Umowa o dofinansowanie nr 2019/35/D/NZ4/04259
Wartość projektu (całkowity koszt projektu): 1 791 132,00 PLN
Jednostka finansująca: Narodowe Centrum Nauk
Czas realizacji: 2020-2025
Zespół
Kierownik projektu
dr Witold Nowak
Wykonawcy
Doktoranci
Studenci
Streszczenie projektu
Jedna na 100 osób powyżej 60. roku życia rozwinie tętniaka aorty brzusznej, a jedynie 15-35% osób przeżyje pęknięcie tętniaka. Ryzyko tworzenia się tętniaków aorty wiąże się między innymi ze starzeniem oraz nieprawidłowym funkcjonowaniem śródbłonka naczyniowego. Najnowsze badania wykazały, że hem, ważny kofaktor wielu enzymów oraz niezbędny element mitochondrialnego transportu elektronów, jest kluczowy dla dobrostanu śródbłonka naczyniowego.
W prowadzonych przez nas eksperymentach zaobserwowaliśmy niższe ryzyko powstawania tętniaków aorty brzusznej u myszy pozbawionych oksygenazy hemowej-1 - enzymu, który rozkłada hem. Na podstawie badań wstępnych i dostępnej literatury sformułowaliśmy hipotezę, że zwiększona dostępność hemu w komórkach śródbłonka zmienia metabolizm komórkowy i w ten sposób chroni je przed uszkodzeniem. Celem niniejszego projektu jest weryfikacja tej hipotezy.
Korzystając z myszy z komórkowo-specyficzną delecją genu Hmox1, sprawdzimy, które komórki ściany naczyń krwionośnych są odpowiedzialne za obserwowany ochronny efekt obniżonej degradacji hemu. W ludzkich pierwotnych komórkach śródbłonka z obniżonym poziomem HO1 zaobserwowaliśmy niezmieniony poziom całkowitego hemu, przy jednoczesnym obniżeniu ekspresji enzymów szlaku syntezy hemu lub jego prekursorów. W celu zbadania poziomu wolnego hemu wykorzystamy nowoczesny system detekcji hemu oparty o fluorescencję, który pozwoli nam sprawdzić wpływ obniżenia degradacji hemu na jego produkcję i lokalizację wewnątrzkomórkową. Ponadto, stworzymy nowy typ myszy transgenicznych, który pozwoli na analizę poziomu wolnego hemu w komórkach żyjących zwierząt. Analiza transkryptomu i metabolomu komórek z zaburzoną degradacją hemu pozwoli lepiej zrozumieć w jaki sposób hem może regulować metabolizm komórkowy. Badania poziomu metabolitów i ekspresji genów zostaną uzupełnione o analizy funkcjonalne. Mysie pierwotne komórki śródbłonka pozbawione HO1 charakteryzowały się zmianami w ścieżkach sygnałowych regulujących ich stan uśpienia. Wykorzystując ludzkie komórki pierwotne oraz badania na mysich aortach zbadamy wpływ obniżenia degradacji hemu na uśpienie i starzenie się komórek śródbłonka.
W ostatnim etapie badań sprawdzimy także, czy suplementacja prekursorami hemu może spowolnić lub zatrzymać powstawanie tętniaków w mysim modelu choroby. Znajomość mechanizmów, które mogą prowadzić do powstawania tętniaków może prowadzić do rozwinięcia nowych strategii leczenia choroby.