Login
 Forum
 
 
Thesis topic proposal
 
Cell- and molecular biological investigation of small molecule drugs and their peptide conjugates designed for targeted tumor therapy

THESIS TOPIC PROPOSAL

Institute: Semmelweis University, Budapest
pharmaceutics
Doctoral School of Pharmaceutical Sciences

Thesis supervisor: Eszter Lajkó
Location of studies (in Hungarian): Semmelweis Egyetem
Abbreviation of location of studies: SE


Description of the research topic:

A hagyományos gyógyszeres terápia hatékonyságát alapvetően befolyásolja a szelektivitás hiányából adódó, esetenként súlyos mellékhatások megjelenése, a gyógyszer rezisztencia kialakulása, valamint a hatóanyag stabilitása és farmakokinetikai sajátságai. A hatóanyagok célsejt-szelektivitásának növelése egy értékes terápiás megoldás, különösen olyan gyógyszerek esetén, mint a tumorok kezelésében alkalmazott alacsony terápiás indexű hatóanyagok, amelyek felhasználásának legfőbb korlátja az egészséges szövetek károsodásából adódó súlyos mellékhatások kialakulása.
Különböző stratégiák terjedtek el a célzott tumorterápia megvalósítására. Ezek közé tartoznak a kis molekulasúlyú hatóanyagok (kismolekulák), amelyek a daganat kialakulása, növekedése, vagy szóródása szempontjából meghatározó, hibás – rendszerint túltermelődő, vagy fokozottan aktív – szabályozó/jelátviteli elem befolyásolásán keresztül fejtik ki tumorellenes hatásukat. A hatóanyag-szállító rendszerek esetén, azonban a tumorellenes hatású gyógyszermolekula valamilyen irányító hatású hordozóhoz kapcsoltan helyezkedik el. Az irányító hatású hordozó, köszönhetően annak, hogy specifikus kötőhellyel rendelkezik a tumorsejtekben, biztosítja a hozzá, általában kovalensen kapcsolt hatóanyag tumorszelektivitását.
Egyre több célzott gyógyszer áll már rendelkezésre a tumorterápiában, de még mindig számottevő azon daganat típusoknak (pl. pancreas carcinoma) a száma, melyek terápiás lehetőségei limitáltak. Továbbá az egészséges sejtek károsodásából adódó mellékhatásokat sem sikerült minden esetben kiküszöbölni, vagy legalábbis minimalizálni ezekkel a célzott tumor terapeutikumokkal. A mellékhatások megjelelésének különböző okai lehetnek. Például, stabilitási probléma állhat a zoptarelin doxorubicin (gonadotropin releasing hormone (GnRH) származék és a doxorubicin észterkötéssel kapcsolt hibridje) alkalmazása során fellépő kardiotoxicitás hátterében, ami végül a készítmény visszavonását is eredményezte. Feltételezhetően a nem megfelelő szelektivitás lehet az oka például a bortezomib, mint proteaszóma-gátló kismolekula, esetén gyakran tapasztalt perifériás idegeket érintő károsodásnak, a bortezomib indukálta perifériás neuropátiának.
A célzott tumorterápia hatékonyságának ellenére, a daganat szóródásának veszélye, vagy a kialakult áttétek kezelése még sokszor megoldatlan probléma. Amellett, hogy gátoljuk a tumorsejtek proliferációját, megváltozott adhéziójuk és migrációjuk specifikus gyógyszeres befolyásolása is ígéretes lehet a tumorprogresszió lassítása, és egyben az áttétképzés megelőzése céljából. A metasztázisképzés szempontjából, a tumorsejtek az érfal endotheliumán keresztül történő transzmigrációja szintén meghatározó folyamat. Jellemző, hogy a tumorokat infiltráló erek endothel rétege kevéssé intakt, így az endothelium integritásának helyreállítása szintén egy értékes terápiás célpont lehet az tumoráttétek megelőzésére.
A célzott tumorterápia eredményességét befolyásolhatja a hormonális imprinting jelensége is. Miszerint, egyes bioaktív anyagok, elsősorban hormonok, a sejttel történő első találkozás alkalmával maradandó, mind membrán, mind intracelluláris szinten megnyilvánuló változást hoznak létre. Ennek értelmében az érintett sejtek és az utódsejtjeik alapvető funkciói életre szólóan megváltoznak, valamint a molekula ismételt megjelenésekor általában, egy intenzívebb válaszreakciójuk figyelhető meg. Ebből adódóan, egyes hormonreceptoron keresztül ható kismolekulák (pl. tamoxifén és származékai) vagy hatóanyag-szállító rendszerek (neurotenzin, vagy GnRH alapú konjugátumok) képesek lehetnek hormonális imprinting kiváltására és ezáltal a tumorsejtek válaszkészségének (pl. proliferáció, kemotaxis) módosítására, vagy akár érzékenyítésére is más gyógyszermolekulák iránt.

Kutatásunk során különböző, elsősorban az apoptózis indukcióján keresztül ható kismolekulák és célbajuttatásukra alkalmas konjugátumok vizsgálatával célunk a célzott tumorterápia hatékonyságának és szelektivitásának javítása, a tumorsejtekbe juttatott hatóanyag mennyiségének növelése, a kombinált – több célponton ható – kezelés kivitelezése olyan, nagymortalitású tumorok típusok esetén is, ahol nem rendelkezünk még kellően hatékony és szelektív kemoterápiás stratégiával.
Kutatásunk fő célkitűzései a következőek:
1. Tumorellenes kismolekulák és peptid alapú konjugátumok citotoxikus/antiproliferatív hatásának vizsgálata és a hatásmechanizmusuk felderítése. A vizsgált kismolekulák és konjugátumok tumorspecifitásának és szelektivitásának meghatározása.
2. A toxicitási vizsgálatok során kiválasztott molekulák tumorsejt adhézióra és migrációra kifejtett hatásának tanulmányozása.
3. Az endothelium barrier funkciójának, integritásának jellemzése és a tumorellenes kismolekulákkal és konjugátumokkal történő kezelés hatására bekövetkező esetleges változások nyomonkövetése. A tumorsejt – endothelsejt kapcsolat vizsgálata és gyógyszeres befolyásolásának elemzése.
4. Kombinált kezelések és előkezelések vizsgálata a mellékhatások csökkentése és a tumorellenes hatás javítása céljából.

A vizsgálandó kismolekulás hatóanyagok és peptid alapú konjugátumok tervezése és szintézise az ELTE Szervetlen Kémiai Tanszékkel és MTA-ELTE Peptidkémiai Munkacsoporttal együttműködésben történik.
A Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet (SE-GSI), Kemotaxis Munkacsoport laboratóriuma és ennek keretein belül működő SKI/MERIL minősített Impedimetriai Műszerközpont, valamint a SE-GSI Áramlás citometriai laboratórium műszerparkja biztosítja a megfelelő technikai hátteret a kutatás sikeres elvégzéséhez.
A proliferáció és sejtadhézió mérésére az impedancia elvén működő xCELLigence SP (ACEA Biosciences), valamint az impedancia, az ellenállás és a kapacitás 12 különböző frekvencián történő monitorozására alkalmas ECIS (Electrical Cell-substrate Impedance Sensing, Applied BioPhysics) készülékek szolgálnak.
A sejtek migrációjának és kemotaktikus aktivitásának elemzését az ECIS speciális wound- healing tesztje, valamint az xCELLigence DP (dual plate) modul teszi teljessé.
A holográfia elvén működő HoloMonitorTM M4 (Phase Holographic Imaging AB, Lund, Sweden) mikroszkóp alkalmas a morfológiai változások és sejtmigráció real-time detektálása. A kapott hatások alaposabb molekuláris biológiai elemzésére különböző áramlási citométerek: FACSCalibur (Becton-Dickinson) CytoFLEX (Beckman Coulter) válik megvalósíthatóvá.
A Zeiss Celldiscoverer 7 platform (Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany) egy automatizált élő sejtkultúrás mikroszkóp, ami az ún. high-content imaging alkalmazásával nagy hatásfokú sejtélettani elemzések elvégzését teszi lehetővé.


Deadline for application: 2021-02-20

 
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. )