• Ostatnia zmiana 14.09.2018 przez Zakład Analizy i Bioanalizy Leków

    OPUS 12: Prolidaza jako czynnik...

     

    Projekt finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki, nr projektu 2017/25/B/N27/02650.

     

     

    Przewlekłe zapalenie i zaburzenie procesu gojenia ran stanowią podłoże mechanizmu wielu procesów chorobowych, w tym dotyczących chorób cywilizacyjnych. Zapalenie może być wywołane czynnikami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Przewlekłe zapalenie przyczynia się do rozwoju miażdżycy naczyń, reumatoidalnego zapalenia stawów, astmy, raka i wielu innych chorób. Procesowi temu towarzyszy upośledzenie podziałów komórkowych, różnicowania komórek i biosyntezy składników macierzy pozakomórkowej (ECM), głównie kolagenu. Pomimo, że mechanizm zapalenia jest dobrze zbadany, to jednak kompleksowość molekularnych regulacji tego procesu nie jest do końca poznana. W niniejszym projekcie przedstawiono hipotezę o podwójnej funkcji prolidazy (wewnątrzkomórkowego enzymu oraz liganda EGFR) jako ważnego białka w regulacji procesów regeneracyjnych w eksperymentalnym modelu zapalenia oraz mechanicznego uszkodzenia komórek skóry.

     

    Prolidaza jest cytoplazmatyczną egzopeptydazą katalizującą hydrolizę imidodipeptydów zawierających prolinę lub hydroksyprolinę. Enzym ten odgrywa ważną rolę w odzyskiwaniu proliny z imidodipeptydów (pochodzących głównie z produktów degradacji kolagenu) do ponownej biosyntezy kolagenu i innych białek zawierających prolinę. Warto zauważyć, że specyficznym ligandem receptora β1-integrynowego jest kolagen typu I. Charakterystycznym efektem pobudzenia receptora β1-integrynowego jest wzrost biosyntezy kolagenu. Mechanizm tego zjawiska polega na pobudzeniu czynników transkrypcyjnych indukujących ekspresję genów kolagenu i wielu innych zaangażowanych w regulację proliferacji, różnicowania i metabolizmu komórkowego. Powiązanie aktywności prolidazy z procesem biosyntezy kolagenu wykazano w wielu modelach komórkowych i zwierzęcych, jak np. we wspomnianym wcześniej procesie gojenia ran i starzenia, zwłóknieniu tkanek oraz wrodzonej łamliwości kości. Regulacja tych procesów zachodzi na poziomie szlaku sygnałowego indukowanego przez receptor β1-integrynowy, a także insulinopodobny czynnik wzrostowy-I (IGF-I) – najsilniejszy stymulator biosyntezy kolagenu. Mechanizm prolidazo-zależnej regulacji biosyntezy kolagenu wykazano zarówno na poziomie pre- i post-transkrypcyjnym poprzez regulację czynnika NF-kB – inhibitora ekspresji genów kolagenu typu I. Modulacja integryno-zależnego szlaku sygnałowego poprzez aktywujące lub hamujące ligandy receptora β1-integrynowego lub donory tlenku azotu wpływa na aktywność prolidazy. Wykazano również, że prolidaza jest ligandem receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), który odpowiada za aktywację pro-wzrostowych ścieżek sygnałowych. To podwójne działanie prolidazy sugeruje jej ważną rolę w promowaniu wzrostu komórek i regeneracji tkanek. Jednak ta funkcja prolidazy nie została dotychczas zbadana.

     

    W związku z tym, celem projektu jest zbadanie słuszności postawionej hipotezy o zewnątrzkomórkowej roli prolidazy jako aktywatora wewnątrzkomórkowej ścieżki sygnałowej pobudzającej procesy naprawcze w uszkodzonych tkankach.

     

    Projekt ten ma na celu wyjaśnienie molekularnego mechanizmu działania prolidazy w procesach regeneracyjnych w hodowlach komórek skóry. Efekty biologiczne wpływu prolidazy na komórki skóry ocenione zostaną w odniesieniu do potencjalnego wykorzystania w procesie gojenia ran oraz w chorobie spowodowanej niedoborem prolidazy. Wyniki tych badań mogą przyczynić się do zaproponowania nowej farmakoterapii zaburzeń gojenia ran.