Extracelluláris vezikula munkacsoport

Az extracelluláris vezikulák (exoszómák, mikrovezikulák) az intercelluláris kommunikáció nemrégiben felfedezett résztvevői, melyek szerepét újabban számos fiziológiás és patológiás állapotban bizonyították.

1. ábra: a | A donor sejtek extracelluláris vezikulákat (EVk) bocsájtanak ki, melyek küllönböző cargo molekulákat (lipid, fehérje, RNS, DNS) tartalmazhatnak. b | Az EVket recipiens sejtek vehetik fel, ami történhet membrán fúzióval vagy receptorok segítségével egyaránt. (Forrás: Szempruch et al., 2016)

2. ábra: Patkányvérből izolált extracelluláris vezikulák elektronmikroszkópos képe.

Kutatócsoportunk a szív iszkémiás állapotai (pl. angina, infarktus) terápiás lehetőségeit kutatja a kardioprotektív intevenciók és kezelések során felszabaduló extracelluláris vezikulák, illetve azok mikroRNS- és fehérjetartalmának tanulmányozásával. Kutatásaink célja új, extracelluláris vezikula-alapú terápiás és diagnosztikus célpontok keresése, melyeket később a klinikai betegellátásban is lehet alkalmazni.

Témacsoport vezető: Dr Giricz Zoltán tudományos főmunkatárs (Google Scholar)

A témában korábban megjelent cikkeink:

• Onódi Z, Pelyhe C, Nagy CT, Brenner GB, Almási L, Kittel Á, Mancek Keber M, Ferdinandy P, Buzás EI and Giricz G. Isolation of high-purity extracellular vesicles by the combination of iodixanol density gradient ultracentrifugation and bind-elute chromatography from blood plasma. Front Physiol. 2018 Oct 23;9:1479. (link)
• Sluijter JPG, Davidson SM, Boulanger CM, Buzás EI, de Kleijn DPV, Engel FB8, Giricz Z, Hausenloy DJ, Kishore R, Lecour S, Leor J, Madonna R, Perrino C, Prunier F, Sahoo S, Schiffelers RM, Schulz R, Van Laake LW, Ytrehus K, Ferdinandy P. Extracellular vesicles in diagnostics and therapy of the ischaemic heart: Position Paper from the Working Group on Cellular Biology of the Heart of the European Society of Cardiology. Cardiovasc Res. 2018 Jan 1;114(1):19-34. (link)
• Sódar BW, Kittel Á, Pálóczi K, Vukman KV, Osteikoetxea X, Szabó-Taylor K, Németh A, Sperlágh B, Baranyai T, Giricz Z, Wiener Z, Turiák L, Drahos L, Pállinger É, Vékey K, Ferdinandy P, Falus A, Buzás EI. Low-density lipoprotein mimics blood plasma-derived exosomes and microvesicles during isolation and detection. Sci Rep. 2016 Apr 18; 6:24316. (link)
• Baranyai T, Herczeg K, Onodi Z, Voszka I, Modos K, Marton N, Nagy G, Mäger I, Wood MJ, El Andaloussi S, Palinkas Z, Kumar V, Nagy P, Kittel A, Buzas E, Ferdinandy P, Giricz Z. Isolation of Exosomes from Blood Plasma: Qualitative and Quantitative Comparison of Ultracentrifugation and Size Exclusion Chromatography Methods. PLoS One. 2015 Dec 21; 10 (12): e0145686. (link)
• Giricz Z, Varga ZV, Baranyai T, Sipos P, Pálóczi K, Kittel Á, Buzás EI, Ferdinandy P. Cardioprotection by remote ischemic preconditioning of the rat heart is mediated by extracellular vesicles. J Mol Cell Cardiol. 2014 Mar;68:75-8. (link)

A témában TDK hallgatók által elért eredmények:

• Almási Laura, Semmelweis Egyetem TDK Konferencia, Budapest, Magyarország, 2019, III. díj
• Kenyeres Bence, Semmelweis Egyetem TDK Konferencia, Budapest, Magyarország, 2019, III. díj
• Almási Laura, XXIII. Korányi Frigyes Tudományos Fórum, Gyógyszerfejlesztés, biometodika, biológiai modellek, future medicine szekció, Budapest, Magyarország, 2018, II. díj
• Onódi Zsófia TDK hallgató, Semmelweis Egyetem, XXXIII OTDK, Budapest, Magyarország, 2017, I. díj

Az extracelluláris vezikulák szerepének vizsgálata kardioprotektív mechanizmusokban

In vitro körülmények között, különböző sejtvonalakból, vagy izolált kardiális sejtekből kardioprotektív eljárások hatására felszabaduló extracelluláris vezikulák karakterizálása, mennyiségi és minőségi jellemzése, és feltételezhető terápiás felhasználásuk vizsgálata szimulált iszkémia reperfúziós (sI/R) károsodásban, sejtkultúrás modellekben.

Elsajátítható képességek: sejttenyésztés, fluoreszcens mikroszkóp kezelése

Témavezető: Dr Pelyhe Csilla tudományos munkatárs, Dr Giricz Zoltán tudományos főmunkatárs

Az extracelluláris vezikulák szerepének vizsgálata metabolikus betegségmodellekben

Metabolikus stressznek kitett állatok (diabétesz, elhízás, hiperlipidémia) véréből izolált extracelluláris vezikulák karakterizálása és hatásának vizsgálata szimulált iszkémia reperfúziós (sI/R) károsodásban sejtes modellekben. A metabolikus egyensúly felbomlása kihatással lehet az EV-k tartalmára, illetve azok membránösszetételére is. A projekt célja, az EV-k fizikai jellemzőinek vizsgálata különböző metabolikus betegségmodellekben. Továbbá célunk a metabolikus betegségmodellekből származó EV-k kardioprotektív hatásainak vizsgálata, sejtvonalakban és primer izolált (felnőtt és neonatális) patkány kardiomiocitákon, szimulált iszkémia/reoxigenizációs kísérletekben. A vizsgálatokban mérjük a sejtek túlélését, gén- és fehérje expressziós változásait, melyből következtetéseket tudunk levonni a sejtek EV-kre adott válaszáról és az általuk aktivált védelmi mechanizmusokról.

3. ábra: In vivo izolálást követően az EV-k hatásának vizsgálata szimulált iszkémia reperfúziós (sI/R) károsodásban sejtes modellekben.

Elsajátítható képességek: EV izolálás, Western Blot, qPCR, sejttenyésztés, viabilitás tesztek, fluoreszcens mikroszkóp kezelése, biofizikai vizsgálatok (Atomerő-mikroszkóp, light sheet mikroszkóp), szimulált iszkémia/reperfúzió sejt modellekben.

Témavezető: Dr Giricz Zoltán tudományos főmunkatárs

Extracelluláris vezikulák szerepe az iszkémiás kondícionálásban

Kutatásunk témája az iszkémiás kondícionálás során létrejövő protektív hatások vizsgálata in vitro körülmények között. Ennek során, a protektív tulajdonságokkal bíró extracelluláris vezikulák (EVk) biofizikai paramétereit tanulmányozzuk transzgénikus sejtvonalak segítségével. Emellett, az iszkémia/reperfúzió során fellépő gyulladásos folyamatok elindításában szerepet játszó jelátviteli útvonalak is vizsgáljuk, melyhez CRISPR/Cas9 vezérelt génkiütéses módszert alkalmazunk.

4. ábra: Fluoreszcens fehérjével jelölt EVk izolálása, biofizikai paraméterek vizsgálata, in vivo és in vitro vizualizálása és nyomonkövetése 

Elsajátítható képességek: sejttenyésztés, fluoreszcens mikroszkóp kezelése, DNS és fehérje munkák, génkiütés (CRISPR/Cas9), transzgénikus sejtvonalak létrehozása

Témavezető: Dr Giricz Zoltán tudományos főmunkatárs

GZ,

KD

KCS

HSZ