See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8987
ETF8987 "Vähirakkude bioenergeetilise profiili määramine diagnostikas ja ravis. (1.01.2012−31.12.2015)", Tuuli Käämbre, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut.
ETF8987
Vähirakkude bioenergeetilise profiili määramine diagnostikas ja ravis.
Bioenergetic profile determination in cancer diagnosis and treatment.
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudP330 Bioenergeetika 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
3. Terviseuuringud3.1. BiomeditsiinB100 Biomeditsiini ajalugu ja filosoofia, teoreetiline bioloogia, evolutsiooni üldised küsimused 3.1. Biomeditsiin (anatoomia, tsütoloogia, füsioloogia, geneetika, farmaatsia, farmakoloogia, kliiniline keemia, kliiniline mikrobioloogia, patoloogia)50,0
AsutusRollPeriood
Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituutkoordinaator01.01.2012−31.12.2015
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201217 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201317 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201417 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201517 400,00 EUR
69 600,00 EUR

Kuni tänaseni pole rakkude maligniseerumisel asetleidvad energiametabolismi muutuste põhjused selged, ei teata täpselt, miks omavahel hästi koordineeritud rakuenergeetika võrgustik muutub primitiivseks glükolüütiliseks energiametabolismiks. Meie eelnevates uuringutes on selgelt näidatud, kuivõrd otsustavat rolli mängib selles regulatsioonis mitokondriaalne interaktosoom (MI)-superkompleks, mis sisaldab ATP Süntasoomi, mitokondriaalset kreatiinkinaasi, välismembraani pinge-tundlikku anioon kanalit (VDAC) ja tubuliini beta-2. Hiljuti avastati, et MI koostis vähirakkudes on muutunud, moodustades ATP süntasoom–VDAC–heksokinaas 2 superkompleksi; sellise kompleksi olemasolu võimaldab osaliselt mõista Warburgi efekti esinemist nendes rakkudes. Tubuliini beta-2 isovormi puudumine isoleeritud mitokondrites ja HL-1 rakkudes (südame fenotüübiga vähirakud) viib oksüdatiivse fosforüülimise suurenud näilisele afiinsusele eksogeense ADP jaoks. Meie tööhüpoteesiks on, et muutused MI struktuuris võivad toetada kantserogeneesi. Vähirakkudes asendub interaktsioon tubuliin-VDAC interaktsiooniga HK-VDAC, mis viib metaboolse regulatsiooni modifitseerumisele, mille käigus avaldub rakkude glükolüütiline profiil ning käivituvad mitmesugused anaboolsed reaktsioonid. Need uuringud varustavad meid uute tõenditega võimalikust erinevate kasvajate bioenergeetiliste iseärasuste mitmekesisusest. Bioenergeetilise vähimeditsiini innovatiivsed strateegiad lähtuvad sellest alusteadmisest ning esimeseks sammuks on arusaamine vähirakkude energiaproduktsiooni olemusest. Meie teiseks põhieesmärgiks on kvantitatiivselt kirjeldada kontrolli jaotumist energiaülekandes osalevate komplekside vahel, mis kuuluvad MI koosseisu nii kliinilises materjalis kui rakukultuurides. Selles kontekstis on tulemuslik rakendada selleks metaboolse kontrolli analüüsi (MCA) meetodit. Selle projekti uudseks momendiks on nende mehhanismide väljaselgitamine, mis osalevad oksüdatiivse fosforüülimise regulatsioonis vähirakkudes ning rinnavähi patsientide kliinilises materjalis. VDAC kanali ja tubuliini interaktsioon, mis indutseerib oksüdatiivse mitokondriaalse hingamise regulatsiooni koos andeniinukleotiidide mikrokompartmentatsiooniga võib olla uueks terapeutiliseks sihtmärgiks vähiravis. On plaanis läbi viia energiametabolismi komplekssed eksperimentaalsed uuringud eesmärgiga leida võimalikke seoseid vähi ravi ja prognoosi ning bioenergeetiliste parameetrite vahel, võimalik on ka uute biomarkerite ilmsikstulek.
Currently, it is not clear how the transformation from normal to cancer metabolism proceeds, how normal mechanisms of coordination between glycolytic and oxidative networks degrade into the most primitive model of glycolytic energy metabolism. Our resent studies clearly showed the important role of the ATP Synthasome-mitochondrial creatine kinase-voltage-dependent anion channel (VDAC)-tubulin b2 system (mitochondrial interactosome, MI) in regulation of respiration and energy fluxes in cardiac cells. Recently it was discovered the existence of a supercomplex ATP Synthasome-VDAC-hexokinase-2 in cancer cells that helped partly to understanding the Warburg effect. The absence of b2-tubulin isotype in isolated mitochondria and in HL-1 cells (cancerous cells of cardiac phenotype) resulted in increased apparent affinity of oxidative phosphorylation for exogenous ADP. Our working hypothesis is that alterations in the structure of MI may contribute in carcinogenesis. In cancer cells the interaction of tubulin-VDAC is replaced by the interaction of HK-VDAC resulting in a modification of the metabolic regulation with exhibition of the aerobic glycolytic profile and several anabolic reactions. These studies have provided new evidence for a variable bioenergetics signature of human tumors. Innovative strategies of bioenergetic cancer medicine will emanate from this basic knowledge and the first step consists in the understanding of the modalities of cancer cell energy production. Our second main goal is describe quantitatively the distribution of control between the complexes of energy transfer in MI in cancer cells using clinical material and cell cultures. In this context an interesting and important task will be to apply the methods of Metabolic Control Analysis. Novelty of the project is to evaluate the mechanisms that are involved in the regulation of oxidative phosphorylation in breast cancer clinical material and different lines of tumor cells. Enhancement of tubulin-VDAC interaction maintains and induces oxidative regulation of mitochondrial respiration with micro-compartmentation of adenine nucleotides could become one of new therapeutic targets in cancer management. We plan to perform complex experimental studies directed on mechanisms of energy metabolism of tumor cells with purpose to find possible links between bioenegrtic parameters and prognosis of cancer, also developing cancer therapeutics and probably its impact in identifying novel cancer biomarkers.
Töö kliinilise materjali ja rakukultuuridega viidi läbi vastavalt taotlusele. Eelretsenseeritavates ajakirjades on ilmunud 5 publikatsiooni ning 2 artiklit teaduse populariseerimise vallas. Selles projektis viisime läbi rakuhingamise analüüsi inimese rinna ja kolorektaalvähi patsientide kliinilisel materjalil. Kasvajarakkude bioenergeetika alased uuringud annavad meile uusi tõendeid erinevate kasvajate bioenergeetiliste iseärasuste mitmekesisusest. Meie põhieesmärkideks oli kvantitatiivselt kirjeldada rakuenergeetika regulatsiooni mitokondri välismembraani tasandil, raku hingamisahela organiseeritust ja ATP sünteesiga seotud erinevusi nende kahe kasvajatüübi vahel. Selgus, et soolevähi mitokondrite regulatsioon erineb põhimõtteliselt rinnavähi mitokondrite regulatsioonist: rinnavähis esineb kahte tüüpi mitokondreid, seevastu kui soolevähi mitokondrite populatsioon on homogeenne. Seega näitavad meie andmed fundamentaalseid erinevusi rinna ja soolevähi energiametabolismis mida ei saa selgitada ainult Warburgi mehhanismiga. Käesoleva projektiga on seotud kahe doktorandi töö, mõlemad kaitsmine võiks toimuda sellel aastal. Projektiga seotud magistritöö on kaitstud.