Cardiovascular system (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Panel
Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent
Dept. of Medical Biochemistry (Semmelweis University)
Participants
Komorowicz, Erzsébet Léránt, István Machovich, Raymund Rottenberger, Zsolt
Starting date
2006-02-01
Closing date
2010-06-30
Funding (in million HUF)
22.922
FTE (full time equivalent)
8.63
state
closed project
Summary in Hungarian
A vérlemezkében gazdag artériás trombusok relatíve rezisztensek a jelenleg elérhető trombolitikus ágensekkel szemben, amelyek hatása a fibrin-oldó proteáz, plazmin termelésén alapszik. Korábbi kutatásainkkal kimutattuk, hogy vérlemezke-eredetű foszfolipidek és intracelluláris fehérjék alapvetően módosítják a plazmin rendszer hatékonyságát. A mostani pályázattal a trombusok enzimatikus oldással szembeni rezisztenciáját kívánjuk megközelíteni a következő vizsgálati irányvonalok mentén. 1) Vérlemezke, neutrofil és makrofág eredetű szerin proteázok és matrix metalloproteázok (MMP) hatása az érfal trombogenitására. 2) Vérsejtek trombolizisben betöltött in vivo szerepének igazolása. 3) MMP-k fibrinolitikus aktivitásának enzimológiai jellemzése és szabályozása inhibitorokkal. 4) A plazminogén/plazmin rendszer és von Willebrand faktor MMP-k által történő módosítása proteáz-inhbitor és fibrin tartalmú környezetben. 5) A fibrinolízis foszfolipid gátjának módosítása sejt eredetű foszfolipázokkal és a keletkező szabad zsírsavak hatása a trombolizisre. 6) A trombus lipid és fehérje alkotóelemeinek oxidatív károsítása és ennek hatása a trombolizisre. A mostani pályázat várható eredményei molekuláris szinten továbbfejlesztik a trombuskeletkezés és a trombolizis sejtek által történő modulációjáról szóló elképzeléseinket és hozzájárulnak hatékony és biztonságos terápiás eszközök kifejlesztéséhez az érbetegségek pandémiájának korában.
Summary
Platelet-rich arterial thrombi are relatively resistant to the currently available thrombolytic agents designed to dissolve fibrin through generation of plasmin. With our previous research we have shown that platelet-derived intracellular proteins and phospholipids, as well as leukocyte proteases profoundly affect the efficiency of the plasmin system. The resistance of thrombi to enzymatic lysis will be approached along the following lines of investigation. 1) Modification of the vessel wall and its thrombogenicity by serine proteases and matrix-metalloproteases (MMP) from platelets, neutrophils and macrophages. 2) Evidence for in vivo contribution of blood cells to thrombolysis. 3) Enzymological characterization of the fibrinolytic activity of MMPs and its regulation by inhibitors. 4) Modulation of the plasminogen/plasmin system and von Willebrand factor by MMPs in a complex environment containing protease inhibitors and fibrin. 5) Modulation of the phospholipid barrier to fibrinolysis by cell-derived phospholipases and the impact of the generated free fatty acids on thrombolysis. 6) The impact of oxidative damage of thrombus constituents (lipids and proteins) on thrombolysis. The proposed research will extend our understanding of the principal molecular processes involved in the cellular modulation of thrombus formation and thrombolysis, and contribute to the development of efficient and safe therapeutic tools in the pandemic of vascular diseases.
Final report
Results in Hungarian
A projekt keretében az érfal – vérsejt interakciók a trombus keletkezésében betöltött szerepét és az így alakuló véralvadék litikus érzékenységét vizsgáltuk. Fő megállapításaink: 1. Leukocita eredetű proteázok (elasztáz, matrix metalloproteáz 8 és 9) úgy módosítják az érfal szerkezetét, hogy a vérlemezkék von Willebrand faktor (VWF)-függő adhéziója fokozódik. 2. A VWF jelenléte kivédi a fibrinogén plazminnal történő proteolízisét, így hozzájárul a vérlemezkék közötti fibrinogén hidak fenntartásához. 3. Sebészileg eltávolított trombusok hisztológiai feldolgozása igazolja a leukociták in vivo szerepét a trombusok feloldásában valamint a sejt-eredetű foszfolipidek és szabad zsírsavak trombuson belüli jelenlétét. 4. A zsírsavak növelik a szöveti plazminogén aktivátor (tPA) fibrin-specificitását azáltal, hogy fokozzák a plazminogén aktivációt fibrin felszínen, de gátolják azt homogén oldatban. 5. A zsírsavak gátolják a keletkező plazmint is kevert-típusú inhibitorként, míg a fibrin részben kivédi ezt a gátlóhatást. 6. Vérplazma eredetű immunoglobulin G módosítja a lipidek fibrinolízisre gyakorolt hatásait, méghozzá eltérő módon egészségeseknél és egyes kóros állapotokban. 7. Modell rendszerben az intermolekuláris béta-lemezek fokozzák a tPA-függő plazminogén aktivációt és emellett ilyen szerkezetek átmeneti megjelenése kimutatható a fibrinháló oldása során. Eredményeink alapul szolgálhatnak a trombusszerkezethez igazított trombolitikus eszközök tervezéséhez és fejlesztéséhez.
Results in English
The research targeted the role of the interactions of the blood vessel wall and blood cells in the formation of thrombi, as well as the lytic susceptibility of the formed thrombi. Major results: 1. Leukocyte-derived proteases modify the structure of the arterial wall, so that the von Willebrand factor (VWF) dependent adhesion of platelets increases. 2. The presence of VWF protects fibrinogen against digestion with plasmin and thus contributes to the stability of the fibrinogen as adhesive glue between platelets. 3. Histological evidence from thrombi removed with surgery supports the in vivo role of leukocytes in the dissolution of thrombi as well as the presence of phospholipids and free fatty acids (FFA) in thrombi. 4. FFA increase the fibrin specificity of tissue plasminogen activator (tPA) through stimulation of plasminogen activation on fibrin surface and inhibition of tPA in solution. 5. FFA inhibit the generated plasmin in a mixed-type inhibitor pattern and fibrin protects plasmin against this inhibition. 6. Blood-derived immunoglobulin G modifies the lipid effects on fibrinolysis in a manner, which differs in healthy subjects and antiphospholipid syndrome patients. 7. In a model system intermolecular beta-sheets stimulate the tPA-dependent plasminogen activation and the presence of such structures can be shown transiently in the course of fibrin dissolution. Our results can be implemented in the design of thrombolytic tools tailored to specific thrombus structures.
Tenekedjiev K; Váradi B; Kolev K: Identification of the kinetic parameters of a protease in the dissolution of fibrin-myosin clots, C R Acad Bulgare Sci 59: 1067-1074, 2006
Galántai R; Módos K; Fidy J; Kolev K; Machovich R: Structural basis of the cofactor function of denatured albumin in plasminogen activation by tissue-type plasminogen activator, Biochem Biophys Res Comm 341: 736-741, 2006
Gombás, J; Tanka-Salamon A; Skopál J; Nagy Z; Machovich R; Kolev K: Modulation of fibrinolysis by the combined action of phospholipids and immunoglobulins, Blood Coagul Fibrinolysis 19: 82-88, 2008
Kolev K: Structural basis for variable lytic susceptibility of fibrin. Bridging structure with function in fibrinolysis, Cardiovasc Hematol Agents Med Chem 6: 159-160, 2008
Kolev K., Wohner N.: Matrix metalloproteinases in the pathomechanism of stroke, Recent advances and new strategies in stroke research (Erdős F., ed.), Research Signpost, Kerala, pp. 151-166, 2008
Kolev K; Machovich R: Cellular and molecular modulation of fibrin dissolution, Chinese J Pathophysiol 22: 18-19, 2006
Kolev K: Lipid and protein modulators of thrombolysis, Scripta Sci Med 38(Suppl. 1): 24, 2006
Longstaff C; Kolev K; Thelwell C: The kinetics of tPA activation and inhibition by PAI-1 in fibrin, J Thromb Haemost 5 Supplement 2: P-W-402, 2007
Rábai Gy; Machovich R; Kolev K: Fibrinolízis lipid környezetben: a szabad zsírsavak moduláló szerepe, Magyar Belorvosi Archivum 60 (2/Suppl.): 16, 2007
Tanka-Salamon, A; Machovich R; Kolev K: Plazmin gátlása hosszú láncú zsírsavakkal, Magyar Belorvosi Archivum 60 (2/Suppl.): 28-29, 2007
Wohner, N., Komorowicz, E., Kolev, K.: Study of the structural determinants of arterial vessel wall thrombogenicity, FEBS J 275 Supplement 1: 241, 2008
Kolev, K., Tanka-Salamon, A., Machovich, R.: Fibrin specificity conferred on the plasminogen/plasmin system by free fatty acids, J Clin Lipidol 2: S95, 2008
Longstaff C, Szabó L, Kolev K: Kinetics of fibrin dissolution initiated by plasminogen activation in fibrin matrices of varying architecture., J Thromb Haemost 2009; 7(Suppl. 2): 130, 2009
Wohner N, Komorowicz E, Keresztes Z, Machovich R, Kolev K: von Willebrand factor-dependent platelet adhesion from the aspect of human artery wall morphology., J Thromb Haemost 2009; 7(Suppl. 2): 130: 611-612, 2009
Silva M, Thelwell C, Kolev K, Longstaff C: Plasmin inhibitor and PAI-1 inhibition kinetics in fibrin clots., J Thromb Haemost 2009; 7(Suppl. 2): 130: 704, 2009
Kolev K, Varjú I, Szabó L, Machovich R, Silva M, Longstaff C: Hampered dissolution of fibrin formed under mechanical stress. 20th International Congress on Fibrinolysis and Proteolysis, Amsterdam Aug. 24-28 2010., J Thromb Haemost 2010; in press, 2010
