Deoxyribonukleázová aktivita v plazme a jej význam pri odstraňovaní extracelulárnej DNA

DNA sa nachádza skrytá za viacerými membránami v jadrách a mitochondriách, prípadne v chloroplastoch eukaryotických buniek. Keď sa bunky pasívne alebo aktívne rozpadajú, môže sa táto DNA dostať do mimobunkového priestoru a nazývame ju extracelulárna DNA (ecDNA). Ak ecDNA nie je rýchlo odstránená, je rozpoznávaná imunitným systémom ako signál nebezpečenstva a indukuje zápalovú reakciu. Tento mechanizmus je dôležitý pri autoimunitných chorobách ako systémový lupus alebo reumatoidná artritída, ale v posledných rokoch sa publikovali práce, ktoré potvrdzujú význam ecDNA aj pri patogenéze sepsy, crush syndrómu, ale i akútneho zlyhávania pečene a obličiek, či dokonca metabolického syndrómu. V animálnych modeloch týchto chorôb sa preukázal terapeutický efekt aplikácie deoxyribonukleázy (DNázy). Výrazný záujem o ecDNA však kontrastuje s minimom publikovaných dát o jej odstraňovaní a o endogénnej DNázovej aktivite, ktorá by mohla byť dôležitá pri degradovaní ecDNA. Cieľom projektu je popísať interindividuálnu a intraindividuálnu variabilitu DNázovej aktivity v plazme ľudí i experimentálnych zvierat, otestovať možný vplyv modelovaných chorôb na DNázovú aktivitu a overiť význam variability endogénnej DNázovej aktivity na patogenézu chorôb v animálnych experimentoch.

Vplyv prenatálnej expozície nezdravej strave na včasný neuromotorický vývin a neskorší metabolický status mláďat potkana

Experimentálne a epidemiologické štúdie dokladajú, že riziko vzniku metabolických ochorení v priebehu života je o.i. ovplyvňované fetálnym programovaním zdravia jedinca v dospelosti. Stravovací režim je jedeným z najzávažnejších faktorov ovplyvňujúcich zdravie. Diéta matky v priebehu kritického vývojového obdobia dieťaťa (gravidita, laktácia) môže zásadne ovplyvniť riziko vzniku metabolických ochorení jej potomkov. Cieľom predkladanej štúdie je objektivizovať možný vplyv konzumácie stravy typu „fast-food“, a nápojov umelo dosládzaných fruktózou na včasný neuromotorický vývin potomkov potkana, a metabolický status v dospelosti, u oboch pohlaví. Poznanie týchto vzťahov je potrebné pre ozrejmenie etiopatogenetických faktorov vzniku metabolických ochorení, a z klinického hľadiska pre možnosť včasnej a účinnej nutričnej intervencie u matiek za účelom potenciálnej prevencie metabolických ochorení potomkov.

Extracelulárna DNA a jej význam v patogenéze renálnych a metabolických komplikácií rôznych chorôb

DNA z jadier a mitochondrií sa dostáva pri bunkovej smrti do extracelulárneho prostredia. Extracelulárna DNA je rozpoznávaná vrodeným imunitným systémom a indukuje zápalovú odpoveď. Medzi choroby, ktoré sú asociované so zvýšením koncentrácie extracelulárnej DNA, patria sepsa, obezita a zlyhávanie pečene. Úloha extracelulárnej DNA pri patogenéze komplikácií týchto chorôb nie je jasná. Cieľom tohto projektu je overiť vplyv extracelulárnej DNA na glukózový metabolizmus a renálne funkcie pomocou farmakologických (deoxyribonukleáza a chlorochín) a genetických prístupov (knock-out myši pre TLR9, RAGE a DNase I, génová terapia pomocou deoxyribonukleázy) v animálnych experimentoch. Našou hypotézou je, že znížením extracelulárnej DNA alebo blokovaním jej rozpoznávania imunitným systémom zabránime rozvoju renálneho zlyhávania a inzulínovej rezistencie. Pochopenie patogenézy komplikácií sepsy, obezity a zlyhávania pečene môže priniesť nové terapeutické modality a zlepšiť prognózu pacientov pri týchto chorobách.

Úloha extracelulárnej DNA v patogenéze a liečbe zápalových črevných ochorení.

Hlavné formy zápalových črevných ochorení (ZČO) sú Crohnova choroba a ulcerózna kolitída. Extracelulárna DNA (ecDNA) predstavuje nebunkovú zložku DNA, korá sa nachádza v plazme a v iných telových tekutinách. Úlohe ecDNA v patogenéze ZČO sa venovalo relatívne málo štúdií. Vychádzame z predpokladu, že rôzne typy ecDNA, či už bakteriálna, mitochondriálna alebo jadrová sú pri ZČO vo vyššej koncentrácii ako u zdravých jedincov a spolupôsobia pri multifaktoriálnej etiológii ZČO. Vedeckým cieľom projektu je popísanie dynamiky ecDNA na zvieracích modeloch kolitídy a u pacientov so ZČO a následne overiť terapeutický potenciál ovplyvnenia ecDNA. Pre tento účel použijeme bakteriálnu génovú terapiu, ktorá predstavuje inovatívny prístup k liečbe chorôb gastrointestinálneho traktu. Cieľom celého projektu je preto aj pripraviť klinicky relevantnú formu bakteriálnej génovej terapie zápalových črevných ochorení.

Molekulárny mechanizmus antimikrobiálneho účinku steroidov na uropatogénne baktérie

Infekcie močových ciest patria celosvetovo medzi najčastejšie infekcie vyžadujúce hospitalizáciu.Častejšie postihnuté sú ženy, avšak u nich je skôr pravdepodobný priebeh bez komplikácií, u mužov a detí sa tieto infekcie vyskytujú so závažnejším priebehom. Vyššia miera uroinfektov u postmenopauzálnych žien a detí v preadolescentnom veku naznačuje, že pohlavné hormóny môžu byť spoluzodpovedné za ovplyvňovanie týchto rozdielov. Presný mechanizmus interakcií nie je známy aj s ohľadom na to, že až donedávna nebol k dispozícii spoľahlivý model infekcie močových ciest u mužov/samcov.Nedávno sa ukázalo, že iné steroidy napr. vitamín D by mohli mať modulačný účinok na imunitný systém. Nižšie hladiny vitamínu D u pacientov boli asociované s rekurentnými infekciami. Vzhľadom na komplexnosť metabolizmu steroidov, je mechanizmus ich účinku stále neobjasnený.V sérii in vivo experimentov by sme chceli objasniť molekulárny mechanizmus tohto steroidmi indukovaného účinku.

Úloha netózy v patogenéze preeklampsie

Preeklampsia je vážna a častá komplikácia gravidity. V patogenéze bol popísaný abnormálny vývin placenty a zápal, ale etiológia zostáva neznáma. Viaceré štúdie poukázali na vysoké hladiny extracelulárnej DNA v matkinej cirkulácii pri preeklampsii. Extracelulárna DNA je rozpoznávaná bunkami imunitného systému a indukuje zápal. V klinickej štúdii budeme sledovať extracelulárnu DNA a množstvo netov, nukleozómov a aktivitu DNáz. V animálnom pokuse budeme sledovať rovnaké parametre a navyše vplyv inhibítora aktivity neutrofilov, inhibície zápalovej odpovede a vplyv DNázy na príznaky podobné preeklampsii. Týmto chceme overiť hypotézu, že extracelulárna DNA tvoriaca sa v priebehu netózy z aktivovaných neutrofilov prispieva k zápalu, je tvorená oxidovanou DNA, ktorá je vo forme nukleozómov v cirkulácii matky a je chránená pred účinkami DNáz. Zvýšené množstvo oxidovanej extracelulárnej DNA môže potom prispievať k patogenéze preeklampsie a čiastočná inhibícia tohoto systému by mohla predstavovať krok k účinnej terapii.