek számát áramlási citometriával, ill. fluoreszcens mikroszkópos technikákkal mérjük. Az ARHGAP25 foszforilációját gélelektroforézissel, radioaktívan jelzett foszfát beépülésével, ill. specifikus antitestekkel kívánjuk vizsgálni. A lehetséges molekulapartnerek felderítésére kollaboráció keretében elvégzett tömegspektrometriai eljárásokat szeretnénk alkalmazni.

Összegzés, a kutatási eredmények tervezett hasznosulása
Kísérleteinkkel szeretnénk megérteni, hogy az ARHGAP25 és esetleg más hasonló GAP-ok hogyan szabályozzák a neutrofil granulociták működését. Eredményeink hozzájárulhatnak annak megértéséhez, hogy a neutrofilek miként érintettek a gyulladással járó autoimmun betegségekben. Ezen ismeretek kiemelt jelentőségét az adja, hogy így nem csak új terápiás célpontokhoz jutunk, de esetlegesen lehetőséget nyújt olyan célzott terápiára, melynek során csak bizonyos neutrofil funkciókat gátolunk, miközben szervezetünk kórokozókkal szembeni hatékony védekezőképessége megmarad. Ezen új ismeretek fontosságát jól szemlélteti, hogy eddigi eredményeinket a tudományterület vezető lapjaiban (Blood, J. Immunol.) publikáltuk, ill. legutóbbi közleményünk - melyet a Journal of Immunology beválogatta a legkiemeltebb közleményei közé – jelentős nemzetközi és hazai érdeklődést váltott ki.

Irodalomjegyzék:
Csepanyi-Komi, R., M. Levay and E. Ligeti (2012). "Rho/RacGAPs: embarras de richesse?" Small GTPases 3(3): 178-182.
Csepanyi-Komi, R., D. Safar, V. Grosz, Z. L. Tarjan and E. Ligeti (2013). "In silico tissue-distribution of human Rho family GTPase activating proteins." Small GTPases 4(2): 90-101.
Csepanyi-Komi, R., G. Sirokmany, M. Geiszt and E. Ligeti (2012). "ARHGAP25, a novel Rac GTPase-activating protein, regulates phagocytosis in human neutrophilic granulocytes." Blood 119(2): 573-582.
Csepanyi-Komi, R., E. Wisniewski, B. Bartos, P. Levai, T. Nemeth, B. Balazs, A. R. Kurz, S. Bierschenk, M. Sperandio and E. Ligeti (2016). "Rac GTPase Activating Protein ARHGAP25 Regulates Leukocyte Transendothelial Migration in Mice." J Immunol 197(7): 2807-2815.
Grayson, P. C., C. Schauer, M. Herrmann and M. J. Kaplan (2016). "Review: Neutrophils as Invigorated Targets in Rheumatic Diseases." Arthritis Rheumatol 68(9): 2071-2082.
Ligeti, E., S. Welti and K. Scheffzek (2012). "Inhibition and termination of physiological responses by GTPase activating proteins." Physiol Rev 92(1): 237-272.
Thieblemont, N., H. L. Wright, S. W. Edwards and V. Witko-Sarsat (2016). "Human neutrophils in auto-immunity." Semin Immunol 28(2): 159-173.
Wang, L. D., S. B. Ficarro, J. N. Hutchinson, R. Csepanyi-Komi, P. T. Nguyen, E. Wisniewski, J. Sullivan, O. Hofmann, E. Ligeti, J. A. Marto and A. J. Wagers (2016). "Phosphoproteomic profiling of mouse primary HSPCs reveals new regulators of HSPC mobilization." Blood 128(11): 1465-1474.


Deadline for application: 2020-10-17


2020. X. 20.
ODT online ülés
Az ODT következő, online ülésére 2020. november 6-án 10.00 órakor kerül sor.

 
All rights reserved © 2007, Hungarian Doctoral Council. Doctoral Council registration number at commissioner for data protection: 02003/0001. Program version: 2.2358 ( 2017. X. 31. )