APVV-15-0302

Cytoarchitektúra vápnikovej signalizácie srdcových myocytov vo vývoji hypertrofie myokardu (CAMYS)        

Vedúci projektu: Alexandra Zahradníková

Trvanie: júl 2016 – jún 2019
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava

Anotácia:

V raných fázach vývoja mnohých kardiovaskulárnych ochorení dochádza k oslabeniu vápnikovej signalizácie a k aktivácii hypertrofie kardiomyocytov. Vápniková signalizácia okrem riadenia kontraktilnej funkcie moduluje množstvo signalizačných dráh a metabolizmus myocytov. Preto jej narušenie, či už počas systoly alebo diastoly, môže byť nielen dôsledkom, ale aj príčinou maladaptačnej reakcie myocytov na preťaženie. Predpokladáme, že procesy spojené s hypertrofiou vedú k zmenám v distribúcii zložiek systému endo/sarkoplazmatického retikula zabezpečujúcich tvorbu a šírenie vápnikových signálov a s nimi súvisiacu zmenu expresie a distribúcie proteínov. Cieľom projektu je zistiť rozdiely v systéme vápnikovej signalizácie kardiomyocytov myokardu adaptujúceho sa na patologickú a fyziologickú záťaž a porovnať ich s vývojom systému vápnikovej signalizácie kardiomyocytov počas postnatálneho rozvoja myokardu. Stav systému vápnikovej signalizácie budeme analyzovať v modeloch záťaže myokardu laboratórneho potkana: a/ sedentárny model – štandardný klietkový chov,  b/ model fyziologickej záťaže – chov v klietkach s behacím kolesom, c/ model tlakového zaťaženia – operačná obštrukcia vzostupnej aorty, a d/ rastový model hypertrofie – postnatálny vývoj myokardu. Použijeme moderné metódy elektrofyziológie, molekulárnej biológie a ultraštruktúrnej mikroskopie pre charakterizáciu kvality a distribúcie vápnikových signálov, rozsahu a distribúcie hladkého a ribozomálneho endoplazmatického retikula, a expresie, lokalizácie a kolokalizácie proteínov vápnikovej signalizácie. Očakávame, že multidisciplinárny prístup podložený expertízou kolektívu riešiteľov nám umožní interpretovať bunkové a molekulové mechanizmy vápnikovej signalizácie a vyvodiť závery relevantné pre pochopenie mechanizmov srdcového zlyhania, ktoré umožnia vývoj nových liečebných a preventívnych postupov.

Kľúčové slová:

myokard, hypertrofia, postnatálny vývoj, fyziologická záťaž, tlakové preťaženie, kardiomyocyt, vápniková signalizácia,  cytoarchitektúra, retikularny membranovy systém, expresia proteínov, kolokalizácia proteínov

Ciele:

Cieľom projektu je objasniť úlohu molekulových a bunkových faktorov diastolickej a systolickej vápnikovej signalizácie počas vývoja a v skorých štádiách adaptácie kardiomyocytov na stresové stimuly vedúce k hypertrofii myokardu. Cieľ dosiahneme sledovaním lokálneho uvoľňovania vápnika prostredníctvom spontánnych a evokovaných vápnikových zábleskov, sledovaním expresie a lokalizácie RyR2 a IP3R2 kanálov a markerov membránových kompartmentov a sledovaním mikroarchitektúry myocytov na experimentálnych modeloch fyziologickej a patologickej hypertrofie myokardu.

Publikácie:

PubMed Misuth M, Joniova J, Horvath D, Dzurova L, Nichtova Z, Novotova M, Miskovsky P, Stroffekova K, Huntosova V. (2017): The flashlights on a distinct role of protein kinase C δ: Phosphorylation of regulatory and catalytic domain upon oxidative stress in glioma cells. Cell Signal 34: 11–22.
PubMed Huntosova V, Novotova M, Nichtova Z, Balogova L, Maslanakova M, Petrovajova D, Stroffekova K (2017): Assessing light-independent effects of hypericin on cell viability, ultrastructure and metabolism in human glioma and endothelial cells. Toxicol In Vitro 40: 184–195.
Novotova M, Tarabova B, Tylkova L, Ventura-Clapier R, Zahradnik I (2016): Ultrastructural remodelling of slow skeletal muscle fibres in creatine kinase deficient mice: a quantitative study. Gen Physiol Biophys 35: 477–486.