The role of nitric oxide-peroxynitrite-PARP pathway in the pathomechanism of chronic wounds  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
75864
Type K
Principal investigator Szabó, Éva
Title in Hungarian A nitrogén monoxid-peroxinitrit-PARP útvonal szerepe a krónikus sebek pathogenezisében
Title in English The role of nitric oxide-peroxynitrite-PARP pathway in the pathomechanism of chronic wounds
Keywords in Hungarian sebgyógyulás, nitrogén monoxid, poli-ADP-riboziláció
Keywords in English wound healing, nitric oxide, peroxynitrite, poly(ADP-ribosyl)ation
Discipline
Public health, health services, environmental and occupational medicine, epidemiology, medical ethics (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Dermatology
Panel Clinical Medicine
Department or equivalent Department of Dermatology (University of Debrecen)
Participants Juhász, István
Remenyik, Éva
Virág, László
Starting date 2008-10-01
Closing date 2012-01-31
Funding (in million HUF) 13.903
FTE (full time equivalent) 2.18
state closed project
Summary in Hungarian
A szövettanilag részletesen jellemzett sebgyógyulási folyamat szabályozásának molekuláris mechanizmusai jórészt feltáratlanok. A sebgyógyulási folyamat komplex regulációs hálózatának felborulása a sebgyógyulás elhúzódásához vezethet. A krónikus sebek (diabetes láb, vénás és artériás lábszárfekély, felfekvés) népbetegségnek tekinthetők, és kezelési költségeik csak az Egyesült Államokban dollármilliárdokra rúgnak. A különböző krónikus sebek közös jellemzői a perzisztens gyulladás, a hipoxia, a bakteriális kolonizáció és az öregedéssel összefüggésben megváltozott stresszválasz. Pályázatunkban a nitrogén monoxid (NO), a belőle keletkező potens oxidáns a peroxinitrit és az oxidatív stressz okozta DNS törések által is aktivált poli(ADP-ribóz) polimeráz-1 (PARP-1) szerepét vizsgáljuk normál és kóros sebgyógyulásban. Az NO kedvező hatásait leírták sebgyógyulásban, de részleteiben nem ismert a mechanizmus. A peroxinitrit és a PARP-1 szerepét nem vizsgálták, holott részvételük a sejtdiszfunkció és sejthalál, illetve a PARP-1 esetében a gyulladásos mediátorok szabályozásában más oxidatív stresszel összefüggő betegségekben ismert. Az NO-peroxinitrit-PARP-1 tengely szereplőinek hatását vizsgáljuk sejttenyészetekben (keratinocitákon és dermális fibroblasztokon), egérmodellben (normál és elhúzódó sebgyógyulás) illetve krónikus lábszárfekélyben szenvedő betegekből származó mintákon. Kimutatjuk a peroxinitrit termelődését és a PARP aktivációját ezekben a rendszerekben és vizsgáljuk szerepüket a sebgyógyulásban, a VEGF (vaszkuláris endotheliális növekedési faktor) expresszióban, a sejtmigrációban és a gyulladásban (PARP gátlószerek, peroxinitrit bontó vegyületek, siRNA, KO egerek).
Summary
The wound-healing process has been well described at the histological level, but the underlying molecular mechanisms are still poorly defined. Chronic wounds (venous ulcers, pressure ulcers and diabetic ulcers) are a health problem of enormous magnitude affecting many hundreds of thousands of patients with health care costs amounting to billions of dollars annually in the United States alone. These human chronic wounds can be traced back to a combination of four major pathogenetic factors: persistent inflammation, local tissue hypoxia, bacterial colonization and ageing-related alteration in the stress response. In the present proposal we wish to investigate the role of nitric oxide (NO), peroxynitrite (reaction product of NO and superoxide) and poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) in normal and in delayed wound healing. Whereas the beneficial role of NO in wound healing has been described at least at the phenomenological level, the role of the potent oxidant peroxynitrite is not known. Furthermore, PARP-1 a pleiotropic mediator of various cellular function has not been implicated in wound healing despite of the fact that it may cause cell dysfunction, cell death and regulates the expression of inflammatory mediators. We plan to investigate the role of the “NO-peroxynitrite-PARP pathway” in cell culture experiments (keratinocytes, dermal fibroblasts), in animal models of normal and delayed wound healing and in samples to be obtained from venous leg ulcer patients. We will detect the formation of peroxynitrite, the activation of PARP-1 in wound and will study their role (using PARP inhibitors, siRNA and KO mice) in wound healing, in the expression of VEGF (vascular endothelial growth factor), cell migration and inflammation.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatásaink átfogó célkitűzése az oxigén és nitrogén tartalmú szabad gyökök és az általuk aktivált sejtmagban elhelyezkedő enzimek (PARP) szerepének vizsgálata a bőrben élettani és kóros körülmények között. Ezen belül különösen a sebgyógyulási folyamatok álltak a pályázat fókuszában. Főbb megállapításaink: 1. A PARP enzimek terméke a PAR polimer normál bőrben is előfordul és eddig azonosítatlan szabályozó funkciókkal bírhat, a bőr hámsejtjeiben, a faggyúmirigy sejtekben, az erekben és a zsírsejtekben. 2. A PARP enzimek gyógyszeres gátlása vagy az enzim génjének blokkolása gyorsítja asebgyógyulást a gyulladást közvetítő anyagok kifejeződésének gátlásával. 3. Krónikus és akut humán sebek folyadékából és a betegek szérumából valamint szövetmintáiból kimutattuk az oxigén tartalmú szabad gyökök termelődését és az általuk a biomolekulákban okozott károsításokat (fehérjeoxidáció, lipid peroxidáció) 4. Azonosítottunk egy új bőrvédő hatású anyagot is, mely védi a bőr hámsejtjeit az UVB sugárzás okozta károsító hatásoktól.
Results in English
The overall aim of our project was to investigate the cutaneous role of oxygen- and nitrogen-containing reactive species (ROS and RNS, respectively) and the nuclear enzyme PARP that is activated by ROS/RNS-induced DNA damage, Wound healing was in the focus of our investigation. Result summary: 1. Poly(ADP-ribose) polymer, the product of PARP enzymes could be detected in various structures in the skin and may function as a signalling molecule in keratinocytes, sebocytes, blood vessels and fat cells. 2. Pharmacological inhibition or genetic deletion of the PARP enzyme resulted in accelerated wound healing due to suppression of the production of inflammatory mediators. 3, In wound fluids, serum and wound tissue samples obtained from patients suffering from acute, chronic or diabetic wounds/ulcers we have detected the production of ROS and RNS and their footprints indicating their damaging effects on lipids and proteins. 4. We have identified a novel compound protecting human keratinocytes from UVB-induced toxicity.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=75864
Decision
Yes





 

List of publications

  
Szabó Éva: A keloid és a hipertrófiás hegek patomechanizmusa, A Magyar Sebkezelő Társaság kiadványa, 2008
Szabó Éva: Krónikus sebek kezelése a Bőrgyógyászati Klinika irányításával a Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrumban, Bőrgyógyászati és venerologiai szemle 84. 6., 2008
Szabó É: Diabéteszes láb: a neuropátiától az amputációig, Magyar Infektológiai és Klinikai Mikrobiológiai Társaság Kongresszusi kiadványa, 2009
Erdélyi K, Bai P, Kovács I, Szabó E, Mocsár G, Kakuk A, Szabó C, Gergely P, Virág L.: Dual role of poly(ADP-ribos) glycohydrolase in the regulation of cell death in oxidatively stressed A549 cells., FASEB J. 2009 Oct;23(10):3553-63. Epub 2009 Jul 1., 2009
Szabó É, Bodnár E, Erdélyi K, Hegedűs C, Bakondi E, Remenyik É, Virág L: Possible role of nitric oxide-peroxynitrite- poly(ADP-ribose) polymerase pathway in chronic wounds, J Investigative Dermatology 129 Suppl. 2 s96, 2009
Virag L, Szabo E, Erdelyi K, Brunyanszki A, Gergely P: Formation of peroxynitrite and poly(ADP-ribose) in the skin: implications for dermatopathophysiology, J. Invest. Dermatol (2009), Vol. 129, Suppl2, S93, 2009
Bai P, Hegedűs C, Szabó E, Gyüre L, Bakondi E, Brunyánszky A, Gergely S, Szabó C, Virág L: Poly(ADP-ribose) polymerase mediates inflammation in a mouse model of contact hypersensitivity, J. Invest Dermatol. 2009 Jan, 129 (1): 234-8., 2009
Brunyánszki A, Hegedus C, Szántó M, Erdélyi K, Kovács K, Schreiber V, Gergely S, Kiss B, Szabó E, Virág L, Bai P.: Genetic ablation of PARP-1 protects against oxazolone-induced contact hypersensitivity by modulating oxidative stress., J. Invest Dermatol. 2010 Nov;130(11):2629-37., 2010
Szabó Éva: Orvosi méz alkalmazása postthrombotikus szindróma talaján kialakult ulcus kezelésében, Sebkezelés, sebgyógyulás, a Magyar sebkezelő társaság folyóirata, 13 (1): 18-21, 2010
Virág L, Bai P, Lakatos P, Bodnár E, Remenyik É, Szabó É: Poly(ADP-ribosyl)ation in the skin: physiological roles and contribution to skin pathology, J Investigative Dermatology Vol 131 Suppl2 S17, 2011
Lakatos P, Bai P, Hegedűs Cs, Gergely P, Szabó É, Virág L: 3-aminobenzamide protects human keratinocytes from UV-induced cell death by a PARP independent mechanism, J Investigative Dermatology Vol 131 Suppl2 S105, 2011
Gehl ZS, Bai P, Bodnár E, Emri G, Remenyik É, Németh J, Gergely P, Virág L, Szabó É: Correlation of the biopolymer poly(ADP-ribose) with clinical parameters of malignant melanomas, J Investigative Dermatology Vol 131 Suppl2 S115, 2011
Szabó É and Virág L.: COMPLEX ROLE OF POLY(ADP-RIBOSYL)ATION IN SHOCK AND OTHER OXIDATIVE STRESS-RELATED PATHOLOGIES, Shock 36(S1) 34-34, 2011
Szabó É, Kovács I, Grune T, Haczku A, Virág L: PARP-1: a new player in the asthma field?, ALLERGY 66: pp. 811-814., 2011
Géhl Zs, Bai P, Bodnár E, Emri G, Remenyik É, Németh J, Gergely P, Virág L, Szabó É: Poly(ADP-ribose) in the skin and in malignant melanomas., HISTOLOGY AND HISTOPATHOLOGY (közlés alatt), 2012



Back »