#173020 Сигнални молекули у дијабетесу: идентификација потенцијалних биолошких маркера укључених у модификацију и интеграцију сигналних путева у циљу предикције и интервенције у дијабетесу

Diabetes mellitus је комплексан метаболички поремећај који се манифестује у два основна облика, дијабетес тип 1 (ДТ1) и много чешћи облик, дијабетес тип 2 (ДТ2). Иако оба типа дијабетеса имају различите етиологије, оба карактерише хипергликемија због поремећене хомеостазе глукозе. Хипергликемија је последица недовољне концентрације инсулина у крви, што је случај у ДТ1, или неосетљивости циљних ћелија на деловање инсулина у ДТ2. У основи ДТ1 је аутоимуно обољење кога карактерише потпуни губитак β ћелија панкреаса које производе инсулин. Нестанак β ћелија у ДТ1 одвија се релативно брзо у поређењу са смањењем броја функционалних β ћелија у ДТ2 кога карактерише прогресиван губитак функционалности ћелија и потепено смањење њиховог броја. Разјашњење молекуларних механизама који регулишу функционалност ћелија и патолошке молекуларне процесе у дијабетесу, лежи у основи парадигме за терапију дијабетеса која предвиђа примену стратегија усмерених на побољшање функционалности и вијабилности β ћелија супресијом цитотоксичних сигналних путева и спречавањем активације процеса ћелијске смрти. Истраживања Одељења за молекуларну биологију фокусирана су на β ћелије, као и на хепатоците и кардиомиоците у контексту дијабетичних компликација. Експериментални системи које користимо су in vivo модел стрептозотоцином (СТЗ)-индукованог дијабетеса код лабораторијских пацова и in vitro модели базирани на различитим културама ћелијских линија.

Потпројекат: Генетска предиспозиција за развој дијабетеса тип 1 и нови приступи у превенцији дисфункције бета-ћелија у дијабетесу: изучавање путева преноса сигнала посредованих CXCL12

Руководилац потпројекта: др Мелита Видаковић, научни саветник

Основни циљ овог истраживачког правца јесте испитивање специфичног одговора β ћелија на хемокин CXCL12 и друге сигналне медијаторе који стимулишу преживљавање и пролиферацију ћелија. CXCL12 је ванћелијски медијатор са хемотактичким и ангиогеним активностима који своје деловање остварује интеракцијом са специфичним рецептором. CXCL12 стимуилише фосфатидилинозитол 3-киназа/Акт сигнални пут и опстанак ћелија модулацијом низводног пута трансдукције сигнала. Даље, показано је да повреда β ћелија индукује експресију гена за CXCL12. Секретовани CXCL12 изазива у панкреасу дедиференцијацију α ћелија у про-α ћелије које синтетишу GLP-1 и његов рецептор, што доводи до трансдиференцијације про-α ћелија у β ћелије. Овај процес представља потенцијалну стратегију у третману ДТ1. Публиковани резултати истраживања из нашег одељења документовали су ефекат CXCL12 на β ћелије који се манифестује увећањем резистенције на дијабетогене стимулусе и експресијом пролиферативног фенотипа. Део наших истраживања обухвата изучавање ензима PARP-1 као важног сигнализатора ДНК оштећења, транскрипционог регулатора и биолошког маркера ћелијске хомеостазе, у контексту комуникације PARP-1 и CXCL12. Истраживања молекуларних механизама регулације експресије гена за CXCL12 у β ћелијама панкреаса пацова укључују идентификацију генских модулаторних протеина као и епигенетских механизама. Такође се изучавају молекуларни механизми деловања различитих природних производа у одбрани β ћелија од дијабетогених стимулуса in vitro и in vivo.

Тренутна истраживања

Анализа профила ДНК метилације промотора гена за CXCL12 и првог интрона у β ћелијама панкреаса током прве четири недеља развоја дијабетеса изазваног ињецирањем СТЗ код пацова.
Утицај одабраних синтетских инхибитора ензиматске активности PARP-1 на метилациони профил промотора и првог интронског региона гена за CXCL12. Наши прелиминарни резултати су показали да нека од ових једињења индукују пад метилације CpG.
Скрининг студија, испитивање способности молекула из епигенетске библиотеке (Epigenetic Compound Library (ECL-COST-TD0905)) да инхибирају ДНК метилтрасферазу 1 (DNMT1).

Сарадници на потпројекту:

др Горан Познановић

др Мирјана Михаиловић

др Светлана Динић

др Невена Грдовић

др Александра Ускоковић

др Јелена Арамбашић Јовановић

Милош Ђорђевић

Ања Толић

Јована Рајић

Марија Синадиновић

Потпројекат: Експресија и сигналне улоге протеина HMGB1 у дијабетичној јетри

Руководилац потпројекта: др Илијана Григоров, научни саветник

Јетра, као један од циљних органа деловања инсулина, заузима важно место у регулацији хомеостазе глукозе. Хипоинсулинемија и хипергликемија у ДТ1 узрокују појаву метаболичког и оксидативног стреса који доводе до прогресивне дисфункције хепатоцита, оштећења и обољења јетре. Протеин HMGB1 првобитно је окарактерисан као ДНК-везујући протеин са улогом у организацији хроматинске структуре и у транскрипцији. Међутим, HMGB1 може бити присутан у ванћелијској средини где има улогу проинфламаторног цитокина и активатора имуног система. У ванћелијску средину HMGB1 доспева пасивно из некротских и оштећених ћелија, из ћелија изложених дејству оксидативног стреса и других стресогених сигнала, или регулисаном секрецијом из активираних имуних ћелија. Наша радна хипотеза заснована је на предпоставци да је HMGB1 важан паракрини медијатор дисфункције јетре коју у ДТ1 успоставља зачарани круг хроничног отпуштања HMGB1 из хепатоцита услед деловања егзогених и ендогених стресогених сигнала, у које спада и сам HMGB1. На in vivo моделу ДТ1 потпројекат испитује динамичну експримираност HMGB1 у хепатоцитама и његову улогу у механизмима сензитивизације хепатоцита на дејство стресорних стимулуса који воде ка дисфункцији јетре као последица измењене функционалности хепатоцита или њихове деструкције. Изучавају се потенцијални позитивни ефекти суплементације хормоном мелатонином који поседује веома изражену антиоксидативну активност. Изучавају се и молекуларни процеси који леже у основи развоја компликација у дијабетесу као што је дијабетична кардиомиопатија.

Тренутна истраживања

Утицај оксидативног стреса у дијабетесу на експресију, суб-ћелијску локализацију пост-транслационе модификације (ацетилација, O-GlcNAc гликозилација, фосфорилација) HMGB1 у јетри пацова.
Утврђивање корелације између динамичних промена концентрација HMGB1 у серуму и јетри у дијабетесу, са настанком и развојем дисфункције јетре, инфламаторног стања и активације апоптозе и аутофагије.
Изучавање молекуларних механизама (са нагласком на O-GlcNaC гликозилацију NF-κB) одговорних за регулацију измењене експресије гена за хаптоглобин у дијабетесу.

Сарадници на потпројекту:

др Светлана Ивановић Матић

др Десанка Богојевић

др Весна Мартиновић

Софија Јовановић Стојанов

Ања Петровић

Јелена Стевановић

Татјана Живић

Спољни сарадници:

др Небојша М. Лалић

др Лудввиг Вагнер

Адреса

Булевар деспота Стефана 142
11060 Београд
Србија

Контакт

Телефон: +381 11 20 78 300
Факс: +381 11 27 61 433
Е-маил: ibiss@ibiss.bg.ac.rs

futer excellent