 |
Investigation of the role of skin barrier alteration as an adjuvant for the initiation of region-specific inflammatory skin diseases
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
131689 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Dajnoki, Zsolt |
| Title in Hungarian |
A bőr barrier károsodás, mint adjuváns szerepének vizsgálata régióspecifikus gyulladásos bőrbetegségek kialakulásában |
| Title in English |
Investigation of the role of skin barrier alteration as an adjuvant for the initiation of region-specific inflammatory skin diseases |
| Keywords in Hungarian |
atópiás dermatitis, bőr barrier, gyulladás, rosacea |
| Keywords in English |
atopic dermatitis, inflammation, rosacea, skin barrier |
| Discipline |
| Dermatology, allergy medicine (Council of Medical and Biological Sciences) | 75 % | | Biological basis of immunity related disorders (e.g. autoimmunity) (Council of Medical and Biological Sciences) | 25 % |
|
| Panel |
Clinical Medicine |
| Department or equivalent |
Department of Dermatology (University of Debrecen) |
| Starting date |
2019-12-01 |
| Closing date |
2023-05-31 |
| Funding (in million HUF) |
25.443 |
| FTE (full time equivalent) |
2.50 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Bőrünk elsődleges feladata a patogén mikrobák, allergének és toxikus vegyületek penetrációjának megakadályozása, egy “vízzáró” védőburkolatot képezve testünk körül. E jól szervezett rendszer bármely permeábilitási barrier komponensének genetikai vagy szerzett sérülése súlyosan károsítja a fent említett funkciókat, jelentős immunaktivációhoz vezetve, mely tovább fokozza a barrier károsodást. Jelenleg a bőr barrier károsodását adjuvánsnak vélik Th2 típusú gyulladásos betegségek iniciációjában. Az utóbbi évek jelentős felfedezése, hogy bőrünkön 3 eltérő mikrobiótával és kémiai és immunmiliővel rendelkező niche különíthető el (száraz, zsíros és nedves bőrterületek). Ezek alapján feltételezzük, hogy a barrier károsodás csak a száraz régióban idéz elő Th2 gyulladást, mint például atópiás dermatitiszben (AD), míg egyéb bőrterületek barrier változása más Th típusú betegségek kialakulásához vezet (rozácea zsíros területeken). Ellentétben az AD-vel, ahol a barrier károsodás jól karakterizált, a rozáceás betegek arcbőrén fennálló barrier kár részletes molekuláris szintű elemzése eddig nem történt meg, a betegek érintett bőrének régóta ismert súlyos bőrszárazsága és barrier funkcióinak eltérései ellenére. A tervezett rozáceát és AD-t összehasonlító RNASeq vizsgálatunkkal részletes betekintést nyerhetünk abba, hogy hogyan járulnak hozzá a két betegség barrier károsodásának egyedi és közös elemei a két betegség iniciációjához. Ezek az adatok olyan új terápiák kifejlesztését segíthetik elő, melyek célja a rozácea meglévő barrier károsodásának helyreállítása vagy akár annak prevenciója és ezáltal a következményes gyulladás megakadályozása.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A kutatási project elsődleges kérdése, hogy az eltérő mikrobiótával, kémiai és immun miliővel rendelkező bőrrégiók barrier károsodása más típusú immun-mediált bőrbetegségek kialakulásához vezet-e. Az utóbbi években széles körben elfogadottá vált, hogy a barrier diszfunkciója iniciáló lépés az atópiás dermatitiszre (AD) jellemző T helper (Th)2 gyulladás kialakításában. Az a tény, hogy az AD jellegzetes régió-preferenciát mutat (száraz bőrterületek), felveti azt a kérdést, hogy a zsíros bőrterületek barrier károsodása (például arcbőr) hajlamosíthatja-e ezt a régiót más Th típusú bőrbetegség manifesztálására, mint például a papulopusztulózus rozáca (PPR) esetében. A PPR egy igen gyakori, kizárólag zsíros bőrrégióra lokalizálódó (elsődlegesen arcon) bőrbetegség, mely Th1/Th17 típusú gyulladással jellemezhető. E kérdések megválaszolásához nélkülözhetetlen a topográfiailag eltérő egészséges bőrterületek barrier kompozíciójában fennálló különbségek molekuláris szintű megismerése. Az általunk tervezett teljes transzkriptom analízis nemcsak a száraz és zsíros bőrrégiók között alapállapotban fennálló permeábilitási és immun barrier különbségekre hívhatja fel a figyelmet, hanem adatokat is szolgáltathat azzal kapcsolatban, hogy ezen eltérő jellegzetességek hogyan vezetnek a rájuk jellemző gyulladásos betegség kialakításához AD és PPR esetében. Továbbá, a PPR és AD barrier károsodás közös és betegség-specifikus jellemzőinek összevetése egy teljesen új megközelítés, mely segíthet megválaszolni, hogy a barrer károsodás hasonló vagy különböző-e a két bőrbetegségben, illetve, hogy a barrier kár iniciáló faktor-e a PPR patogenezisében vagy pedig a kialakult gyulladás következménye.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Annak lehetősége, hogy a bőr permeábilitási barrierének kompozíciója és funkciója eltérő lehet különböző bőrrégiókon (száraz, faggyú és nedves) az irodalomban eddig nem merült fel. A regionális barrier különbségek feltárása elengedhetetlen, mivel magyarázatot adhat arra a jól ismert jelenségre, hogy bizonyos bőrbetegségek gyakrabban fordulnak elő bizonyos bőrterületeken, mint ahogy a papulopusztulózus rozácea (PPR) az arc (zsíros) bőrén, míg az atópiás dermatitis (AD) a hajlító (száraz) bőrfelületeken. AD-ben a barrier elváltozása jól ismert az irodalomban; ezzel szemben, a rozáceás betegek arcbőrén fennálló barrier károsodást eddig még nem tárták fel molekuláris szinten, annak ellenére, hogy a barrier elváltozás jelenlétét a betegek érintett bőrének súlyos szárazsága és károsodott barrier funkciói előrejelezték. Eddig csak egy munkacsoport végezett teljes transzkriptom analízist rozáceás mintákon (Buhl et al. 2015, J Invest Dermatol). Ebben a vizsgálatban a rozácea 3 különböző altípusát hasonlították össze, elsősorban a bőr immunrendszerrel kapcsolatos különbségeket vizsgálva, így a permeábilitási barrier komponenseire vonatkozó adatokat nem közöltek. Továbbá az AD és a PPR teljes transzkriptom analízissel (RNASeq) történő összehasonlítása a betegségek saját egészséges bőrterületére történő normalizálást követően még nem történt meg. Ezen kísérletek elvégzésével fontos ismereteket szerezhetünk mind a betegség-specifikus (csak AD-re vagy csak rozáceára jellemző) mind a közös eseményekre vonatkozóan, és segíthet megérteni, hogy a lokális immun és barrier környezet hogyan változik meg e régió-specifikus immun-mediált bőrbetegségek iniciációja során. Eredményeink elősegíthetik új lokális barrier helyreállító és akár védő terápiák kifejlesztését, mely lehetővé teheti akár a gyulladásos bőrbetegségek megelőzését is.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Bőrünk a szervezetünk elsődleges védelmi vonala a kóros mikróbák és anyagok ellen, mely egy védőburkot képezve testünk körül. Ez az úgynevezett barrier egy érzékeny, jól szervezett rendszer, mely genetikailag (mutációk) és gyulladás következményeként szerzett módon is képes megsérülni. Az irodalom szerint bőrünkben a barrier károsodás hatására úgynevezett T helper (Th)2 típusú gyulladásos bőrbetegségek alakulnak ki. Nemrégiben bebizonyították, hogy bőrünk nem egységes, 3 eltérő mikrobióta összetétellel, kémiai és immunkörnyezettel rendelkező régió különíthető el (száraz, zsíros és nedves bőrterületek). Ezek alapján úgy véljük, hogy a bőr barrier károsodása csak a száraz bőrrégión vezet az említett Th2 típusú gyulladáshoz, mint például az atópiás dermatitisz (AD) esetén, míg más bőrterületeken más Th típusú betegségek alakulnak ki, mint például a rozácea a zsíros területeken. AD-ban a barrier károsodása jól feltárt az irodalomban, ezzel szemben, molekuláris szinten eddig senki sem vizsgálta a rozáceás betegek arcbőrén fennálló barrier károsodást, annak ellenére, hogy azt a betegek arcbőrének súlyos szárazsága régóta előrejelezte. Így célul tűztük ki a két régió-specifikus betegségben (rosacea és AD) fennálló barrier károsodás egyedülálló és közös jellegzetességeinek vizsgálatát és összehasonlítását, hogy betekintést nyerjünk a regionális barrier zavarok és gyulladásos események egymáshoz való viszonyára. Ezek az adatok lehetővé tehetik új terápiák kifejlesztését, amelyek célja az egészséges bőr barrier helyreállítása vagy akár a barrier károsodásának megelőzése a betegek bőrében.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Our skin provides a barrier against harmful microbes, allergens and toxic compounds and forms a waterproof, protective wrap over our body. Both genetically determined or acquired impairment of any permeability barrier component of this well-maintained system can severely damage the above mentioned functions, followed by severe immune activation and later it can progress in a self-perpetuating manner. Current literature data suggest that barrier alteration is adjuvant for the manifestation of Th2 type inflammatory skin diseases. Recent studies indicated that our skin has 3 different niches (dry, sebaceous and moist areas) with distinct microbiota, chemical milieu, and even unique immune characteristics. According to these, we hypothesize that barrier damage promotes Th2 type inflammation only on dry skin region such as atopic dermatitis (AD), while barrier alteration of other skin areas can lead to the development of other Th type inflammatory skin diseases (rosacea on sebaceous areas). In contrast to AD where barrier damage is well-characterized, the detailed analysis of barrier damage of rosacea patients’ facial skin is completely missing at the molecular level, even though investigations on barrier functions and severe dryness of their affected skin indicated barrier alterations. Our proposed comparison of rosacea and AD by RNASeq can give detailed insights into how unique and common barrier features of the two disorders correspond to their pathogenesis even in their initiation phase. These data may provide data to develop novel and better therapies targeting to restore or even prevent the barrier damage and consequent inflammation of rosacea patients’ skin.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The major question of our research is whether barrier alterations on different skin regions with distinct microbiota composition, chemical and immune milieu can lead to the development of different type of immune-mediated skin diseases. In the recent years, it has been widely supported among experts that skin barrier dysfunction is the initial step in the development of T helper (Th)2 type inflammation in atopic dermatitis (AD). The fact that AD has particular region preference and mostly manifested on dry skin, raises the question whether barrier damage of sebaceous skin region (such as facial skin) prone these areas to manifest other Th type disease such as in the case of papulopustular type rosacea (PPR). PPR is exclusively localized on sebaceous skin region (primarily on the face) and can be characterized by Th1/Th17 type inflammation. To answer the above question, it is essential to characterize barrier differences at the molecular level existing among topographically distinct healthy skin regions. Our proposed whole transcriptomic study may not only highlight permeability and immune barrier differences of dry and sebaceous areas under steady-state but could also provide data how these distinct features correspond to the development of the characteristic inflammatory diseases, namely PPR and AD of these skin sites. Furthermore, comparison of barrier alteration’s common and disease-specific characteristics between PPR and AD is a novel approach which could help us to find the answer whether barrier damage is similar or distinct in the two disorders and whether barrier alteration is an initiating factor of PPR pathogenesis or consequence of the manifest inflammation.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The possibility that the composition and function of skin permeability barrier may be different on distinct skin regions (dry, sebaceous and moist) has not been challenged until now in the literature. Revealing regional barrier differences is essential since it may provide explanation for the well-known phenomenon, that certain skin diseases occur more often on certain skin parts like papulopustular rosacea (PPR) on the facial (sebaceous) skin, while atopic dermatitis (AD) on flexor (dry) skin surfaces. In AD, barrier alteration is well-described in the literature; on the contrary, until now, the barrier damage existing in the facial skin of rosacea patients has not been revealed at the molecular level yet, although the presence of barrier alteration has been indicated by the severe dryness as well as impaired barrier functions of patients’ affected skin. Moreover, until now, only one workgroup has been performed whole transcriptomic analysis on rosacea samples (Buhl et al. 2015, J Invest Dermatol). In this study 3 different subtypes of rosacea has been compared focusing primarily on skin immune system-related differences and data regarding permeability barrier components have not been demonstrated. Furthermore, comparison of AD and PPR by whole transcriptomic analyses (RNASeq) after normalizing both diseases to their own healthy skin region has not even been occurred. By performing these experiments, we can gain important knowledge regarding either disease-specific (unique for AD or unique for rosacea) or common events and may help to understand how local immune and barrier milieu change during the initiation step of these region-specific immune-mediated skin diseases. These results may promote the development of novel local barrier restoring or even protective therapies which can make inflammatory skin diseases possible to be prevented.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Our skin is the first line defense against harmful microbes and agents and also functions as a waterproof, protective wrap over our body. This so-called barrier is a sensitive, well-maintained system which can be damaged due to either genetically (mutations) as well as in an acquired manner as a consequence of inflammation. According to literature data, our skin prefers to develop so-called T helper (Th)2 type inflammatory skin diseases due to barrier alterations. Recently, it has been proven that our skin is not unified, three different regions (dry, sebaceous and moist areas) could be distinguished based on microbiota composition, chemical milieu and immune characteristics. According to these, we hypothesize that, barrier damage promote Th2 type inflammation only on dry skin region such as atopic dermatitis (AD), while barrier alteration of other skin areas can lead to the development of other Th type inflammatory skin diseases (like rosacea on sebaceous areas). In AD, barrier damage is well-described in the literature; on the contrary, until now, no one has studied at the molecular level the barrier damage existing in the facial skin of rosacea patients, although the presence of barrier alteration has been indicated by the severe dryness of patients’ affected skin. Thus, we propose to investigate and compare the unique and common barrier features of the two region-specific diseases (rosacea and AD) to gain insights in details how regional barrier disruption and inflammatory event are connected to each other. These data may allow developing new therapies targeting to restore healthy skin barrier or even prevent the barrier damage of patients’ skin.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Szegedi A, Dajnoki Z, Bíró T, Kemény L, Törőcsik D: Transient Arrest in the Homeostatic Host-Microbiota Dialog?, Trends Immunol. 2019 Oct;40(10):873-876., 2019 | | Larkin C, Chen W, Szabó IL, Shan C, Dajnoki Z, Szegedi A, Buhl T, Fan Y, O'Neill S, Walls D, Cheng W, Xiao S, Wang J, Meng J: Novel insights into the TRPV3-mediated itch in atopic dermatitis, J Allergy Clin Immunol. 147: (3) pp. 1110-1114., 2021 | | Kapitány Anikó, Medgyesi Barbara, Jenei Adrienn, Somogyi Orsolya, Szabó Lilla, Gáspár Krisztián, Méhes Gábor, Hendrik Zoltán, Dócs Klaudia, Szűcs Péter, Dajnoki Zsolt, Szegedi Andrea: Regional Differences in the Permeability Barrier of the Skin: implications in Acantholytic Skin Diseases, Int J Mol Sci. 2021 Sep 27;22(19):10428. doi: 10.3390/ijms221910428., 2021 | | Dajnoki Zsolt, Somogyi Orsolya, Medgyesi Barbara, Jenei Adrienn, Szabó Lilla, Gáspár Krisztián, Hendrik Zoltán, Gergely Péter, Imre D., Póliska Szilárd, Töröcsik Dániel, Zouboulis Christos C., Prens Errol P., Kapitány Anikó, Szegedi Andrea: Primary alterations during the development of hidradenitis suppurativa, J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 36 (3), 462-471, 2022., 2022 | | Jenei A, Dajnoki Z, Medgyesi B, Gáspár K, Béke G, Kinyó Á, Méhes G, Hendrik Z, Dinya T, Törőcsik D, Zouboulis C C, Prens E P, Bíró T, Szegedi A, Kapitány A: Apocrine Gland–Rich Skin Has a Non-Inflammatory IL-17–Related Immune Milieu, that Turns to Inflammatory IL-17–Mediated Disease in Hidradenitis Suppurativa, JOURNAL OF INVESTIGATIVE DERMATOLOGY 139: (4) pp. 964-968., 2019 | | L Szabó, A Kapitány, O Somogyi, I Alhafez, K Gáspár, R Palatka, L Soltész, D Törőcsik, Z Hendrik, Z Dajnoki, A Szegedi: Antimicrobial Peptide Loss, Except for LL-37, is not Characteristic of Atopic Dermatitis, Acta Derm Venereol . 2023 Jun 30;103:adv9413. doi: 10.2340/actadv.v103.9413., 2023 | | L Szabó, Z Dajnoki, O Somogyi, K Gáspár, Z Hendrik, IL Szabó, AG Szöllősi, T Dinya, D Törőcsik, A Kapitány, A Szegedi: Cytokine profile of the epidermis is region specific and may determine the characteristics of inflammation, Exp Dermatol . 2023 Apr 23. doi: 10.1111/exd.14820., 2023 | | Jenei Adrienn, Kalló Gergő, Dajnoki Zsolt, Gáspár Krisztián, Szegedi Andrea, Kapitány Anikó, Csősz Éva: Detection of Antimicrobial Peptides in Stratum Corneum by Mass Spectrometry, Int J Mol Sci . 2021 Apr 19;22(8):4233. doi: 10.3390/ijms22084233., 2021 | | Janka Eszter Anna, Ványai Beatrix, Dajnoki Zsolt, Szabó Imre Lőrinc, Reibl Dániel, Komka Ida, Blasszauer Celia, Várvölgyi Tünde, Szegedi Andrea, Emri Gabriella: Regional variability of melanoma incidence and prevalence in Hungary. Epidemiological impact of ambient UV radiation and socioeconomic factors, Eur J Cancer Prev. 2021 Sep 17. doi: 10.1097/CEJ.0000000000000716. Online ahead of print., 2021 | | Dajnoki Zsolt, Somogyi Orsolya, Medgyesi Barbara, Jenei Adrienn, Szabó Lilla, Gáspár Krisztián, Hendrik Zoltán, Gergely Péter, Imre D., Póliska Szilárd, Töröcsik Dániel, Zouboulis Christos C., Prens Errol P., Kapitány Anikó, Szegedi Andrea: Primary alterations during the development of hidradenitis suppurativa, J Eur Acad Dermatol Venereol . 2021 Nov 1. doi: 10.1111/jdv.17779. Online ahead of print., 2021 | | Kapitány Anikó, Medgyesi Barbara, Jenei Adrienn, Somogyi Orsolya, Szabó Lilla, Gáspár Krisztián, Méhes Gábor, Hendrik Zoltán, Dócs Klaudia, Szűcs Péter, Dajnoki Zsolt, Szegedi Andrea: Regional Differences in the Permeability Barrier of the Skin: implications in Acantholytic Skin Diseases, Int J Mol Sci. 2021 Sep 27;22(19):10428. doi: 10.3390/ijms221910428., 2021 | | Szegedi A, Dajnoki Z, Bíró T, Kemény L, Törőcsik D: Transient Arrest in the Homeostatic Host-Microbiota Dialog?, Trends Immunol. 2019 Oct;40(10):873-876., 2019 | | Medgyesi B, Dajnoki Z, Béke G, Gáspár K, Szabó IL, Janka EA, Póliska S, Hendrik Z, Méhes G, Törőcsik D, Bíró T, Kapitány A, Szegedi A: Rosacea Is Characterized by a Profoundly Diminished Skin Barrier, J Invest Dermatol. 2020 Oct;140(10):1938-1950.e5., 2020 | | Gáspár K, Jenei A, Khasawneh A, Medgyesi B, Dajnoki Z, Janka EA, Szabó IL, Hendrik Z, Méhes G, Szegedi A, Kapitány A: Comparison of Immune and Barrier Characteristics in Scalp and Skin Psoriasis, Acta Derm Venereol. 2020 Jul 2;100(14):adv00203., 2020 | | Larkin C, Chen W, Szabó IL, Shan C, Dajnoki Z, Szegedi A, Buhl T, Fan Y, O'Neill S, Walls D, Cheng W, Xiao S, Wang J, Meng J: Novel insights into the TRPV3-mediated itch in atopic dermatitis, J Allergy Clin Immunol. 2020 Oct 6:S0091-6749(20)31394-4. Online ahead of print., 2020 | | Hajdu K, Kapitány A, Dajnoki Z, Soltész L, Baráth S, Hendrik Z, Veres I, Szegedi A, Gáspár K: Improvement of clinical and immunological parameters after allergen specific immunotherapy in atopic dermatitis, Eur Acad Dermatol Venereol. 2020 Nov 1. Online ahead of print., 2020 | | Szegedi A, Dajnoki Z, Bíró T, Kemény L, Törőcsik D: Transient Arrest in the Homeostatic Host-Microbiota Dialog?, Trends Immunol. 2019 Oct;40(10):873-876., 2019 | | Medgyesi B, Dajnoki Z, Béke G, Gáspár K, Szabó IL, Janka EA, Póliska S, Hendrik Z, Méhes G, Törőcsik D, Bíró T, Kapitány A, Szegedi A: Rosacea Is Characterized by a Profoundly Diminished Skin Barrier, J Invest Dermatol. 2020 Oct;140(10):1938-1950.e5., 2020 | | Gáspár K, Jenei A, Khasawneh A, Medgyesi B, Dajnoki Z, Janka EA, Szabó IL, Hendrik Z, Méhes G, Szegedi A, Kapitány A: Comparison of Immune and Barrier Characteristics in Scalp and Skin Psoriasis, Acta Derm Venereol. 2020 Jul 2;100(14):adv00203., 2020 | | Larkin C, Chen W, Szabó IL, Shan C, Dajnoki Z, Szegedi A, Buhl T, Fan Y, O'Neill S, Walls D, Cheng W, Xiao S, Wang J, Meng J: Novel insights into the TRPV3-mediated itch in atopic dermatitis, J Allergy Clin Immunol. 147: (3) pp. 1110-1114., 2021 | | Hajdu K, Kapitány A, Dajnoki Z, Soltész L, Baráth S, Hendrik Z, Veres I, Szegedi A, Gáspár K: Improvement of clinical and immunological parameters after allergen specific immunotherapy in atopic dermatitis, Eur Acad Dermatol Venereol. 35: (6) pp. 1357-1361., 2021 | | O Somogyi, Z Dajnoki, L Szabó, K Gáspár, Z Hendrik, CC Zouboulis, K Dócs, P Szücs, K Dull, D Törőcsik, A Kapitány, A Szegedi: New Data on the Features of Skin Barrier in Hidradenitis Suppurativa., Biomedicines . 2023 Jan 4;11(1):127. doi: 10.3390/biomedicines11010127., 2023 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
