Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola
Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez
Általános Orvostudományi Kar
Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola
(vezető: Dr. Csernoch László)
Orvostudományi doktori tanács
D42
tudományág:
-elméleti orvostudományok
Doktori programok:
- Jelátviteli folyamatok sejt- és molekuláris biológiája
(programvezető: Dr. Virág László) - Membránbiofizikai kérdések és vizsgálómódszerek
(programvezető: Dr. Szöllősi János) - Élettan és neurobiológia
(programvezető: Dr. Csernoch László)
Böngészés
legfrissebb feltöltések
Megjelenítve 1 - 20 (Összesen 276)
Tétel Szabadon hozzáférhető A miozin foszfatáz szerepe és szabályozása az uterus fiziológiás és pathológiás folyamataiban(2025) Keller, Ilka; Lontay, Beáta; Keller, Ilka; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Vegytani IntézetA PPM1B fehérje központi szerepet játszik az MP nukleáris aktivitásának szabályozásában, mely működés elengedhetetlen az MP/PMRT5/H4 protoonkogén tengely tumorprotektív módon történő kiegyensúlyozásában. A PPM1B az egyetlen olyan protein foszfatáz, amely ezen tanulmány során bizonyított MYPT1 alegységgel kialakított kölcsönhatása révén képes a MYPT1 fehérjét a nukleuszban defoszforilálni Thr696-os oldalláncán, így elősegítve az MP működését. Ez a folyamat csökkenti a PRMT5 fehérje aktivációját, ezzel redukálva a H4 fehérje szimmetrikus dimetilációját, mely poszttranszlációs módosulás elburjánzása a proononkogén/tumorszuppresszor mérleg felborulásához vezet, csökkentve tumorszuppresszorok és növelve a protoonkogének expresszióját. Kísérleti eredményeink igazolták a PPM1B és a MYPT1 kölcsönhatását HeLa méhnyakrák eredetű sejtek citoplazmatikus és sejtmai lokalizációban egyaránt. Az SNG inhibitorral végzett vizsgálataink során megfigyeltük, hogy a PPM1B gátlása fokozta a PRMT5 aktiváló foszforilációját és a H4 hiszton szimmetrikus dimetilációját, ezen változások humán cervix carcinomából származó szöveti lizátumok vizsgálatából is igazolódtak. Ezzel szemben a PPM1B transzfekciója kivédte ezeket az elváltozásokat. A PPM1B szerepe különösen hangsúlyos humán méhnyakrák szövetekben, ahol expressziója alacsonyabb a kontroll szövetekhez képest, amely összhangban áll a korábbi kutatásokkal, amelyek a PPM1B-t tumorellenes faktorként azonosították. A kutatási eredményeink alapján a PPM1B ígéretes terápiás célpont lehet a daganatok kezelésében. Az SMTNL1 fehérjét korábban, mint szteroidhormon-függő szövetekben fellelhető PR-B ko-regulátoraként azonosították, illetve ezen tanulmány során tipizáltuk azon tulajdonságát, amit az endometriális epitélium sejtjeinek differenciációjában és az inzulin jelátvitük szabályozásában betölt, in vitro terhes és gesztációs diabétesz modellben. Az FT-SMTNL1 transzfekció progeszteronfüggő módon szabályozta a sejtek citoszkeletális elemeit, mint a MYPT1 és MLC20, amelyek molekuláris alapot biztosítottak a sejtek kontraktilitásának és migrációjának módosulására. Az FT-SMTNL1 transzfekció progeszteron függő módon gátolta a sejtek migrációját, illetve mérsékelte az inzulin rezisztenciára jellemző molekuláris változásokat az IRS-1 foszforilációjának közvetett modulálásával, melyhez igazodva nőtt a sejtek glükózfelvétele és glikogén tárolása. Ezek az eredmények alapján az SMTNL1 nemcsak az endometriális diszfunkciók, hanem az inzulinrezisztencia és daganatos betegségek terápiás célpontja is lehet. The PPM1B protein plays a crucial role in regulating the activity of MP within the nucleus, a function essential for balancing the MP/PRMT5/H4 proto-oncogene axis in a tumor-protective manner. Amongst the intranuclear interactors of MP, PPM1B is the only protein phosphatase that, due to its interaction with the MYPT1 subunit, is capable to dephosphorylate the Thr696 sidechain, thereby facilitating the tumorsuppressor function of MP. This process decreases the activation of the PRMT5 protein, hence reducing the symmetric dimethylation of the H4 protein, a post-translational modification whose upregulation unsettles the protooncogene/tumorsuppressor expression balance by reducing the expression of tumorsuppressors and increasing that of protooncogenes. Our experimental results confirmed the interaction between PPM1B and MYPT1 in the cytoplasm and nuclus of HeLa cells derived from cervix cancer. Based on our result arising from utilizing the PPM1B inhibitor SNG, we observed that the inhibition of PPM1B enhanced the activating phosphorylation of PRMT5 on the Thr80 sidechain, thereby elevating the symmetric dimethylation of H4 histones. These changes were also validated in tissue lysates derived from human cervical carcinoma biopsies. Correlatingly, PPM1B transfection prevented these alterations. The role of PPM1B is particularly crucial in human cervical cancer tissues, where its expression is lower compared to control tissues, which is consistent with previous research identifying PPM1B as a tumor suppressor factor. Based on these findings, PPM1B is a promising therapeutic target in cancer treatment. The SMTNL1 protein was previously identified as a PR-B coactivator in steroid hormone-dependent tissues. In this study, we characterized its role during the differentiation of endometrial epithelial cells and its influence on insulin signaling in in vitro models of pregnancy and gestational diabetes. FT-SMTNL1 transfection regulated cytoskeletal elements, such as MYPT1 and MLC20, in a progesterone-dependent manner, providing a molecular basis for the regulation of cell contractility and migration. FT-SMTNL1 transfection inhibited cell migration in a progesterone-dependent manner and reversed molecular changes characteristic of insulin resistance by indirectly modulating IRS-1 phosphorylation that resulted in an enhanced glucose-uptake and glycogen content of Ishikawa cells. These findings suggest that SMTNL1 could be a therapeutic target not only for endometrial dysfunctions but also for insulin resistance and cancer.Tétel Szabadon hozzáférhető A szívizom nátriumáramainak faj-, és káliumáramainak β-adrenerg függése(2025) Kovács, Zsigmond Máté; Bányász, Tamás; Kovács; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi KarA bal kamrai szívizomsejtek ioncsatornáinak és ionáramainak szabályozása régóta és széleskörben kutatott téma. Bár a területen számos előrelépés született, továbbra is rengeteg kérdés maradt megválaszoltalanul. Mint a biológiai rendszerek legtöbb eleme, így az ioncsatornák is több szinten szabályozódnak. Egyrészt genetikai szinten, mely hosszútávú adaptációt tesz lehetővé az egyed környezetéhez, illetve az adott faj életviteléhez alkalmazkodva, másrészt viszont jóval rövidebb távú, vegetatív idegrendszeri szabályozás alatt is állnak, hogy az akut változásokra is megfelelő reakciót adjanak. Munkánk célja az volt, hogy megvizsgáljuk a szívizomsejtek késői nátriumáramát három gyakran alkalmazott gerinces modellen kutyán, tengerimalacon és nyúlon. Kísérleteinket elvégeztük kontroll körülmények között, illetve vizsgáltuk az áram kalciumfüggésének hasonlóságait és különbségeit a fenti három faj esetében. Emellett megvizsgáltuk, hogy a kutya bal kamrai szívizomsejtek káliumáramainak β-adrenerg szabályozásán belül a CaMKII vagy a PKA által mediált útvonalak közül melyik a domináns. Kísérleteinket akciós potenciál feszültség clamp technikával végeztük. Ezzel hasonlítottuk össze a kutya, nyúl és tengerimalac INa,late áramait, illetve vizsgáltuk, hogy a parancs akciós potenciál alakja befolyásolja-e az áramprofilt az egyes fajok esetén. Ezzel a technikával és hagyományos feszültség clamp módszerrel is vizsgáltuk a kutya szívizomsejtek káliumáramainak β-adrenerg szabályozását és az annak hátterében álló mechanizmusokat is. Kutatásunk során megfigyeltük, hogy a kutya és a nyúl folyamatosan csökkenő áramsűrűséget mutató INa,late-ával szemben a tengerimalac szívizomsejteken ugyanezen ionáram az AP végéig növekedést mutat. Leírtuk továbbá azt is, hogy a INa,late AP alatti lefutása nem függ a sejtet ingerlő AP alakjától, illetve, hogy az ATXII nagyjából hasonló hatást produkál kutya és tengerimalac szívizomsejteken mint a TTX. Kutatásunk második felében bizonyítottuk, hogy a kutya szívizomsejtek IK1 áramát a β adrenerg serkentés első sorban az AP plató fázisa alatt növeli, ami a CaMKII útvonalon keresztül, nem pedig a PKA mediálta útvonalon keresztül jön létre. Arra is fény derült, hogy az IKr-t nem befolyásolja szignifikánsan a β-adrenerg stimuláció. Ezen eredményekkel kutatásunk, ha nem is válaszolta meg az összes kérdést a szívizomsejtek ionáramainak szabályozásával kapcsolatban, de pár lépéssel közelebb kerültünk a teljes kép kialakításához. The regulation of ion channels, and ionic currents in left ventricular cardiomyocytes is a widely studied topic for a long time. There is a lot of progress in this area, however there are plenty of unanswered questions. Like in most biological systems, the regulation of the ion channels has multiple levels. On one hand, long term regulation is reached through gene expression, which leads to adaptation to habitat and lifestyle, on the other hand short term regulation can be manyfested through the autonomic nervous system, in adapting to more acute factors. The aim of our studies were to describe, and compare the late sodium currents of three, frequently used model animals: dog, rabbit and guinea pig. We did our research in control conditions, as well as, we studied the similarities and differences in the calcium dependence of the late sodium current in the three studeid species. Moreover the effect of β-adrenergic stimulation on the potassium currents of the canine left ventricular myocytes were studied to find out whether it is mediated through the CaMKII or the PKA pathway. We used the action potential voltage clamp technique and compared the INa,late current profiles of dog, rabbit and guinea pig cardiomyocytes, and studied their dependence from the contour of the trigger action potential. We used this, as well as conventional voltage clamp techniques to explore the β-adrenergic regulation (and its mechanisms) of the potassium currents of the canine cardiomyocytes. The results of our research showed that the magnitude of INa,late in the rabbit and dog cardiomyocytes are largely similar, and gets smaller as the AP progresses, however in guinea pig cells the current diplayed increase. Our results indicate that the contour of the trigger AP doesn’t affect the profile of INa,late, and that the ATXII has a similar effect on canine and guinea pig cardiomyocites to the TTX. In the other part of our studies, we found that β-adrenergic stimulation mostly increase the IK1 current of canine cardiomyocytes via the CaMKII pathway but not via PKA. Moreover IKr was not modified by the β-adrenergic stimulation significantly. Even if these results can’t answer all of our questions about the regulation of the ionic currents of the cardiomyocites, we made some progress to understand the whole picture.Tétel Szabadon hozzáférhető The role of DRP1-a mitochondrial fission protein- in mitochondrial morphology rearrangement during neuronal differentiation(20250227) Ghani, Marvi; Tar, Krisztina; Molekuláris orvostudomány doktori iskolaThe study explored the impact of DRP1, an essential protein in splitting mitochondria, on differentiating SH-SY5Y cells into neurons. Decreasing the DRP1 levels led to a reorganization of the mitochondrial network and an increase in the expression of genes related to neuronal development, such as synapse formation, neurogenesis, differentiation, and morphogenesis. The reduction of DRP1 enhanced neuronal differentiation, resulting in longer neurite outgrowth, improved number of segments, and more branch points. Neuronal differentiation induced by RA-BDNF was accompanied by a notable decrease in ERK1/2 phosphorylation, indicating an ERK1/2 independent pathway for neuronal differentiation in shDrp1 cells. Additionally, there was no influence from dual specificity phosphatases DUSP1/6 on the phosphorylation status of ERK1/2 in shDrp1 cells, which maintained highly fused and elongated mitochondrial structures during differentiation while displaying significantly elevated maximal respiration. These findings suggest that lowering DRP1 promotes neuronal maturation through genomic and mitochondria rearrangement in undifferentiated cells. Regarding apoptosis or cell death, the shDrp1 reacted similarly to control when examined in vitro. Several crucially toxic aggregates associated with mutant huntingtin protein (mHtt) were notably reduced following the overexpression within these shDrp1 cells. This implies that lowering DRP1 in a regulated manner can increase several parameters, such as cell viability, neurotoxicity, and cellular bioenergetics. In conclusion, the research findings have shed light on the multifaceted roles of DRP1 in neuronal function. Further research is needed to investigate the mechanisms that can be very helpful in identifying therapeutic targets to treat neurodegenerative diseases. DRP1 and its function in the GTPase domain are essential for morphology and cellular respiration. S39A mutation of DRP1 caused elongated, fused, and clustered tubular mitochondria compared to normal cells. Despite these changes, the energy remained unchanged, and cell death was reduced in the S39A mutant compared to those with the wild-type DRP1. These findings suggest that S39 plays a crucial role in distributing mitochondria within a cell by regulating GTPase activity and that mutations at this site cause structural abnormalities in the mitochondrial network. This study contributes new insight into understanding how DRP1 functions.Tétel Szabadon hozzáférhető Másodlagos epesavak szerepének vizsgálata emlő- és hasnyálmirigy daganatokbanKovács, Patrik Bence; Kapitányné Dr. Mikó, Edit; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Vegytani IntézetAz emberi testben nagy mennyiségű mikroorganizmus található, melynek genomkészletét humán mikrobiomnak nevezünk. A mikrobiom diverzitását nagy mértékben befolyásolják különböző külső (táplálkozás, higiénia, stressz) és belső (életkor, genetika) tényezők. Ugyanakkor mikrobiom az anyagcseréje során számos metabolitot szintetizál, amelyek hatással lehetnek a gazdaszervezet energiaháztartására, valamit az immunrendszerének a működésére. A mikrobiom összetételében bekövetkező változások összefüggést mutatnak számos patológiás folyamattal, köztük a neoplasztikus betegségek kialakulásával. A gasztrointesztinális mikrobiom hatására kialakuló másodlagos epesavak, mint mikrobiális metabolitok a szisztémás keringésen keresztül képesek eljutni a szervezet távoli pontjaira és hormonszerű hatásokkal modulálni a tumoros sejtek tulajdonságait. Ezáltal a másodlagos epesavak képesek megteremteni a kapcsolatot a mikrobiom és a daganatok között. A litokólsav (LCA) másodlagos epesav hatásait vizsgálva emlőtumor sejtekben megállapítottuk, hogy az LCA a hatásait a TGR5 illetve CAR által közvetített szignalizációs útvonalakon keresztül képes tumorsejteket moduláló hatásainak a közvetítésére. Kimutattuk, hogy az LCA az NRF2 gátlásán keresztül fokozta az oxidatív nitrozatív stressz szintjét az emlőtumor sejtekben. TMA vizsgálatok során megfigyeltük, hogy az emlődaganat korai szakaszában lévő betegekben fokozottabb volt az LCA indukált TGR5-NRF2-oxidatív/nitrozatív stressz útvonal résztvevőinek a kifejeződése a késői fázisokhoz képest, amely esetek rosszabb prognózissal társulnak. A dezoxikólsav (DCA) másodlagos epesav hatásait vizsgálva hasnyálmirigy-daganatsejtekben megállapítottuk, hogy hogy a DCA a mezenchimális markergének expressziójának a csökkentésével, valamint az epiteliális markergének expressziójának a fokozásával gátolta az EMT folyamatát, valamint a DCA hatására csökkent a daganatsejtek migrációs képessége. A DCA emellett csökkentette az ALDH1 őssejtmarker kifejeződését, valamint a DCA hatására a hasnyálmirigy-daganatsejtek hipermetabolikussá váltak. Eddigi megfigyeléseink során megállapítottuk, hogy a különböző másodlagos epesavak másképpen hatnak az egyes daganatokban. Az LCA antineoplasztikus hatást fejt ki az emlő- és hasnyálmirigy daganatban, de a hatás különböző receptorokon keresztül valósul meg. A DCA nem hat az emlődaganatokban, míg a hasnyálmirigy daganatban kevert hatását tudtunk kimutatni.Tétel Szabadon hozzáférhető Funkcionális MRI alapú agyi hálózatelemzés és hemodinamikai modellszámítás alkalmazása különböző kórképekben(2024) Nagy, Marianna; Emri, Miklós; Nagy, Marianna; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Képalkotó IntézetAz idegtudományi kutatások fő célja az agy működésének megértése, a központi idegrendszer funkcióinak rendszerszintű tanulmányozása és a funkcionálisan aktív területek meghatározása. A funkcionális mágneses rezonancia (fMRI) egy olyan képalkotó módszer, melyet az agyi aktivitás regionális, időbeli változásainak követésére fejlesztettek ki. A DCM egy modellalapú megközelítés az agyi konnektivitás tanulmányozására, amely magában foglalja a BOLD válasz biofizikai modelljét. Bayes–i keretrendszert használ az idegi aktivitást (és konnektivitást) valamint az aktivitást követő vascularis változásokat jellemző paraméterek egyidejű becsléséhez. A kutatómunka során az aktivációs és nyugalmi agyi hálózatelemzés klinikai alkalmazhatóságát vizsgáltuk, az alábbi célkitűzések megfogalmazásával: 1. Az agyi neurális működéseket követő hemodinamikai választ leíró modellek paraméterbecslésére kidolgozott BLD és DCM módszerek összehasonlító elemzése egészséges személyek nyugalmi fMRI méréseinek felhasználásával. 2. Stroke–os betegcsoportban a szenzomotoros hálózat elemzése aktivációs fMRI mérések alapján. 3. Nyugalmi állapotban mért effektív konnektivitási módszerekkel keresünk különbségeket T2DM betegek és az elhízottak agyi hálózati kapcsolatrendszere között, feltételezve azt, hogy az obezitás megelőzi a prediabetikus állapotot. Összességében megállapítható, hogy az fMRI alapú DCM analízis során becsült effektív regionális kapcsolatok és a hemodinamikai paraméterek a klinikai kutatások hasznos eszköze lehet, amit a stroke terápia, valamint a cukorbetegség neurológiai hatásának vizsgálatában is sikerült igazolnunk.Tétel Szabadon hozzáférhető Kapilláris elektroforézis és tömegspektrometriás módszerek fejlesztése terápiás fehérjék, valamint N-kötött és szabad glikánok karakterizálására(2024) Sárközy, Dániel; Guttman, András; Sárközy, Dániel; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Molekuláris Medicina Kutató KözpontA műszeres analitikai technikák rutinszerű alkalmazása az utóbbi években alapvető jelentőségűvé vált, amit a jelen biotechnológiai, élelmiszeripari és orvosi kutatások számának ugrásszerű növekedése, valamint a piacon megjelenő új gyógyszer hatóanyagokkal, élelmiszer összetevőkkel szemben támasztott szigorú minőségbiztosítási előírások megjelenése indokol, melyek új kihívások elé állították az analitikai és molekuláris biológiai tudományterületek képviselőit. Az újgenerációs biológiai készítményekre (akár nagy molekulájú terápiás antitestekről, akár kisebb molekulaméretű gyógyszerkészítményekről és étrend-kiegészítő komponensekről beszélünk) egy természetes szerkezeti változatosság jellemzi, mely által a termékek bizonyos fokú heterogenitást mutatnak. Ezen változatok karakterizálásának, illetve biztonságos alkalmazhatóságának és hatásosságának elérése érdekében felmerült az igény, hogy a vizsgált analitikai problémák megoldására a már ismert és elfogadott standard megközelítések mellett ortogonálisan alkalmazható módszerek szülessenek, valamint, hogy azok folyamatos fejlesztési és optimalizálási lépesekkel a mindennapi analitikai gyakorlatba beépíthetők legyenek. Az elérhető, analitikai tudományterületen íródott tananyagok és tudományos publikációk alapján ismeretes, hogy létezik egy olyan egyszerű, gyors és nagyfelbontású műszeres technika, mely kis mintaigényével, valamint páratlan hatékonyságával egyre nagyobb jelentőséggel bír az elválasztástechnika területén, megcélozva főként az ipari (pl. gyógyszer tisztaság vizsgálatok) és orvosdiagnosztikai (pl. biomarker azonosítás) feladatok ellátását, továbbá a klasszikus HPLC-alapú módszerek által nem, vagy csak nehezen megoldható analitikai problémák alternatív áthidalását. Ez a technika a kapilláris elektroforézis (CE), aminek előnyös tulajdonságait és biológiai molekulák analízisére történő alkalmazhatóságát számos kérdés övezi. Doktori munkám során ezért kitűzött célom volt, hogy a ma ismert, legnagyobb jelentőséggel bíró kapilláris gélelektroforetikus (CGE) módszereknek a biomolekulák két nagyobb csoportján (fehérjéken és oligoszacharidokon) történő alkalmazhatóságát bemutassam, valamint, hogy ismertessem azon alapvető módszerfejlesztési kritériumokat, melyek segítségével megválaszolhatók a vizsgált biológiai mintákat és azok CGE analízisét érintő reprodukálhatósággal és hatékonysággal kapcsolatos kérdések. Ezek mellett fontosnak tartom bemutatni azokat az elektroforetikus elválasztó közegeket, melyeket a kutatómunkám során vizsgált mintákra optimalizálva fejlesztettem ki, ugyanis ezek tették lehetővé számomra a különböző mintatípusok szerinti hatékonyabb analízist. Bizonyos fehérjék és szénhidrátok CGE technika általi vizsgálatához azonban nem csupán a megfelelő elválasztási alapelv és elválasztó közeg megtalálása szükséges, legalább ekkora relevanciával bír egy érzékeny detektálási mód kiválasztása is. A megfelelő detektor optimális esetben jól definiálható képet ad a vizsgálandó analitokról, melynek révén lehetővé teszi azok pontos kvalitatív és/vagy kvantitatív meghatározását. A klasszikus, ultraibolya abszorbancia (UV) alapú detektálási módszerek mellet napjainkban előnyt élveznek az indirekt elven működő (pl. fluoreszcencia alapú) detektálási módszerek, melyek derivatizált minták nagy érzékenységű észlelését és karakterizálását teszik lehetővé. Dolgozatomban ezért bizonyos jelölési reakción alapuló detektálási lehetőségekre is kitérek, valamint azon kapcsolt technikákat is érintem, melyek direkt módon valósítanak meg ugyancsak nagy érzékenységű és nagy felbontású strukturális információgyűjtést. Ezek közül az elektrospray ionizációs tömegspektrometriát (ESI-MS) ismertetem részletesebben, melyet a mai analitikai gyakorlatban általában a standardként elfogadott kromatográfiás kapcsolhatósága, valamint kis, és nagymolekulák pontos szerkezetazonosítási képességével jellemeznek. Az általam tanulmányozott koncepció ettől eltérően az ESI-MS technika CGE-vel való bonyolult, ám annál nagyobb potenciállal bíró összekapcsolásának lehetősége, melynek alkalmazhatósága elsődlegesen az elválasztó közegek összetevőinek függvényében változik. Ennek tudatában megfogalmazott célként egy a biotechnológiai ipar számára évek óta fennálló analitikai probléma (fehérjék méret szerinti elválasztását követő, ”on-line” szerkezetazonosítás) megoldását is kitűztem. Az új megközelítés lényege, hogy a klasszikus nátrium dodecilszulfát poliakrilamid lapgélelektroforézis (SDS-PAGE) technika analógjaként alkalmazható, gyorsabb és on-line detektálást lehetővé tévő SDS-kapilláris gélelektroforézist (SDS-CGE) tömegspektrometriás detektálással kapcsolva optimalizáljam, ezzel megalkotva egy olyan analitikai rendszer kombinációt, mellyel a fehérjék méret alapú elválasztását tömegspektrometria általi, egyértelmű strukturális azonosítás követheti. A fejlesztett elválasztó közegeket, módszereket és detektálási módokat munkám során elsődlegesen újgenerációs, fehérje alapú bioterapeutikumokon, valamint N-kötött és szabad (nem fehérjéhez kötött) oligoszacharidok karakterizálásán keresztül szemléltetem.Tétel Szabadon hozzáférhető Feszültség-kapuzott kationcsatornák vizsgálata humán sejteken fiziológiás és patológiás állapotokban(2024) Ádám, Fehér; Zoltán, Varga; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi KarDisszertációmban a feszültség-kapuzott kationcsatornák membrán-expresszióját vizsgáltam fiziológiás és patológiás állapotokban. A fiziológiás állapotot az egészséges, krónikus betegségben nem szenvedő alanyok B sejtjei, míg a patológiás állapotot GBM-es betegek mintái és az U-87 MG sejtvonal adták. A B sejteken elsőként térképeztük fel a feszültség-kapuzott nátriumcsatornákat. Molekuláris biológiai és elektrofiziológiai adataink alapján TTX-szenzitív és rezisztens NaV csatornák egyszerre vannak jelen és funkcionálnak a B sejtek membránjában. Eredményeink alapján e csatornák kanonikus funkciója a valószínű, azaz a nyugalmi membránpotenciál kialakításában és szabályozásában játszanak szerepet. Mivel még mindig keveset tudunk a nátriumcsatornák szerepéről az immunsejtek működésében, ezért a NaV csatornák funkcionális jelenlétét érdemes lehet a jövőben megfontolni ezen sejtek farmakológiai és funkcionális vizsgálata során. Tovább vizsgálva, hogy a B sejtek milyen alpopulációin jelenik meg a NaV csatorna, megalapozhatja az immunfunkciók szelektív farmakológiai modulálását. A glioblasztóma sejteken azt találtuk, hogy a KCa1.1 ioncsatorna funkcionális komplexeket alkot a β3 alegységgel a sejtmembránban. A GBM sejtek β3 expressziója a jövőben kemoterápiás célpont lehet, hiszen a központi idegrendszerben leginkább a β4 alegység fejeződik ki, így a KCa1.1/β3 komplexek gátlása szövetspecifikus lenne a glioblasztómára. A β3 expresszióját a malignus glioblasztóma sejtek markereként is alkalmazhatnák a jövőben, mely nem csak a terápiában, de a diagnosztikában is segítséget nyújtana.Tétel Szabadon hozzáférhető A karotinoid táplálékkiegészítők hatásai az izomteljesítményre és a kalcium-homeosztázisra(2024) Singlár, Zoltán; Sztretye, Mónika; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi KarA vázizom az emberi test aktív mozgásszervrendszere, amely létfontosságú szerepet játszik a testtartás fenntartásában és az energiafelhasználásban. A testtömeg kb. 40-50%-át teszi ki, és az egyik legintenzívebben működő metabolikus rendszerként működik. Az izmok működéséhez ATP-ből származó energia szükséges, amelyet a mitokondriumok termelnek. Az energiafelszabadulás folyamatában reaktív oxigén- és nitrogéngyökök (ROS, RNS) keletkeznek, amelyek a sejtek közötti kommunikáció szabályozásában is részt vesznek; ugyanakkor túlzott felhalmozódásuk oxidatív egyensúlyhiányhoz és oxidatív stressz kialakulásához vezethet. Az egészséges szervezet antioxidáns rendszere képes mérsékelni a túlzott ROS-képződést, amelyet külső antioxidánsok, mint a táplálékban található C- és A-vitaminok is támogathatnak. Ilyen külső antioxidánsok közé tartoznak a karotinoidok is, például az élénk vörös színért felelős astaxantin, amely megtalálható a Haematococcus pluvialis mikroalgában és a krillben, és különösen hatékony antioxidáns tulajdonságokkal rendelkezik. Az öregedés során a fizikai és kognitív funkciók fokozatosan hanyatlanak, amelyhez gyakran hozzájárul a vázizomzat tömegének és erejének csökkenése, ami rontja az idősek életminőségét. Ebből kiindulva arra voltunk kíváncsiak, hogy az astaxantin milyen hatást gyakorol fiatal és idősödő egerek fizikai teljesítményére, különösen az izomerőre, a kalcium-homeosztázisra, valamint az idősebb egerek tanulási képességére. Kísérleteink azt mutatták, hogy az antioxidáns táplálékkiegészítők szignifikáns javulást eredményeztek mindkét korcsoport izomerő tekintetében. A kalcium-tranziensek feszültségfüggésében nem mutatkozott számottevő változás, viszont a retinol csökkentette a kalcium-tranziensek csúcsértékeit a fiatal egereknél. Az astaxantin csoportban a mitokondriális kalciumfelvétel is alacsonyabbnak bizonyult a fiatal egyedeknél, míg az idősebb egereknél ilyen különbséget nem tapasztaltunk. A krillolaj-kiegészítés szignifikáns javulást eredményezett az idősebb egerek tanulási képességében és térbeli memóriájában. Eredményeink arra utalnak, hogy az antioxidáns táplálékkiegészítők, különösen az astaxantin és a krillolaj, hatékonyan támogathatják az öregedési folyamatokkal szembeni védelmet, hozzájárulva a fizikai teljesítőképesség és a kognitív funkciók megőrzéséhez. The skeletal muscle is the active musculoskeletal system of the human body, which plays a vital role in maintaining posture and energy expenditure. It accounts for about 40-50% of body mass and is one of the most intensively functioning metabolic systems. Muscle function requires energy from ATP, which is produced by mitochondria. The process of energy release generates reactive oxygen and nitrogen radicals (ROS, RNS), which are involved in the regulation of intercellular communication; however, their excessive accumulation can lead to oxidative imbalances and oxidative stress. A healthy body's antioxidant system can mitigate excessive ROS formation, which can be supported by external antioxidants such as vitamins C and A in the diet. Such external antioxidants include carotenoids, such as astaxanthin, which is responsible for the bright red color of the microalgae Haematococcus pluvialis and krill, and has particularly potent antioxidant properties. During ageing, physical and cognitive functions decline progressively, often accompanied by a loss of skeletal muscle mass and strength, which impairs the quality of life of the elderly. With this in mind, we were interested in the effects of astaxanthin on the physical performance of young and aging mice, in particular muscle strength, calcium homeostasis, and learning ability in older mice. Our experiments showed that antioxidant supplements resulted in significant improvements in muscle strength in both age groups. There was no significant change in the voltage dependence of calcium transients, but retinol reduced peak calcium transients in young mice. In the astaxanthin group, mitochondrial calcium uptake was also found to be lower in young animals, whereas no such difference was observed in older mice. Krill oil supplementation resulted in significant improvements in learning ability and spatial memory in the older mice. Our results suggest that antioxidant dietary supplements, in particular astaxanthin and krill oil, may be effective in supporting protection against ageing processes, contributing to the preservation of physical performance and cognitive function.Tétel Szabadon hozzáférhető pH and pH gradients regulate the Hv1 ion channel in myeloid-derived suppressor cells and modulate the pharmacology of the KCa3.1 channel of T cells(2024) Cozzolino, Marco; Panyi, György; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Biofizikai és Sejtbiológiai IntézetMy dissertation focuses on the effect of pH variations on the activity of two ion channels. In the first part, I demonstrate the presence of the pH-sensitive proton channel Hv1 in MDSC (myeloid-derived suppressor cells) using various biophysical, pharmacological, and imaging methods. In the second part, I investigate the effect of pH variations on KCa3.1 and its activators Riluzole and SKA-31, showing tha KCa3.1 is not immediately affected by pH, but its modulators are. In particular, I demonstrated that the intracellular acidification will impair the functionality of Riluzole and SKA-31.Tétel Szabadon hozzáférhető Identification and characterization of bacterial metabolites with antineoplastic activity in breast cancer(2024) Ujlaki, Gyula; Bay, Péter; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Vegytani IntézetAz emberi test felszínén és a testüregekben számos baktériumfaj él a gazdaszervezettel dinamikus egyensúlyban. Ezt a bakteriális közösséget mikrobiomnak nevezzük. A mikrobiom által szintetizált anyagcseretermékek hatással vannak a gazdaszervezetre, véráram útján eljuthatnak a test távolabbi pontjaiba is, ahol fiziológiás és patológiás folyamatokban is részt vehetnek. Kutatásaink során az emésztőrendszeri mikrobiom által termelt bakteriális anyagcseretermékek hatását vizsgáltuk emlőtumorokon, és sikeresen azonosítottunk több bioaktív vegyületet nagy áteresztőképességű vizsgálati módszerekkel. Many bacterial species live on the surface and in the cavities of the human body in a dynamic balance with the host. This bacterial community is called microbiome. Metabolites synthesized by the microbiome affect the host, they can reach distant parts of the body through the bloodstream, where they can have a role in physiological and pathological processes. During our research, we investigated the effect of bacterial metabolites of the digestive tract microbiome on breast tumors and successfully identified several bioactive compounds using high-throughput research methods.Tétel Szabadon hozzáférhető A késői nátriumáram szerepe a bal kamrai szívizomsejtek elektrofiziológiai tulajdonságainak kialakításában(2024) Hézső, Tamás; Horváth, Balázs; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Élettani IntézetA feszültségfüggő nátriumcsatornák kulcsszerepet játszanak a szívizomsejtek aktiválódásában és az elektromos jelek szívizmon belüli terjedésében. A kamrai szívizomsejtek feszültségfüggő nátriumcsatornái hozzák létre az akciós potenciál felszálló szárát. A membránpotenciál és a feszültségfüggő nátriumcsatornák közötti pozitív visszacsatolás néhány milliszekundumon belül a csatornák zárt állapotból nyitott állapotba való jutását eredményezi, amelyet gyors inaktiváció követ. Ennek köszönhetően 3-5 milliszekundummal az AP felszálló szárának kialakulása után a feszültségfüggő nátriumcsatornák 99 %-a inaktiválódott, nem vezető állapotba kerül. Az áramnak ezt a keskeny kiugrását korai nátriumáramnak nevezzük. Ennek ellenére a csatornák egy kis hányada nem inaktiválódik, és az akciós potenciál plató fázisa alatt tartós áramot tart fenn, amelyet késői nátriumáramnak nevezünk. Még most sem ismerjük pontosan a nem inaktiválódott csatornák működésének pontos részleteit és a szakirodalomban pedig a jelenség magyarázatára többféle mechanizmust javasolnak. A késői nátriumáram kis amplitúdójú, de a teljes plató fázis alatt folyik, így befolyásolja a szív akciós potenciálok repolarizációját, továbbá részt vesz a szívizomsejtek nátrium és kalcium homeosztázisában is. Egyre növekvő mennyiségű adat bizonyítja azt, hogy a megnövekedett késői nátriumáram jelentős patofiziológiai szereppel bír több szerzett szívizombetegségben, például a szívizomzat iszkémiájában vagy a szívelégtelenségben. A megnövekedett késői nátriumáram megnyújtja a repolarizációt és megnöveli a szívizomsejtek intracelluláris nátriumion koncentrációját, így szívritmuszavarokat okozhat, csökkentheti a szívizomzat kontraktilitását, és károsíthatja a szívizomsejt energiaháztartását is.Tétel Szabadon hozzáférhető The role of poly(ADP-ribose) polymerase 14 in shaping the phenotype of tumor-associated macrophages in breast cancer(2024) Sturniolo, Isotta; Virág, László; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Vegytani IntézetBreast cancer (BC) stands as the most prevalent malignant tumor among females. Tailored treatments may involve monoclonal antibody therapy and hormone therapy, potentially improving prognosis. Tumor stroma cells are known to significantly influence tumor behavior and response to treatments. For instance, macrophages (MΦs) are highly plastic innate immune cells commonly abundant in tumors that can transition between pro-inflammatory (M1) and anti-inflammatory (M2) phenotypes in response to environmental cues. Tumor-associated MΦs (TAMs) often display characteristics similar to M2 cells, thereby promoting tumor growth and invasiveness. Within the breast tumor microenvironment, TAMs have emerged as the predominant immune cell components, exerting pivotal influence over BC tumorigenesis and progression. Therefore, their involvement in BC development has recently established TAMs as novel and promising targets for BC treatment. ADP-ribosylation is a posttranslational modification mediated by a family of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) enzymes, known to regulate various cellular functions e.g. DNA repair, gene transcription and cell death in different cell types, including MΦs. Specifically, PARP14 is gaining attention as a potential target for chronic inflammation and has been implicated in tumor promotion. However, its precise roles in tumor immune evasion and involvement in TAM polarization still lacks comprehensive understanding and remains poorly understood. In the first study, we investigated the role of PARP enzymes in this process. We found that the PARP inhibitor (PARPi) PJ34 and the specific PARP14 inhibitor MCD113 reduced the expression of M2 marker genes in primary murine, in THP-1 monocytic human and in primary human monocyte-derived MΦs polarized with IL-4. Mice lacking PARP14 showed reduced ability to differentiate into M2 cells. In mouse and human models of TAMs, both PARPis and PARP14 knockout (KO) weakened TAM polarization, leading to increased cancer cell apoptosis. Moreover, lipocalin-2 (LCN2), macrophage migration inhibitory factor (MIF) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) were identified by protein profiling arrays as potential (ADP-ribosyl)ation-dependent mediators of TAM differentiation. Our results suggest that inhibiting PARP14 could be a promising strategy for cancer treatment by reprogramming TAM behavior to enhance anti-cancer immune responses. Monoclonal antibody immunotherapy is a key part of BC treatment, with antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) being one of its mechanisms. In this scenario, the antibody binds to cell surface antigens on the cancer cells and engages Fc receptors on immune cells, e.g. natural killer (NK) cells, activating cytotoxic immune responses, to eliminate the tumor. Enhancing the effectiveness of these therapies requires novel chemicals that boost cancer cell sensitivity or immune cell potency. Based on our recent findings, in the second project we developed a cancer ADCC spheroid model and outline a protocol to find ADCC-modulating drugs. Three-dimensional (3D) models e.g. cancer spheroids are superior to 2D cultures in predicting in vivo responses of tumors to anticancer therapies. By utilizing 3D models, we established co-cultures of human epidermal growth factor receptor 2-positive (HER2+) BC cells and NK cells, inducing ADCC with Trastuzumab. Using a sensitive probe to measure apoptotic cell death and image analysis with an automated microscope, we distinguished live and dead killer and target cells. With our method, compatible with high-throughput screening, we demonstrated that Sunitinib, a Food and Drug Administration (FDA)-approved cancer drug, significantly reduces ADCC. This approach offers a platform for screening ADCC-modulating compounds in cancer cell spheroids, and, importantly, it can be applied to several assays of interest.Tétel Szabadon hozzáférhető Patkány gerincvelői hátsó szarv felületes lamináiban található neuronok lokális kapcsolatrendszerének feltárása axon elágazódási mintázataik elemzésén keresztül(2024) Kókai, Éva; Szücs, Péter; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi KarAnnak ellenére, hogy a gerincvelő a központi idegrendszernek egy viszonylag egyszerűbb felépítésű területe, meglepően keveset tudunk idegsejtjeinek felépítéséről és az általuk kialakított kapcsolatairól. A rendelkezésre álló adatok túlnyomórészt rágcsálókból, macskából és majomból származó gerincvelői neuronok szomatodendritikus sajátságaira, elektrofiziológiai jellemzőire, illetve a neuronok neurokémiai markereire vonatkoznak. A neuronális működés szempontjából azonban a szomatodendritikus területek a neuronok receptív részét képezik, míg hálózati szempontból legalább ilyen jelentős kimenetük az axonjuk, amelyről a felületes laminákban található idegsejtek esetében elenyésző ismeretekkel rendelkezünk. Az elmúlt évtizedben a központi idegrendszer más területein rutinszerűvé vált túlélő agyszeletpreparátumok alkalmazásával a gerincvelői hátsó szarv területén is megtörtént bizonyos sejttípusok kapcsolatrendszerének vizsgálata. A substantia gelatinosa egyes gátló sejtjei, a III-as lamina cholinerg sejtjei, illetve az I-es lamina projekciós és interneuronjainak esetében születtek az axon részletes leírását célzó közlemények. Ezidáig azonban a gerincvelői idegsejtek individuális axonjainak morfometriai elemzését, laminák szerinti eloszlását és lehetséges célpontjainak kvantitatív analízisét szisztematikusan, legjobb tudomásunk szerint, egyetlen kutatócsoport sem végezte el. A neuronális kapcsolatok ismerete ugyanakkor a központi idegrendszer más területein számos alapvető idegrendszeri folyamat leírását, illetve különböző idegrendszeri megbetegedések pathomechanizmusának megfejtését tette lehetővé. Ezek alapján elmondható, hogy a fájdalom lehető leghatékonyabb, illetve a fájdalom típusának legmegfelelőbb csillapításához ugyanígy elengedhetetlen lenne a fájdalominformáció feldolgozását első vonalban végző hátsó szarvi neuronok pontos kapcsolatrendszerének ismerete. A közelmúltban a ferde infravörös LED megvilágítási technika segítségével lehetővé vált a gerincvelő felszínes lamináiban található, in vivo kísérletekben nehezen tanulmányozható neuronok in vitro körülmények között történő vizsgálata. Ez a technika nemcsak az eddig nehezen tanulmányozható neuronok célzott jelöléséhez járult hozzá, hanem a sejtek morfológiáját is megőrzi, ezáltal lehetővé teszi azok lokális axonelágazódási mintázatának, kapcsolatrendszerének vizsgálatát.Tétel Szabadon hozzáférhető Asztrocita-függő és direkt neuronális neuromodulációs hatások egér és humán agyszeleteken(2024) Csemer, Andrea; Pál, Balázs; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar::Élettani IntézetA lassú inward áramok (slow inward currents - SIC) már néhány évtizede ismert jelenségek az agy több területén is. Előző kísérleteinkben már mi is igazoltuk jelenlétét a nucleus pedunculopontinusban, de kimutatták már hippocampusban, thalamusban, nucleus accumbensben, bulbus olfactoriusban, vizuális cortexben és a gerincvelőben. A SIC-ek funkcióját és fiziológiai jelentőségét ennek ellenére még nem ismerjük. Egyes elméletek szerint egy asztrocita doménen belül összehangolja a neuronok működését. Ez viszont a saját eredményeink alapján nem valószínű, mivel a hippocampusban és a nucleus accumbensben talált eredményekkel ellentétben az agytörzsben nem találtunk erre bizonyítékot. Az epilepszia-modellekben is megjelennek a SIC-ek, a magnézium mentes környezet megnöveli ezen áramok frekvenciáját, de a SIC-ek gátlásával az epilepszia nem gátolható. Modellezési és kísérleti kutatások is felvetették annak a lehetőségét, hogy a SIC-eknek neuromodulációs hatásaik vannak. Az NMDA receptorok, valamint az asztrociták nagymértékben befolyásolják a hosszútávó potencírozást (LTP), depressziót (LTD) és az időzítésfüggő ’spike timing dependent plasticity’-t (STDP). Annak fényében, hogy a SIC-ek kialakulásában kulcs szerepet játszik az asztrociták által felszabadított glutamát és a neuronális, GluN2B alegységet tartalmazó extraszinaptikus NMDA receptorok, érdemesnek tartottuk megvizsgálni annak a lehetőségét, hogy a SIC-ek hatással lehetnek a szinaptikus plaszticitásra egér és humán mintákban egyaránt. Ezek mellett vizsgáltuk, hogy az öregedés hogyan hat a SIC-ekre és illetve az általuk befolyásolt folyamatokra. Az astaxanthin lipofil szerkezete lehetővé teszi, hogy átdiffundáljon a sejtmembránon, vagy akár a vér-agy gáton. Rengeteg pozitív hatását bizonyították már, többek között rendkívül erős antioxidáns szer, gyulladáscsökkentő, immunstimuláló, és neuroprotektív. Jótékony hatással van a tanulásra, a memóriára. Neurodegeneratív kórképekben, Alzheimer és Parkinson-kórban is vizsgálják az astaxanthin hatásait. Az utóbbi években antidiabetikus és diétás hatásait is elkezdték vizsgálni. Mivel az astaxanthin étrendkiegészítőként forgalomban van az USA-ban, Japánban és az Európai Unióban, szerettük volna megvizsgálni a hypothalamus étvágyat irányító központjára, a nucleus arcuatusra gyakorolt hatását.Tétel Szabadon hozzáférhető Új neuroendokrin szabályozó mechanizmusok vizsgálata a humán bőrben(2024) Volascsekné Tóth, Kinga Fanni; Oláh, Attila; Tóth, Kinga Fanni; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi KarAz emberi test egyik legnagyobb szerve a bőr, mely kiemelkedő szerepet tölt be a szervezetünk védelmében. Összetett barrierrendszert képezve, az immunrendszerrel szoros együttműködésben egyaránt véd a környezetünkből érkező kémiai, fizikai/mechanikai és biológiai behatásokkal szemben. Munkacsoportunk hosszú évek óta foglalkozik a bőr (kór)élettani folyamataival, illetve azzal, hogy a bőrben fellelhető különböző sejttípusok hogyan járulnak hozzá a gyulladással és/vagy viszketéssel járó kórképek kialakulásához vagy éppen javulásához. Laboratóriumunk kutatásainak másik alappillére az endokannabinoid rendszer (ECS) vizsgálata. Az ECS egy összetett élettani szabályozó rendszer, melynek receptorai és endogén ligandjai a szervezetben szinte mindenhol, így a bőrben is megtalálhatóak. Az ECS „klasszikus” tagjai mellett a bőrben az ionotróp kannabinoid receptorként is funkcionáló tranziens receptorpotenciálú (TRP) ioncsatorna család tagjai is jelen vannak. Minthogy a közelmúltban kimutattuk, hogy a főként Ca2+-ra permeábilis, hőérzékeny TRPV1, -2 és -4 ioncsatornák kifejeződnek a humán faggyúmirigyek sejtjeiben, az értekezés alapjául szolgáló egyik publikációban a negyedik „melegérzékeny” TRPV csatorna, a TRPV3 kifejeződését és szerepét vizsgáltuk meg humán szebocitákon. Kísérleteink második felében egy, a kannabinoid rendszerhez közvetlenül nem kapcsolódó anyag, a klinikai gyakorlatban évtizedek óta biztonságosan alkalmazott antidepresszáns fluoxetin (FX) hatásait vizsgáltuk humán epidermális keratinocitákon, különös tekintettel a molekula lehetséges gyulladásgátló hatásaira, illetve a FX bőrgyógyászati repozícionálásának lehetőségére.Tétel Szabadon hozzáférhető Innovátor és bioszimiláris bioterapeutikumok glikomikai analízise(2023) Borza, Beáta; Guttman, András; Molekuláris orvostudomány doktori iskola; Általános Orvostudományi Kar; Általános Orvostudományi Kar::Molekuláris Medicina Kutató KözpontA biológiai gyógyszerek, vagy más néven bioterápiás készítmények napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak a gyógyszerpiacon. Ezek a készítmények a rekombináns fehérjék széles skáláját ölelik fel, úgy mint a különböző hormonok, vérkészítmények, növekedési faktorok, antitest alapú termékek, fúziós proteinek vagy rekombináns oltóanyagok. Számos olyan rekombináns fehérjealapú gyógyszer van jelenleg a piacon, melyek szabadalmai napjainkban lejárnak, megnyitva ezzel a lehetőséget a konkurens cégek számára, hogy kifejlesszék a saját változataikat, amelyeket biohasonlónak, vagy más néven bioszimilárisnak hívunk. A bioszimilárisok olyan másolatai a már jóváhagyott biológiai gyógyszereknek, amelyek átfogó, összehasonlító vizsgálatok alapján hasonlóságot mutatnak az eredetivel fizikai-kémiai tulajdonságaikban, hatékonyságukban és biztonságosságukbank az innovátor termékhez viszonyítva, de nem teljesen azonosak vele. Az eredeti vagy más néven innovátor és biosszimilárisa közötti különbségek abból adódnak, hogy bizonyos információk az eredeti termék gyártásával kapcsolatban nem hozzáférhetőek vagy hiányosak, ezért a gyártás egyes aspektusai eltérhetnek az innovátor gyártási technológiájához képest. Ennek okán előre meghatározott biohasonlósági kritériumok hivatottak foglalkozni olyan kérdésekkel, mint a kis eltérésekkel szembeni érzékenység, valamint a hasonlóság mértékének megállapítása. A legtöbb rekombináns fehérje készítmény (pl. monoklonális antitestek, fúziós fehérjék, stb.) beleértve a biohasonló gyógyszereket is, általában glikolizált. Ezért a glikoziláció egy kritikus minőségi attribútum, amely alighanem az egyik legnagyobb kihívást jelentő bioszimilaritást befolyásoló jellemző. A bioszimilárisok glikozilációja erősen befolyásolhatja a készítmény biológiai aktivitását, stabilitását, farmakokinetikai profilját, felezési idejét, effektor funkcióit és immunogenitását. A glikozilációnak kiemelt jelentősége van a monoklonális antitestek két fő effektor funkciójára, az antitest-függő sejt közvetített citotoxicitásra (ADCC) és a komplement függő citotoxicitásra (CDC) nézve. Munkám során először egy olyan ortogonális analitikai módszeren (CGE-LIF) alapuló mennyiségi kiértékelést fejlesztettem ki, amellyel bioterapeutikumok N-glikán profiljában található CQA relevanciával bíró cukorszerkezetek pontos mennyiségei könnyen meghatározhatók. Ennek bemutatására az adalimumabterápiás fehérjét használtam fel, melyhez különböző mennyiségben adtam Man5 cukorstandardot. Az elektrokinetikus injektálás paramétereinek kombinációjával definiált injektálási együttható és a csúcsterületek között nagy pontosságú (R2=0.9990) lineáris összefüggés mutatkozott. Ezenkívül vizsgáltam a koncentráció hatását a csúcs alatti területekre, melynél szintén nagyon akkurátus (R2=0.9995) exponenciális összefüggést kaptam. Mindezek alapján megállapítottam az adalimumab mintában lévő eredeti Man5 mennyiségét. A következő lépésben az etanercept nevű fúziós fehérje innovátor és bioszimiláris verziójának mennyiségi összehasonlítását végeztem el, melyhez a relatív csúcsterületeket használtam. Kezdetben exoglikozidázos emésztéssel azonosítottam az etanercepthez kapcsolódó N-glikánokat, majd meghatároztam az elválasztás hőmérsékleti optimumát. Ezután megállapítottam, hogy ugyan nincs minőségbeli eltérés a két N-glikozilációs mintázat között, azonban az egyes struktúrák eltérő mennyiségben vannak jelen. Továbbá, a glikoszimilaritási index elméleti megfontolási alapján összehasonlítottam a relatív csúcsterületeket a mennyiségi kiértékeléshez. A glikoszimilaritás kiértékelésénél az általánosan elfogadott ±20% toleranciaküszöböt alkalmaztam. A mindkét verzióban legnagyobb mértékben kifejeződő mag-fukozilált biantennáris glikán (FA2) CDC modulátori szereppel bír, amely nem képezi részét a hatásmódnak, azaz nem tekinthető glikoszimilaritási kritériumnak. A bioszimiláris profilján megfigyelhető az erősen galaktozilált cukorszerkezetek markáns jelenléte (+130 és +124%), viszont glikoszimilaritás szempontjából ezeknek sincs relevanciája. A monogalaktozilált és oligomannóz glikánok nagyon hasonló arányban vannak jelen az innovátorral összehasonlítva (+7 és +10%) (−13 és +19%). Végezetül, annak érdekében, hogy a kapilláris elektroforézisre kifejlesztett analitikai módszerek és kiértékelések nagy mintaszámra is alkalmazhatók legyenek a gyakorlatban, fukozilált biantennáris, afukozilált biantennáris, oligomannóz, valamint bi-, tri- és tertaantennáris α(2-3), illetve α(2-6) irányultságú sziálsavas glikánkönyvtárakat analizáltam multikapilláris elektroforézis készülékkel. Maltooligoszacharid létra és a GUcal szoftver segítségével új glükózegység adatbázist hoztam létre, melynek segítségével multikapilláris elektroforézis készülék alkalmazásával pontosabb kiértékelhetőség valósítható meg. Az adatbázis felállítása után a glikánkönyvtárakkal és maltooligoszacharid létrával együtt analizált terápiás antitestek (etanercept és adalimumab) N-glikánjait azonosítottam. A doktori munkám során megvalósított módszerfejlesztési stratégiával a CQA relevanciával bíró cukorstruktúrák gyors és egyszerű analízise valósítható meg, ahogy azt egy innovátor termék és bioszimilárisa esetén elvégeztem. A nagy mintaszámra történő alkalmazás kifejlesztése megnyitja a lehetőséget az ipari és klinikai laboratóriumok számára a glikozilációs mintázatok összevetését egy ortogonális módszer alkalmazásával.Tétel Szabadon hozzáférhető 3D nyomtatott fantomok vizsgálata és alkalmazása az orvosi képalkotó diagnosztikában(2024) Kiss, János; Balkay, László; Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola; Általános Orvostudományi Kar::Orvosi Képalkotó IntézetAz orvosi képalkotó eszközök mellett alkalmazott fizikai fantomok lehetővé teszik az egyes modalitások képalkotó képességeinek átfogó analízisét, illetve azok speciális kalibrálását. Ezen felül igen előnyösen alkalmazhatók új képalkotási technikák és algoritmusok kifejlesztésében és tesztelésében anélkül, hogy valódi pácienseket kellene bevonni a folyamatokba. Felhasználásuk kifejezett előnye, hogy azonos feltételek mellett ismételhető és összehasonlítható vizsgálatokat tesznek lehetővé. A 3D nyomtatás komplex és célorientált termékeket előállítani képes, relatíve alacsony üzemeltetési költségű, automatizált, additív gyártási megoldások összessége, mely technológia rohamos fejlődése és sokoldalúsága az orvosi képalkotás területén is új lehetőségeket teremtett. Az elmúlt években számos közlemény taglalta, hogy bizonyos képalkotó modalitásoknál és konkrét diagnosztikus kérdések esetén a 3D nyomtatási technológiák megfelelő módszert nyújtanak fantomok hatékony tervezésére és előállítására. A nukleáris kardiológia területén számos olyan diagnosztikai kihívás mutatkozik, melyre a jelenleg elterjedt, egyszerűsített geometriával rendelkező fantomkonstrukciók használata mellett kidolgozott eljárások nem adnak hatékony megoldást, így e téren felmerült az igény, anatómiailag helyes, könnyen előállítható és hatékonyan alkalmazható képminőség fantomokra. A 3D nyomtatási technológia egyre inkább megjelenik az MR radiomika területén is. Ugyanakkor jelenleg igen kevés az ilyen fantomkonstrukciókról szóló közlemény, mivel a textúra számolásokhoz kifejezetten nehéz, mind időben, mind összetettségben elegendően heterogén fantomokat alkotni, illetve ezeket reprodukálható módon előállítani. Új, struktúrájukban heterogén, nyomtatott fantomok létrehozását éppen ez, a területen tapasztalható hiátus motiválja, hiszen a kvantitálható radiomikai kiértékelés különösen fontos az egyébként nem kvantitatív MR képalkotás esetén. Az értekezést megalapozó kutatások során specifikus, szálolvasztásos (FDM) 3D nyomtatási technológiával politejsav (PLA), valamint, polietilén tereftalát glikol (PETG) filament anyagból előállított, páciens adatokra épülő, antropomorf, valamint matematikai, absztrakt fantomok szélesebb körű alkalmazhatóságát elemeztük a nukleáris kardiológia, illetve az MRI képalkotás területén. Vizsgálataink egyik részében azt tanulmányoztuk, hogy a SPECT/CT diagnosztika kardiológiai alkalmazásához készíthető-e olyan nyomtatott, antropomorf szívfantom, amellyel hatékonyan analizálhatók az eljárás leképzési tulajdonságai. Tanulmányoztuk továbbá, két, eltérő típusú, absztrakt textúrával rendelkező, 3D printelt fantomkonstrukció MRI felvételei esetén a textúra analízis módszereit, azok eredményeit és megbízhatóságukat. Physical phantoms used alongside medical imaging devices allow comprehensive analysis of the imaging capabilities of each modality and their specific calibration. In addition, they can be used to great advantage in the development and testing of new imaging techniques and algorithms without the need to involve real patients in the process. A distinct advantage of their use is that they allow repeatable and comparable tests under the same conditions. 3D printing is a set of automated, additive manufacturing solutions capable of producing complex and purpose-driven products at relatively low operating costs, and the rapid development and versatility of this technology has created new opportunities in the field of medical imaging. In recent years, a number of publications have shown that for certain imaging modalities and specific diagnostic questions, 3D printing technologies offer a suitable method for the efficient design and fabrication of phantoms. In the field of nuclear cardiology, there are a number of diagnostic challenges that are not effectively addressed by the current procedures using simplified geometry phantom constructs, and the need for anatomically correct, easily produced and efficiently applied image quality phantoms has arisen. 3D printing technology is also increasingly emerging in the field of MR radiomics. However, there are currently very few publications on such phantom constructs, as it is particularly difficult to create phantoms that are sufficiently heterogeneous in both time and complexity for texture computations, and to produce them in a reproducible way. The creation of new, structurally heterogeneous, printed phantoms is motivated by this gap in the field, as quantifiable radiomic evaluation is particularly important for otherwise unquantifiable MR imaging. During the research underlying the dissertation, we analyzed the broader applicability of patient-specific anthropomorphic and mathematical abstract phantoms produced using specific fused deposition modeling (FDM) 3D printing technology with polylactic acid (PLA) and polyethylene terephthalate glycol (PETG) filament materials in the fields of nuclear cardiology and MRI imaging. In one part of our investigations, we explored whether a printed anthropomorphic heart phantom could be created for SPECT/CT diagnostic applications in cardiology to efficiently analyze the imaging characteristics of the procedure. Additionally, we examined the methods, results, and reliability of texture analysis for two different types of 3D printed phantom constructions with abstract textures in MRI images.Tétel Szabadon hozzáférhető A citoszkeletális szeptin7 fehérje szerepe a vázizmok működésében és regenerációjában(2024) Szabó, László; Dienes, Beatrix; Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola; Általános Orvostudományi Kar::Élettani IntézetA szeptin filamentumok a vázizomzat citoszkeletonjának szerves és nélkülözhetetlen részét képezik. Eddigi ismereteink alapján már tudjuk, hogy kölcsönhatásba léphetnek a sejtváz más elemeivel, a sejtmembránnal és emellett számos jelátviteli útvonalban is részt vehetnek. A szeptin7 egyedi szerkezete miatt nélkülözhetetlen a szeptin rendszert alkotó kompexek felépüléséhez. A szeptin7 citoszkeletális fehérjével végzett vizsgálatok során a genetikailag módosított egereken megfigyelt izomerő-csökkenés és gerincdeformitás a fehérje vázizomban betöltött jelentős szerepére utal. Ez a hatás kettős természetű. A szeptin rendszer strukturális feladatának elégtelensége mellett a mitokondriális funkció is sérült. Az egyes mitokondriumok szerkezeti módosulása és az összefüggő mitokondriális hálózatok kialakulása arra utalhatnak, hogy a szeptinrendszer és a mitokondriális osztódás, valamint hasítás folyamata szoros kapcsolatban áll. Ezek a morfológiai változások hozzájárulhattak a rostszerkezet további átrendeződéséhez és a mitokondriális funkció romlásához. A szeptin7 kifejeződése korfüggést mutatott, melyben a fiatal egyedekben a szeptin7 emelkedett expressziója a sejtosztódásban játszott fontos szerepének tulajdonítható. A kor előrehaladtával expressziója csökken, feladata inkább a membránszerveződésben, a differenciálódásban, a sejt-sejt közötti kapcsolatok létrehozásában és a belső struktúra kialakításában nyilvánul meg. Ezen folyamatok mindegyike jelentős szereppel bír a regeneráció folyamatában, ennek köszönhetően a szeptin7 hiánya több ponton is akadályozhatja az izomgyógyulást. A kísérleteink során igazoltuk, hogy a szeptin7 hiányának következtében az izomgyógyulás markerei megváltozott expressziót mutattak, ami arra utalhat, hogy a regeneráció fázisai lelassultak és elhúzódott a gyógyulás. A szeptin7 szerepének pontosabb megértése és interakciós partnereinek feltárása elősegítheti az izomregeneráció és az izomerő generálás folyamatának teljesebb feltérképezését. Az így szerzett ismeretek hozzájárulhatnak az izomsorvadásos betegségek, illetve az időskori izomgyengeség elleni terápiák kidolgozásához, valamint a mikrogravitációban bekövetkező izomleépülés megelőzéséhez, így javítva az érintett páciensek életminőségét.Tétel Szabadon hozzáférhető A CBA és az ABT-333 emlős kamrai akciós potenciálra és az azt kialakító ionáramokra kifejtett hatásai(2024) Dienes, Csaba Bálint; Szentandrássy, Norbert; Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola; Általános Orvostudományi Kar::Élettani IntézetA TRPM4 a tranziens receptor potenciál csatornacsalád melasztatin alcsaládjának tagja. Expresszióját több humán szervben is kimutatták már. Részt vesz többek közt a membránpotenciál és a Ca2+ homeosztázis szabályozásában ingerlékeny, valamint nem ingerlékeny szövetek sejtjeiben egyaránt. A TRPM4-csatornák a szívben mind a munkaizomrostokban, mind pedig az ingerületvezető rendszerben kimutathatók, mutációjuk ingerületvezetési zavarokat okozhat, továbbá feltételezik, hogy a TRPM4 részt vesz a szívizom hipertrófia, valamint ischaemia-reperfúziós sérülés kialakulásában. Célunk volt megvizsgálni a TRPM4 ioncsatorna expresszióját kutyaszíven valamint egy célzottan a TRPM4-csatorna gátlására kifejlesztett szer, a CBA bal kamrai kutya szívizomsejtekre gyakorolt hatásait feltérképezni. A TRPM4 fehérje kifejeződését elsőként mutattuk ki kutyaszív mind a négy üregének falában, valamint a bal karma falából izolált kardiomiocitákban is. Megállapítottuk, hogy a CBA csökkentette az 1. fázis repolarizáció meredekségét, valamint enyhén növelte az akciós potenciál (AP) amplitúdóját, mely hatásokért valószínűleg a szer tranziens kifelé irányuló káliumáram (Ito) gátló hatása felelős. Az AP rövidülésének tendenciáját az AP feszültség-zár méréseken is látható, plató fázis alatti befelé irányuló áramok, különös tekintettel a késői nátriumáram CBA általi gátlása hozza létre. Eredményeink alapján tehát a CBA nem teljesen szelektív a TRPM4-csatornákra, így a csatorna funkcionális vizsgálatára önmagában natív szöveten nem használható, farmakológiai kombinációban való alkalmazása pedig fokozott körültekintést igényel. A késői egyenirányító káliumáram gyors komponense (IKr) a kamrai izomsejtek 3. fázis repolarizációjában elsődleges szerepet játszik. A csökkent IKr áram hosszú QT-szindrómához és korai utódepolarizációhoz (EAD) vezet, ezért potenciálisan életveszélyes ritmuszavarokat és hirtelen szívhalált okozhat. Az IKr több szelektív gátlószere is ismert, mint például a dofetilid vagy az E-4031. Ezen két vegyület közös tulajdonsága, hogy jelentősen megnövelik a kamrai AP időtartamát és metánszulfonamid csoportot tartalmaznak. Az ABT-333 (dasabuvir) egy hepatitis C fertőzés kezelésében használt vírusellenes szer, amely hasonlóan az IKr kialakításáért felelős hERG-csatornák egyes gátlószereihez (dofetilid és E-4031), szintén tartalmaz metánszulfonamid csoportot. Ezen hasonlóság alapján az ABT-333 is potenciálisan IKr gátló hatással bír, azonban a vegyület kamrai szívizomzatra gyakorolt hatásai még nem ismertek. Az ABT-333 kutya bal kamrai szívizomsejtek AP morfológiára, az AP-t kialakító ionáramokra, valamint expresszált hERG csatornákra gyakorolt hatásainak vizsgálatát tűztük ki célul. 1 μM ABT-333 reverzibilis módon megnyújtotta az AP-t, a 0. és 1. fázis maximális sebessége pedig irreverzibilis csökkenést mutatott. A magasabb ABT-333 koncentrációk nagyobb AP megnyúlást, a korai platópotenciál növekedését és a 0., 1. és 3. fázis maximális sebességének csökkenését okozták. Egyes sejtekben 3-30 μM ABT-333 koncentrációban EAD-k jelentek meg. Az AP feszültség-zár technikával mért 10 μM ABT-333-érzékeny áram egy IKr-nek megfeleltethető késői kifelé irányuló komponenst, valamint egy Ito-nak megfeleltethető korai kifelé irányuló komponenst tartalmazott. Az ABT-333 koncentrációfüggő, részben reverzibilis módon csökkentette a hERG-csatorna által közvetített ionáramot, 3,2 μM-os félgátló koncentrációval. Az ABT-333 a molekuláris szerkezete alapján potenciálisan blokkolja a hERG-csatornákat és az IKr áramot. Ez beigazolódott, mivel 1-30 µM ABT-333 jelenlétében a szív AP megnyúlt és EAD-k jelentkeztek, továbbá csökkent az expresszált hERG csatornák árama is. Az ABT-333 szívritmuszavarok szempontjából biztonságosnak tekinthető, mivel plazmaszintje még túladagolás esetén sem ér el ilyen magas koncentrációt.Tétel Szabadon hozzáférhető Oxidatív stressz és poli-ADP-riboziláció a normál bőrben és a sebgyógyulás folyamatában(2023) Bodnár, Edina; Szabó, Éva; Molekuláris Orvostudomány Doktori Iskola; Általános Orvostudományi Kar; Általános Orvostudományi Kar::Bőrgyógyászati TanszékAz oxidativ stressz kutatása napjainkban reneszánszát éli. Vizsgálati eredmények sora bizonyítja szerepét számos betegségben. Az oxidatív stressz által indukált PARP aktiváció szintén számos pathofiziológiai folyamatban szerepet játszik. Vizsgálataink egyik fő célja az volt, hogy megnézzük a PARiláció szerepét a bőr élettani folyamataiban és a sebgyógyulásra vonatkozóan. Munkánk során kifejezetten az oxidatív/nitrozatív stressz által stimulált PARilációnak a szerepét vizsgáltuk. Megnéztük, hogy a peroxinitrit- DNS károsodás- PARP aktivációs útvonal jelen van-e a sebgyógyulás folyamatában akut és krónikus sebekben. Valamint célunk volt a redox környezet jellemzése a normál bőrben és a sebgyógyulás folyamatában oxidativ stresszmarkerek segítségével. Vizsgálatainkban demonstráltuk a PAR jelenlétét keratinocitákban, sebocitákban, haj folliculusokban, endothel sejtekben és a subcutan adipocitákban a normál bőrben, jelezve azt, hogy a PARP fiziológiás funkciókat szabályozhat ezekben a sejtekben. Ismert, hogy az oxidativ stressznek szerepe van a sebgyógyulás bonyolult folyamatában, de még sok a feltáratlan részlet. Vizsgálataink során jellemeztük az akut és krónikus sebek redox környezetét. Eredményeink alapján egyértelmű, hogy a redox környezet a krónikus emberi sebekben különbözik az akut sebektől, amit az intenzív gyulladás és a magasabb antioxidáns szintek tükröznek. Az egyes ROS speciesek valamint a redox szignál mechanizmusok szerepének további elemzése célzott terápiás lehetőségeket is jelenthet a jövőben a késleltett sebgyógyulás kezelésére. Felvetődik a kérdés, hogy vajon a sebfolyadékok vagy szérumok részletes redox- és gyulladásos biomarker-profilja képes lesz-e prediktív biomarkereket szolgáltatni a nem gyógyuló sebek azonosítására. A peroxinitrit-termelés és a PARiláció is jelen van a krónikus sebekben, és valószínűleg hozzájárul a szövetkárosodáshoz. Ezen folyamatok szerepének pontosabb tisztázása normális és patológiás sebekben további vizsgálatokat igényel, melyekre vonatkozóan már elkezdtük vizsgálatainkat.