Investigation of small bowel ischemic tolerance during experimental intestinal transplantation  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
77474
Type PD
Principal investigator Ferencz, Andrea
Title in Hungarian A vékonybél ischémiás tolerenciájának vizsgálata kísérletes vékonybél transzplantáció során
Title in English Investigation of small bowel ischemic tolerance during experimental intestinal transplantation
Keywords in Hungarian vékonybél, transzplantáció, oxidatív stressz, jelátvitel
Keywords in English small bowel, transplantation, oxidative stress, signal transduction
Discipline
Haematology, immunology, thrombosis, infectious diseases (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Transplantation
Panel Clinical Medicine
Department or equivalent Department of Surgical Research and Techniques (Semmelweis University)
Starting date 2009-04-01
Closing date 2013-03-31
Funding (in million HUF) 5.091
FTE (full time equivalent) 2.76
state closed project
Summary in Hungarian
A vékonybél különlegesnek tekinthető a transzplantált szervek között. Transzplantálhatóságát fokozott immunogenitása mellett az nehezíti, hogy az egyik legérzékenyebb szövet az ischémiás/reperfúziós (I/R) károsodásokra. Az immunológiai problémákat kizárva kísérletes vékonybél autotranszplantációs modellekben az I/R károsodást vizsgáljuk. Jelenleg sincs konszenzus a bél oxidatív károsodásával szembeni exakt és megfelelő védő faktor vagy módszer tekintetében. Vizsgálataink fő célja a meleg és hideg I/R-s károsodás bélszövetre gyakorolt hatásának vizsgálata állatmodellben és bélsejt kultúrában. Célunk meghatározni az oxidatív stressz paramétereket, az apoptózis jelátviteli útjait, valamint vizsgálni kívánjuk az ischémiás posztkondícionálásnak és a hipofízis adenilát cikláz aktiváló polipeptidnek (pituitary adenylate cyclise activating polypeptide: PACAP) az oxidatív stresszre gyakorolt hatását. A kutatás szerteágazó és komplex sebészeti és metodikai protokolokat tartalmaz, melyek alapvetően a transzplantált bélszövet integritásának megőrzésére irányulnak. Kutatási témánk újnak tekinthető, mivel nincs más hasonló munka az irodalomban. Az oxidatív stressz folyamatainak és az apoptózis jelátviteli útjainak feltérképezése és befolyásolása intenziv kutatómunkát igényel, mely hozzájárulhat a vékonybél transzplantáció sikeresebb kezelési stratégiájához.
Summary
The small bowel has been considered a unique organ to transplant. The difficulty stems from the facts, that it is strongly immunogenic, and it is one of the most sensitive tissues to ischemia/reperfusion (I/R) injuries. To eliminate the immunological complications we will be applied experimental small bowel autotransplantation models to detect I/R injury. At present, no consensus exists about an exact and adequate protective factor or method against intestinal oxidative injury. The main goal of our studies to examine the effects of warm and cold I/R injury on bowel tissue in animal models and enterocyte cell culture. We will be purposed to detect oxidative stress parameters, apoptosis signalling pathways, and to investigate the possible protective effect of ischemic postconditioning and pituitary adenylate cyclise activating polypeptide (PACAP) against oxidative damage. This project contains diversified and complex surgical and methodical protocols, which will be focused on preservation integrity of bowel tissue during transplantation. Our investigation will be considered as novel, because no other project has ever been reported in the literature. Discovering and modifying the oxidative stress processes and apoptotic pathways are intense areas of investigation for perspective and surgical therapeutic strategies in the future of intestinal transplantation.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Vékonybél meleg ischémiás/reperfúziós (I/R) és autotranszplantációs modellben kapott eredmények: 1. A PACAP-38 reperfúzió alatti adása csökkenti a bél strukturális károsodását, a szöveti oxidatív stressz mértékét, fokozza a foszforilált ERK1/2 aktivitását és csökkenti a foszforilált JNK1/2 és a p38 MAP kináz aktivitását. A bél endogén PACAP-38- és PACAP-27-szerű immunreaktivitása szignifikánsan magasabb volt a PACAP-38 tartalmú UW oldatban tárolt szövetekben. A pro-inflammatórikus citokinek (sICAM-1, CD54, L-szelektin, RANTES, MMP-9, TIMP-1) aktivációját a PACAP-kezelés csökkentette modelljeinkben. 2. A reperfúzió elején alkalmazott 3 ciklusú (30”I+30”R) ischémiás posztkondícionálás (IPO) a vékonybél meleg I/R-ós és autotranszplantációs modelljében is szignifikánsan csökkentette a bélfal károsodásának mértékét. Csökkent a reperfúzió végi lipidperoxidáció mértéke és az endogén védelmi rendszerek (GSH, SOD) kapacitása/aktivitása magasabb maradt. A mucosa sejtekben mért NF-kB transzkripciós faktor nukleáris és citoplazmális aktivitása bifázisos jelleget mutatott.
Results in English
Results in the intestinal warm ischemia/reperfusion (I/R) and autotransplantation models are the follows: 1. Administration of PACAP-38 reduced intestinal structural damage and tissue oxidative stress, and increased phosphorylated ERK1/2 activity and reduces phosphorylated JNK1/2 and p38 MAP kinase activity during reperfusion period. Endogenous intestinal PACAP-38- and PACAP-27-like immunoreactivity was significantly higher in tissue stored in PACAP-38 content UW solution. PACAP treatment reduced the activation of the pro-inflammatory cytokines (sICAM-1, CD54, L-selectin, RANTES, MMP-9, TIMP-1) in our models. 2. Applying 3 cycles (30 "I +30" R) ischemic postconditioning of the small intestine in the early phase of reperfusion in warm I/R and in autotransplantation models also significantly reduced damage to the intestinal wall. The level of lipidperoxidation decreased and the capacity/activity of the endogenous protective systems (GSH, SOD) remained higher at the end of reperfusion. Meanwhile, nuclear and cytoplasmic activity of NF-kB transcription factor showed a biphasic character in the mucosal cells.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=77474
Decision
Yes





 

List of publications

  
Ferencz A, Rácz B, Tamás A, Nedvig K, Németh J, Kalmár-Nagy K, Horváth OP, Wéber G, Röth E, Reglödi D.: Changes and effect of PACAP-38 on intestinal ischemia-reperfusion and autotransplantation., Transplant Proc, 2009
Ferencz A, Reglődi D, Kalmár-Nagy K, Horváth OP, Rőth E, Wéber G, Rácz B.: Influence of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide on the activation of mitogen activated protein kinases following small bowel cold preservation., Transplant Proc, 2009
Roth E, Wéber Gy, Kiss P, Horváth G, Tóth G, Gasz B, Ferencz A, Gallyas F Jr., Reglodi D, Rácz B.: Effects of PACAP and preconditioning against ischemia/reperfusion-induced cardiomyocyte apoptosis., Ann N Y Acad Sci, 2009
Nedvig K, Ferencz A, Rőth E, Lőrinczy D.: DSC examination of intestinal tissue following warm ischemia and reperfusion injury., J Therm Analysis Calorimetry, 2009
Ferencz A, Takács I, Horváth S, Ferencz S, Jávor S, Fekecs T, Shanava K, Balatonyi B, Wéber Gy.: Examination of protective effect of ischemic postconditioning after small bowel autotransplantation., Transplant Proc, 2010
Nedvig K, Takács I, Vattay P, Wéber Gy, Rőth E, Ferencz A.: Effect of ischemic postconditioning on the oxidative stress and tissue injury in the intestinal warm ischemia/reperfusion model., Proceedings of the 45th Congress of the European Society for Surgical Research (ESSR). Geneva, Switzerland, June 9-12, 2010. Ed. M. Cikirikcioglu, Monduzzi Editore Press:, 2010
Ferencz A, Nedvig K, Fekecs T, Rácz B, Wéber Gy, Hashimoto H, Baba A, Helyes Zs, Reglődi D.: Comparison of intestinal cold preservation injury on pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide in knockout and wild-type mice., Transplant Proc, 2010
Ferencz A, Wéber Gy, Helyes Zs, Hashimoto H, Baba A, Reglődi D.: Presence of endogenous PACAP-38 ameliorated intestinal cold preservation tissue injury., J Mol Neurosci, 2010
Ferencz A, Nedvig K, Lőrinczy D.: DSC, as a new method to verify the exact warm and cold ischemic injury during small bowel surgery., Thermochimica Acta, 2010
Ferencz A, Nedvig K, Lőrinczy D.: DSC examination of intestinal tissue following cold preservation., Thermochim Acta, 2010
Ferencz A, Kiss P, Wéber Gy, Helyes Zs, Shintani N, Baba A, Reglődi D.: Comparison of intestinal warm ischemic injury in PACAP knock-out and wild-type mice., J Mol Neurosci, 2010
Nedvig K, Völgyi E, Wéber Gy, Rőth E, Ferencz A.: Az ischaemiás posztkondicionálás hatása az oxidatív stresszre és a szöveti struktúrára vékonybél meleg ischaemiás és autotranszplantációs modellekben., Magy Seb, 2011
Reglődi D, Kiss P, Szabadfi K, Atlasz T, Gábriel R, Horváth G, Szakály P, Sándor B, Lubics A, László E, Farkas J, Matkovits A, Brubel R, Hashimoto H, Ferencz A, Vincze A, Helyes Zs, Welke L, Lakatos A, Tamás A.: PACAP is an endogenous protective factor - insights from PACAP deficient mice., J Mol Neurosci, 2012
Nedvig K, Weber G, Nemeth J, Kovacs K, Reglodi D, Kemeny A, Ferencz A: Changes of PACAP immunoreactivities and cytokine levels after PACAP-38 containing intestinal preservation and autotransplantation., J Mol Neurosci, 2012



Back »