A kénhidrogén homeosztázis szabályozása humán kalcifikált szívbillentyűben: molekuláris mechanizmusok, farmakológiai vonatkozások

Combi, Zsolt

A kénhidrogén homeosztázis szabályozása humán kalcifikált szívbillentyűben: molekuláris mechanizmusok, farmakológiai vonatkozások

dc.contributor.advisor	Balla, József
dc.contributor.author	Combi, Zsolt
dc.contributor.department	Laki Kálmán doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	Általános Orvostudományi Kar
dc.contributor.submitterdep	Általános Orvostudományi Kar::Belgyógyászati Intézet
dc.contributor.submitterdep	Általános Orvostudományi Kar::Belgyógyászati Intézet::Nephrológiai Tanszék
dc.date.accessioned	2024-10-11T10:37:32Z
dc.date.available	2024-10-11T10:37:32Z
dc.date.created	2024
dc.date.defended	2024-11-12
dc.description.abstract	Ismert tény, hogy a gyulladás kulcsszerepet játszik a CAVD patogenezisében és az NF-κB transzkripciós faktor a gyulladás egyik központi szabályozója. A proinflammatórikus citokinek, mint az IL-1β és a TNF-α expressziója szignifikánsan megemelkedett a CAVD-ben szenvedő betegek és zsírdús étrenden tartott ApoE-/- egerek meszesedő aortabillentyűiben. Munkacsoportunk korábban bemutatta, hogy a kénhidrogén gátolja a humán aortabillentyűben a meszesedést. Ezt igazolták kísérleti eredményeink, ugyanis az endogén H2S-termelő enzimek, a CSE és a CBS kettős géncsendesítése fokozta a mineralizációt és a gyulladást a humán kalcifikált aortabillentyűből izolált VIC sejtekben. Megvizsgáltuk, hogy a kénhidrogén az anti-kalcifikációs hatását, a gyulladás csökkentésén keresztül fejti-e ki. Eredményeink alapján, az NF-κB transzkripciós faktor géncsendesítése vagy farmakológiai gátlása megakadályozta a RUNX2 – a csontképződést szabályozó transzkripciós faktor - nukleáris transzlokációját, ami gátolta a VIC sejtek meszesedését. Megfigyeltük, hogy H2S-t felszabadító AP72 donor molekulával történt kezelés, megakadályozta az ApoE-/- egerek aortabillentyűiben és humán VIC sejtekben az NF-κB és a RUNX2 nukleáris transzlokációját, amely csökkent citokinválaszt eredményezett. Elsőként bizonyítottuk, hogy a RUNX2 kénhidrogén (CSE/CBS) általi szabályozása az NF-κB-n keresztül történik, ami kapcsolatot teremt a gyulladás és a valvuláris mineralizáció között. Feltártuk a humán aortabillentyűk H2S-szintjének metabolikus szabályozását. A CSE enzim magasabb expressziója ellenére, alacsonyabb biológiailag hozzáférhető H2S és magasabb IL-1β és TNF-α szinteket mutattunk ki CAVD betegek aortabillentyűiben az egészséges egyénekhez képest. Az eredmények tükrében, elsőként elemeztük a H2S mitokondriális oxidációjában részt vevő enzimeket, köztük a SQR, az ETHE1, az SO és a TST szerepét a valvuláris mineralizációban. Bemutattuk az AP39, egy specifikus, a mitokondriumot célzó H2S-t kibocsájtó donor molekula, anti-kalcifikációs és anti-inflammatórikus hatását. Az értekezés klinikai relevanciája, hogy az általunk vizsgált kénhidrogént felszabadító donor molekulák hosszú felezési idejűek, így a hatóanyagot lassan, szabályozott módon adják le, ezáltal biztosítják a fiziológiásan tolerálható kénhidrogén koncentrációt, így a jövőben a szív- és érrendszeri megbetegedések kezelésében potenciális gyógyszerjelöltekké válhatnak.
dc.description.abstract	It is well known that inflammation plays a key role in the pathogenesis of CAVD, and the NF-κB transcription factor is a central regulator of inflammation. The expression of proinflammatory cytokines such as IL-1β and TNF-α is significantly elevated in the calcifying aortic valves of patients with CAVD and in ApoE-/- mice on a high-fat diet. Our research group previously demonstrated that hydrogen sulfide (H2S) inhibits calcification in human aortic valves. This was confirmed by our experimental results, as dual gene silencing of endogenous H2S-producing enzymes, CSE and CBS, enhanced mineralization and inflammation in VIC cells isolated from human calcified aortic valves. We investigated whether H2S exerts its anti-calcification effects through the reduction of inflammation. Based on our results, silencing or pharmacological inhibition of the NF-κB transcription factor prevented the nuclear translocation of RUNX2, a transcription factor that regulates bone formation, thereby inhibiting calcification in VIC cells. We observed that treatment with the H2S-releasing donor molecule AP72 prevented the nuclear translocation of NF-κB and RUNX2 in the aortic valves of ApoE-/- mice and human VIC cells, resulting in a reduced cytokine response. For the first time, we demonstrated that the regulation of RUNX2 by hydrogen sulfide (CSE/CBS) occurs via NF-κB, establishing a link between inflammation and valvular mineralization. We explored the metabolic regulation of H2S levels in human aortic valves. Despite the higher expression of the CSE enzyme, we identified lower biologically available H2S and higher levels of IL-1β and TNF-α in the aortic valves of CAVD patients compared to healthy donors. We were the first to analyze the role of enzymes involved in the mitochondrial oxidation of H2S, including SQR, ETHE1, SO, and TST in valvular mineralization. We demonstrated the anti-calcification and anti-inflammatory effects of AP39, a specific mitochondria-targeting H2S-releasing donor molecule. The clinical relevance of the dissertation lies in the fact that the H2S-releasing donor molecules we studied have a long half-life, thus providing the active substance in a slow and controlled manner, ensuring physiologically tolerable H2S concentrations. Therefore, in the future, they could become potential drug candidates for the treatment of cardiovascular diseases.
dc.format.extent	89
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/2437/381029
dc.language.iso	hu
dc.language.iso	en
dc.subject	szívbillentyű kalcifikáció, gyulladás, kénhidrogén, foszfát, aortic valve calcification, inflammation, hydrogen sulfide, phosphate,
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	A kénhidrogén homeosztázis szabályozása humán kalcifikált szívbillentyűben: molekuláris mechanizmusok, farmakológiai vonatkozások
dc.title.translated	Regulation of hydrogen sulfide homeostasis in human calcified heart valves: molecular mechanisms and pharmacological implications