Thesis supervisor: Lilla Katalin Lénárt
Location of studies (in Hungarian): SE Abbreviation of location of studies: SE
Description of the research topic:
Bevezetés
1905-ben Eduard Zirm végezte el az első sikeres szaruhártya átültetést, ami mára az egyik leggyakrabban alkalmazott szövettranszplantációs eljárássá vált [1]. Évente több mint 150.000 műtétet hajtanak végre világszerte [2]. Ennek ellenére az igény és a kínálat között hatalmas egyensúlyi hiány van, amit 70:1 arányra becsülnek [3], melyet tovább ront a szaruhártya graft túlélési sikertelensége [4].
Kutatócsoportunk a közelmúltban igazolta a Sigma-1 receptor (S1R) protektív szerepét a vese iszkémia-reperfúziós károsodásban, mely az egyik legfontosabb alloantigén-független faktorként nagymértékben befolyásolja a transzplantáció hosszútávú kimenetelét. Kimutattuk, hogy a receptor aktivációja javítja a vese vérellátását, csökkenti a gyulladásos és apoptotikus folyamatokat [5]. Vesetranszplantációs kísérleteink során - melyből szabadalom is készült - kimutattuk, hogy S1R agonistákkal javítható a graft funkcionális és strukturális károsodása, ezáltal a szerv jobb állapotban kerül beültetésre. Tekintettel arra, hogy a S1R a szaruhártyában is megtalálható [6], feltételezzük, hogy a receptor modulációja új támadási célpontot jelenthet a szaruhártya graft túlélési sikerének növeléséhez.
Célkitűzések
A szaruhártya transzplantáció in vitro és in vivo modelljében kísérletekkel vizsgáljuk a S1R szerepét és meghatározzuk a protektív hatása mögött húzódó jelátviteli útvonalakat. További célunk egy olyan prezervációs oldat kifejlesztése, mely javítja a graft funkcióját és megnöveli a beültetendő szerv túlélését.
Előkísérletek
Wistar patkányokból eltávolított szaruhártyát 4 napig a klinikai gyakorlatban is használt EusolC prezervációs oldatban, valamint EusolC + S1R agonista fluvoxamin tartalmú folyadékban tartottuk. Mivel a szaruhártya túlélését leginkább az endothél réteg állapota határozza meg, ezért vizsgálataink az endothél tanulmányozására irányultak.
Előzetes eredményeink azt mutatják, hogy a fluvoxamint tartalmazó folyadékban tartott szövetben az endothél réteg jobban megtartotta az integritását, valamint lényegesen kevesebb sejt pusztult el a kivételt követő 4. napon (1. ábra).
Alkalmazott módszerek
1. In vitro kísérletek
• Humán endothél sejtvonal és primer sejtek tenyésztése és kezelése különböző S1R agonistával (fluvoxamin, SA 4503, VCC) – sejtes rendszer optimalizálása és különböző jelátviteli (gyulladásos, apoptotikus) útvonalak vizsgálata
• Módszerek: Viabilitás assay, gyulladásos (IL1a, IL1b, IL6, TNFa) és apoptotikus (Bax, Bcl2, kaszpáz 3) markerek meghatározása Western blottal és qPCR-rel, immunfluorescens festés (S1R, ZO1, Na+/K+-ATPáz)
2. In vivo állatkísérletek
• Wistar patkányból, vad és s1R -/- KO egérből szaruhártya eltávolítása és S1R agonistát tartalmazó prezervációs oldatban való tárolása: S1R agonisták dózis beállítása és többféle tárolási időpont vizsgálata. Szaruhártya állapotának vizsgálata viabilitás assayvel, gyulladás és apoptozis megállapítása Western blottal, qPCR-rel
• Szingenikus szaruhártya transzplantáció kifejlesztése többféle állatmodellen (patkány, vad és KO egér). A beültetett graft funkcióját szaruhártya átláthatóságát, neovaszkularizáltságát és az ödéma mértékét pontozásos rendszerrel értékeljük
3. Klinikai vizsgálatok
• SE-Szemészeti Klinikával kooperációban humán szaruhártya tárolása S1R agonistát tartalmazó prezervációs folyadékban, majd állapotának felmérése
Várható szakmai-elméleti haszon
A vakság második leggyakoribb oka a szaruhártya betegségekre vezethető vissza. Becslések szerint több mint 4,9 millió kétoldalú szaruhártya vakságban szenvedő ember van világszerte, akinek a látása helyreállítható szaruhártya-átültetés révén [2]. Azonban a szaruhártya graft hosszú távú sikerességét szignifikánsan csökkentik a szembetegségek, köztük a szaruhártya neovaszkularizációja, a glaukóma és egyes retina betegségek [4]. Az egyéni kockázaton túl nem elhanyagolható e betegcsoport egészséggazdasági terhe sem, a kutatások ezért nem kizárólag tudományos értékűek, de egészségügyi, társadalmi és gazdasági jelentőségük is kiemelkedő.
Azt reméljük, hogy eredményeink elősegíthetik S1R agonista kezelés graft funkció megőrzésének hátterében húzódó jelátviteli útvonalak megismerését. Vizsgálataink hozzájárulhatnak egy újfajta prezervációs oldat kifejlesztéséhez, mely javítja a beültetendő szerv állapotát, ezáltal növeli a graft túlélését a szaruhártya transzplantáció során.
Irodalomjegyzék
1. Streilein JW, Yamada J, Dana MR, Ksander BR. Anterior chamber-associated immune deviation, ocular immune privilege, and orthotopic corneal allografts. Transplant Proc. 1999;31:1472–1475
2. Oliva MS, Schottman T, Gulati M. Turning the tide of corneal blindness. Indian J Ophthalmol. 2012 Sep-Oct;60(5):423-7. doi: 10.4103/0301-4738.100540. PubMed PMID: 22944753; PubMed Central PMCID: PMC3491269.
3. Gain P, Jullienne R, He Z, et al. Global Survey of Corneal Transplantation and Eye Banking. JAMA Ophthalmol. 2016;134(2):167–173. doi:10.1001/jamaophthalmol.2015.4776
4. Di Zazzo A, Kheirkhah A, Abud TB, Goyal S, Dana R. Management of high-risk corneal transplantation. Surv Ophthalmol. 2017;62(6):816–827. doi:10.1016/j.survophthal.2016.12.010
5. Hosszu A, Antal Z, Lenart L, et al. s1-Receptor agonism protects against renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol 2017;28:152e65.
6. Ola MS, Moore P, El-Sherbeny A, et al. Expression pattern of sigma receptor 1 mRNA and protein in mammalian retina. Brain Res Mol Brain Res. 2001;95(1-2):86–95. doi:10.1016/s0169-328x(01)00249-2
Login
