"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9103
ETF9103 "Tsüsteinüülleukotrieenide hingamisteede remodelleerumist soodustava toime retseptorvahendatus inimese hingamisteede epiteelrakkudes (1.01.2012−31.12.2015)", Siiri Altraja, Tartu Ülikool, Arstiteaduskond.
ETF9103
Tsüsteinüülleukotrieenide hingamisteede remodelleerumist soodustava toime retseptorvahendatus inimese hingamisteede epiteelrakkudes
Receptor mediation of the pro-remodelling effects of cysteinyl leukotrienes in human bronchial epithelial cells
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
3. Terviseuuringud3.1. BiomeditsiinB540 Hingamissüsteemi haigused 3.1. Biomeditsiin (anatoomia, tsütoloogia, füsioloogia, geneetika, farmaatsia, farmakoloogia, kliiniline keemia, kliiniline mikrobioloogia, patoloogia)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Arstiteaduskondkoordinaator01.01.2012−31.12.2015
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201221 600,00 EUR
01.01.2013−31.12.201321 600,00 EUR
01.01.2014−31.12.201421 600,00 EUR
01.01.2015−31.12.201521 600,00 EUR
86 400,00 EUR

Tsüsteinüülleukotrieenid (CysLT) LTC4, LTD4 ja LTE4 on potentsed lipiidsed mediaatorid, mis oluliselt määravad astma ja allergilise riniidi patofüsioloogia mitmeid erinevaid aspekte, nagu hingamisteede kroonilist põletikku ja remodelleerumist. CysLT ei ole seotud hingamisteede remodelleerumisega mitte üksnes oma osaluse kaudu hingamisteede põletikus, vaid neil on ka otsene mõju hingamisteede struktuursetele rakkudele, sealhulgas epiteelrakkudele kui juhtivale rakuliigile hingamisteede remodelleerumise tekkes ja koordineerimises. Kuna CysLT-sõltuv põletik ja hingamisteede remodelleerumine on glükokortikoidresistentsed, siis antileukotrieenide lisamine astma raviskeemi on põhjendatud. CysLT toime realiseerub kahe hästikirjeldatud retseptori CysLT1 ja CysLT2 kaudu, ent hiljuti on näidatud veel kahe CysLT siduva retseptori GPR17 ja P2Y12 olemasolu. Samuti on näidatud, et ühe CysLT retseptori nii ekspressioon kui funktsioon võib olla reguleeritud teiste retseptorite poolt nii, et CysLT lõplik toime mingile tulemusmuutujale kujuneb keerukama retseptorahela kaudu. Projekti eesmärgiks on selgitada inimese bronhiepiteelrakkudel 1) CysLT retseptorite P2Y12 ja GPR17 olemasolu ja lokalisatsiooni, 2) kas ja kui tõhusalt LTC4 ja LTD4 toimivad võrreldes LTE4-ga ühelt poolt ripsrakkude markeri beta-tubuliin IV ekspressioonile, mis on kaasatud hingamisteede epiteliaal-mesenhümaalsesse transitsiooni ja teiselt poolt glükokortikoidi retseptori (GR) ekspressioonile ning 3) milline CysLT retseptoritest vahendab nimetatud muutuste ekspressiooni. Kuna üks CysLT retseptor võib moduleerida teiste CysLT-siduvate retseptorite funktsiooni ja ekspressiooni, siis on meie eesmärgiks ka selgitada iga üksiku retseptori blokeerimise mõju teiste CysLT retseptorite ekspressioonile, samuti selgitada korraga mitme CysLT retseptori blokeerimiste koostoimet nii beta-tubuliin IV ja GR kui ka ekstratsellulaarse maatriksi (ECM) valkude tenastsiini ja laminiini beeta 2 ahela ekspressioonile. Samuti on eesmärgiks selgitada kas CysLT retseptorite blokaadi kombineerimine glükokortiokoidide toimega omab sünergistlikku mõju ECM valkude sünteesile ja sekretsioonile CysLT-stimuleeritud bronhiepiteelrakkudes, võrreldes toimega mis avaldub CysLT retseptoite blokaadiga või glükokortikoidide toimega eraldivõetuna. Käesolev uurimisprojekt avab meile uusi CysLT-sõltuvate astma patogeneesi- ja remodelleerumisradade aspekte ning võib anda viiteid astma ravi uute strateegiate väljaarendamiseks.
Cysteinyl leukotrienes (CysLT) LTC4, LTD4, and LTE4 are potent lipid mediators that contribute to multiple aspects of the pathophysiology of asthma and allergic rhinitis. CysLT contribute to the airway remodelling not only through their diverse roles in inflammation but also by their direct effects on the airway structural cells, including epithelial cells which have been increasingly recognised as the main controller of the asthmatic airway remodelling. The CysLT pathway of inflammation and remodelling is resistant to glucocorticoids suggesting that antileukotriene approaches may be needed to facilitate asthma management. CysLT act through two well-recognised receptors, CysLT1 and CysLT2, but very recent studies have shown presence of CysLT-binding receptors GPR17 and P2Y12. Both the expression and the function of one CysLT-binding receptor can be regulated by the others to form a versatile mediation network that influences the outcome effects elicited by CysLT. In human bronchial epithelial cells, we aim at 1) characterising the presence and localisation of the P2Y12 and the GPR17 receptors, 2) evaluating the potency of LTC4 and LTD4 in comparison with that of LTE4 to alter the expression of ciliated epithelial cell marker beta-tubulin IV, which is involved in the bronchial epithelial-mesenchymal transition (EMT), an important pathophysiological process in asthmatic airways, 3) evaluating the alterations in expression of glucocorticoid receptor (GR) by different CysLT and 4) clarifying via which receptor(s) CysLT affect their expression. As one particular CysLT receptor can modulate both the function and the expression of the rest of the CysLT-binding receptors, we will elucidate the effect of each specific blockade of the respective receptor on the expression of the others and also to evaluate the effect of combined blockade of the CysLT receptors on the expression of beta-tubulin IV, GR and extracellular matrix (ECM) proteins tenascin and laminin beta2 chain. We also aim at clarifying whether combining the CysLT receptor blockade with glucocorticoid treatment will show synergy on the reduction of the synthesis of the ECM proteins in CysLT-stimulated cells, compared to that what is obtainable with each treatment alone. The project will provide us with novel pathogenetic aspects of the CysLT-driven airway remodelling and EMT and may yield unique clues for development of treatment strategies for asthma.
Hingamisteede krooniline põletik viib struktuurse remodelleerumiseni ja on seotud bronhiepiteelrakkudega (BE) ja põletikumediaatoritega (sh. tsüsteinüülleukotrieenid, CysLT), ent ka oksüdatiivse stressiga, mis tingitud sh. sigaretisuitsust. Lisaks CysLT retseptoritele oleme kindlaks teinud P2Y12 ja GPR99 olemasolu ja paiknemise inimese BE-l, mis kõik näitavad funktsionaalset ja seondumisaktiivsust leukotrieen E4 (LTE4) suhtes. Näitasime BE-l P2Y12 retseptori allaekspressiooni TGF-b toimel. Samuti näitasime P2Y12 ülesreguleerimist LTE4 toimel kontsentratsioonsõltuvalt, mis on blokeeritav Bay u9773 ja tikagrelooriga, aga mitte CysLT1-spetsiifilise inhibiitori montelukastiga. See näitab, et kõnealune P2Y12 ülesregulatsioon on sõltumatu CysLT1 retseptorist ning viitab CysLT2 ja P2Y12 retseptorsüsteemide tihedale koostööle ja interaktsioonidele reguleerimaks CysLT-vahendatud toimeid. Selgitasime, et LTE4 vähendab CysLT1 kaudu ripsrakkude markeri beta-tubuliini IV ekspressiooni, mis näitab kaasatust hingamisteede epiteliaal-mesenhümaalsesse transitsiooni. Analüüsides üle kogu genoomi LTE4-eksponeeritud BE transkriptoomi mustreid leidsime, et võrreldes mõjustamata rakkudega tekivad olulised ekspressioonimuutused geenides, mis on seotud epiteelrakkude vastusega põletikule ja epiteliaalse regeneratsiooniga, aga ka epiteliaal-mesenhümaalse transitsiooniga. Oluliste ekspressioonimuutustega geeniandmete metaanalüüs tõi esile, et LTE4 toime avaldas olulist mõju sellistele radadele nagu arahidoonhappe metabolism, raku adhesioonimolekulid, MAPK signaalirada, tsütokiin-tsütokiini retseptor interaktsioonid ja astma, aga ka epiteelrakkude migratsioon ja proliferatsioon, rakkude kommunikatsioon ja ioonide transport. Samuti näitasime, et nii sigaretisuits kui ka e-sigareti vedelik põhjustavad olulise nihke inimese bronhiepiteeli metaboloomis ning indutseerib olulisi muutusi ka eikosanoidide biosünteesis. Juba esimesel tunnil vähenes arahidoonhapet sisaldavate fosfatidüülkoliinide tase, mis viitab arahidoonhappega seotud põletikuradade, sh CysLT biosünteesi intensiivistumisele.