NRF2 na raskrižju epigenetičkog modeliranja, metabolizma i proliferacije stanice raka

Glavni istraživač

Kategorija
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Šifra projekta
IP-2016-06-4404 CrossEMPATICNRF2
Datum početka
15.5.2017.
Datum završetka
14.5.2021.
Status
Aktivan

Zavod za molekularnu medicinu

NRF2 je čimbenik transkripcije neophodan za aktiviranje enzima Faze 2 koji su stanici potrebni za funkcionalan antioksidacijski odgovor na stres. U kontekstu kemoprevencije, NRF2 štiti zdravu stanicu od slobodnih radikala i zbog toga je koristan i stanici, i domaćinu. U kontekstu zloćudne bolesti, njegova je aktivnost korisna samo zloćudno promijenjenoj stanici. Najnoviji podatci upućuju na važnost neizravne uključenosti NRF2 u reguliranju transkripcije gena koji kodiraju enzyme (PHGHD, SHMT2) koji su, izravno ili neizravno, uključeni u nastanak pro-proliferativnog Warburgovog učinka. Ova uloga NRF2 usko je povezana s mutacijskim statusom stanice zloćudnog tumora. Kurkumin se na ove enzime može izravno vezati, i istovremeno poticati NRF, čija je aktivnost regulirana na nekoliko razina. Transkripcijska aktivnost ovisi o metiliranosti DNA njegovog promotora (ova su dva parametra negativno korelirana) i postojanju represivne trimetilacijske oznake na lizinu 27 u histonu H3 (H3K27me3). Metiltransferaza histona EZH2, odgovorna za uspostavu ove epigenetske modifikacije smatra se onkoproteinom. Međutim, njezino ispoljavanje je vrlo varijabilno, i ovisno o tipu stanice, a prognostička vrijednost kontradiktorna u nekim kliničkim modelima raka (rak pluća). Uzroci ovih razlika pokušat će se shvatiti praćenjem funkciju NRF2in vitro, u nekoliko linija stanica raka, različitog podrijetla i različitog mutacijskog statusa, u mirovanju i u uvjetima poticanja fiziološkog stresa. Ove ćemo uvjete eksperimentalno izazvati gladovanjem, primjenom kurkumina u biomodulatornim i citotoksičnim koncentracijama, i inhibitorom EZH2, EPZ-6438 (danas poznat kao Tazemetostat). Ovo su uvjeti u kojima se stanica mora aktivirati svoje mehanizme preživljenja. U kontekstu poveznica metabolizma i proliferacije, uz mjerenje slobodnih kisikovih vrsta i piruvata, prati se: a) aktivnost promotora NRF2; b) prisustvo micro-RNA 200-a i 200-b; c) prisutnosti biljega proliferacije Ki-67; d) prisutnost aktivnosti dobro znanih gena koje NRF2 izravno potiče (HO-1 i NOQ-1); c) prisustvu enzima koje NRF2 potiče neizravno, a koji su izravno ili neizravno uključeni u nastanak Warburgova učinka (PKM2, SHMT2). Razina ispoljenosti ovih proteina utječe na način njihovog višerazinskog komuniciranja i određuje fenotip stanice. S obzirom na to da čine premosnicu između metaboličkih i proliferativnih signalnih puteva, značaj njihovog ispoljavanja će se, statističkom analizom podataka dobivenih imunohistokemijom na arhivskim uzorcima tumora glave i vrata, translatirati u kliniku kako bi se povezala ne samo s biološkim osobitostima tumora, nego i u odnosu na prognozu bolesti – poglavito u odgovoru na liječenje.

Tijekom trajanja prve godine projekta ranije navedena istraživanja provodila su se na stanicama FaDu i IMR-90. Otkrivene su nove transkripcijske inačice EZH2. Ujedno je otkriveno da se transkripti NQO-1 mogu razlikovno prekrajati, neovisno o redoks-statusu stanice. U drugoj godini su se ova istraživanja nastavila na stanicama Detroit 562 i Cal-27. U ove dvije linije dokazano je postojanje još dvije transkripcijske inačice EZH2 koje su se pojavljivale tijekom gladovanja, a koje su karakterizirane sekvenciranjem. Objedinjeni rezultati analize EZH2 transkripcijskih inačica, upotpunjeni su analizom proteina, prezentirani su posterom na radionici EMBO: Epigenetics and Chromatin, 01-04.05.2019., u Heidelbergu.

S obzirom na to da se ovim projektom istražuje i djelovanje kurkumina koje je odlična podloga za istraživanje poveznica upale i metaboličkog reprogramiranja, dio hipoteza koje su temelj ovog projekta razradili smo u revijalnom članku "Curcumin and its Potential for Systemic Targeting of Inflamm-Aging and Metabolic Reprogramming in Cancer“, koji je objavljen u ožujku 2019.

Ostali suradnici

  1. Prof. dr. Nikola Đaković, Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu; predstojnik Instituta za klinička medicinska istraživanja i nastavu KBC Sestre milosrdnice (od 15. svibnja 2018);
  2. Doc. dr. sc. Ana Čipak Gašparović, viša zn. suradnica, IRB – Laboratorij za oksidacijski stres;
  3. Doc. dr. sc. Paško Konjevoda, zn. suradnik, IRB – Laboratorij za epigenomiku;
  4. Prof. dr. sc. Božo Krušlin, KBC Sestre milosrdnice, Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu;
  5. Dr. sc. Lidija Milković, znanstvena suradnica, IRB – Laboratorij za oksidacijski stres;
  6. Anamarija Mojzeš, asistent-doktorand HRZZ, od 2. listopada 2018;
  7. Dr. sc. Renata Novak Kujundžić, viša zn. suradnica, IRB – Laboratorij za epigenomiku;
  8. Marko Tomljanović, asistent-doktorand, od 15. svibnja 2018;
  9. Prof. dr. sc. Neven Žarković, znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, IRB – Laboratorij za oksidacijski stres;
  10. Dr. sc.  Luka Andrešić (do 14 svibnja 2018.), IRB - Laboratorij za oksidacijski stres;
  11. Izv. prof. dr. sc. Mirko Ivkić (od 15.5.2017-14.5.2018), KBC Sestre milosrdnice, Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu.

Konzultanti:

  1. Prof. dr. sc. Jong-Yoon Surh – Seoul National University, Južna Koreja

Gosti laboratorija

  1. Dina Šimunić, izrada diplomske radnje (od 8. veljače 2018. do 22. lipnja 2018.);
  2. Ivica Biljan, laboratorijska stručna praksa; Diplomski studij eksperimentalne biologije - modul Fiziologija i imunobiologija (od 7. ožujka 2019. do 16. travnja 2019.)

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.