Characterisation of HIV entry mechanism by tiolated pyrimidine mononucleosides  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81367
Type K
Principal investigator Nagy, Károly
Title in Hungarian HIV entry mechanizmus jellemzése antivirális hatású hazai fejlesztésű tiolált pyrimidin származékokkal
Title in English Characterisation of HIV entry mechanism by tiolated pyrimidine mononucleosides
Keywords in Hungarian HIV , CD4, tiolált pyrimidin, vírus receptor, antivirális hatás
Keywords in English HIV, CD4, thiolated pyrimidine, viral receptor, antiviral effect
Discipline
Microbiology: virology, bacteriology, parasitology, mycology (Council of Medical and Biological Sciences)80 %
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent Dept. of Medical Microbiology (Semmelweis University)
Participants Aradi, János
Ghidán, Ágoston
Kanizsai, Szilvia
Ongrádi, József
Starting date 2010-02-01
Closing date 2016-01-31
Funding (in million HUF) 20.382
FTE (full time equivalent) 10.92
state closed project
Summary in Hungarian
A halálos AIDS betegség vírusa, a HIV naponta 6.000 fertőzést okoz. A jelenlegi HIV gyógyszerek akkor hatnak, amikor a vírus már bejutott a sejtbe. Az ideális gyógyszer a vírus behatolását gátolná meg. A HIV replikációs ciklus korai mechanizmusai még nem kellően ismertek. Korábbi kutatásainkban e vírus-sejt kapcsolat több aspektusát tanulmányoztuk.
Jelen pályázatunkban azt kívánjuk vizsgálni, milyen redox változások zajlanak le a HIV fertőzés korai szakaszában és ezek hogyan befolyásolhatók az általunk kifejlesztett tiolált oligonikleozid vegyületekkel, (s4dU)35 és (s4UMP) , amelyek modifikálják a sejtfelszíni elsődleges vírusreceptor, a CD4 molekula és a vírus burok gp120/gp41 diszulfid kötéseit. Három fajta riporter gént tartalmazó gag-pol géneket és többfajta defektív vírus-Env gént kódoló plasmidok transzfekciójával olyan fertőző,de replikáció incompetens HIV pszeudovirionakat hozunk létre, amelyek szelektív coreceptor preferenciával rendelkeznek. Ezekkel CCR5 vagy CXCR4 vagy mindkét coreceptort expresszáló egér és humán sejteket fertőzünk és vizsgáljuk a vírus fitness jelenségét. A HIV pszeudovirionk fertőzőképességét, sejtbe jutását különböző koncentrációban, a vírus fertőzést megelőzően vagy azzal egy időben adagolt tiolált oligonucleotidokkal tervezzük befolyásolni, ill. meggátolni. A vírusbejutás hatékonyságát ill. a tiolált vegyületek gátló hatását ( IC50 és IC90 értékeket) szincicium képződés alapján és a reporter gének ( luciferase,eGFP,lacZ) funkciójának quantitatív mérésével határozzuk meg vírus fertőzési eljárásokban. Kutatásaink eredményeként pontosabb képet kaphatunk a HIV fertőzés korai molekuláris eseményeiről és új támadáspontú potenciális HIV gyógyszer fajták bevezetését javasolhatjuk.
Summary
HIV the causative virus of the deadly AIDS, infects 6.000 patients daily. Recent ant-HIV drugs act only while virus is already entered cells. Ideal antivirals should inhibit viral entry. The mechanisms of early phase of HIV replication are poorly understood. Previously we studied certain aspects of this virus-cell interactions.
In this proposal we plan to analyze redox processes at the early phase of HIV infection, and the modification effect of them by thiolated oligonucleozide compounds (s4dU)35 and (s4UMP) developed by us ,which interact reduction of disulfide bonds of the primary viral receptor CD4 and viral Env gp120/gp41. Infectious but replication incompetent HIV pseudovirions will be prepared by transfection of plasmids containing three reporter genes and truncated HIV gag-pol genes or defective viral-Env genes, which have selective coreceptor preference. By these pseudovirions mouse and human cells expressing CCR5 or CXCR4 or both will be infected for studying viral fitness. Infectivity and entry of HIV pseudovirions will be influenced or inhibited by administration of thiolated oligonucleozide compounds in various concentrations to the cells prior to or at the time of virus infection. Effectiveness of viral entry and the possible inhibitory effect ( IC50 and IC90 values) of the thiolated compounds will be determined by syncytia formation and by the quantitative determination of reporter genes (luciferase, eGFP, lacZ) functions in viral infectivity assays. Results obtained could contribute to a more detailed characterization of the molecular events of early HIV infection, and may provide possible potent new class of anti-HIV drugs with new target.




 

Final report

  
Results in Hungarian
OTKA 81367 A HIV ENTRY MECHANIZMUS JELLEMZÉSE ANTIVIRÁLIS HATÁSÚ HAZAI FEJLESZTÉSŰ TIOLÁLT PYRIMIDIN SZÁRMAZÉKOKKAL Témavezető Dr. Nagy Károly (Orvosi Mikrobiológiai Intézet, Semmelweis Egyetem, Budapest) A HIV/AIDS világméretű egészségügyi probléma, amely az eddigiek mellett további, új megközelítésű megoldásokat igényel. A HIV fertőzés korai molekuláris eseményei, a vírus-sejt kapcsolat részleteinek, a HIV entry mechanizmus in vitro vizsgálata során sejt- és molekuláris virológiai módszerek felhasználásával kísérletes bizonyítékot szolgáltattunk arra vonatkozóan, hogy az általunk előállított tiolált pyrimidin vegyületek a sejtfelszíni redox aktív –SH csoportokkal és a HIV burok gp120 –SH molekuláival kölcsönhatásba lépve dózis függő módon gátolják a primer HIV-1IIIB fertőzést, a sejtfúziót és a HIV entry-t. Replikáció defektív, CCR5,CXCR4 vagy kettős koreceptor preferenciával rendelkező HIV pszeudovirionok előállításával igazoltuk, hogy e vegyületek, elsősorban a DS53 szelektív módon gátolják in vitro a makrofág ill. T sejt tróp HIV fertőzést µM alatti koncentrációban. Az elsősorban a sejtmembrán lipid raftjain koncentrálódó, a HIV fertőzés során aktív sejtfelszíni redox folyamatok , a HIV entry befolyásolása, a CD4 kötőhelyek modifikálása tiolált pyrimidin származékokkal potenciális új célpontot jelenthetnek a HIV fertőzés hatékony kezelésében.
Results in English
OTKA 81367 CHARACTERIZATION OF HIV ENTRY MECHANISM BY THIOLATED PYRIMIDINE DERIVATIVES WITH ANTIVIRAL ACTIVITY Principal investigator Karoly Nagy MD,PhD (Institute of Medical Microbiology, Semmelweis University) HIV/AIDS is still a public health problem worldwide, requiring new approaches . During our study of the early molecular events of HIV infection, details of virus – cell interaction, HIV entry mechanism in vitro, by using cell- and molecular virological methods we provided experimental evidences that thiolated pyrimidine derivatives synthesized by us can interact cell surface redox active –SH groups, and –SH molecules of gp120 HIV Env and are able to inhibit primary HIV-1IIIB infection, cell fusion and HIV entry by a dose dependent manner. With the preparation of replication defective HIV viral pseudotypes with preference for CCR5, CXCR4 or both of kemokine coreceptors we proved, that these compounds, especially DS53 can selectively inhibit in vitro macrophage tropic and T cell tropic HIV infection in µM concentration. Influencing cell surface redox processes concentrated in cell membrane lipid rafts active in HIV infection, modification of HIV entry and CD4 binding sites by thiolated pyrimidine compounds could serve as potentially new target for the effective treatment of HIV infection.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81367
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J., Nagy K.: Thyolated pyrimidine compounds as HIV entry inhibitors, A Magyar Mikrobiológiai Társaság 2010.-évi Nagygyűlésének kiadványa, 2010
Nagy K.: Inhibition of HIV on cellular level: thiolated mononucleozides, 16th Alpe-Danube-Adria Congress on STD Conference Proceeding, 2010
Berényi E., Benkő I., Vámosi Gy., Gérresi K., Tárkányi I., Szegedi I., Lukács L., Juhász I., Kiss Cs., Fésüs L., Aradi J.: In vitro and in vivo activity of 4-thio-uridylate against JY cells, a model for human acute lymphoid leukemia, Bioch.Biophys.Res.Comm, 2011
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J.,Nagy K.: Reduction of HIV infectivity in vitro by modifying CD4 binding site with thyolated nucleotids, 16th International Congress of Hungarian Microbiological Society, 2011
Nagy K., Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J.: New approach of inhibition of HIV on cellular level, Eur.J.Microbiol.Immunol 1(2):122-123, 2011
Nagy K., Kanizsai Sz., Ghidán Á.,Aradi J.: Inhibition of primary HIV infection on cellular level, Proc. 17th Alpe-Danube-Adria Congress on STD, 2011
Juhász E., Kanizsai Sz., Ghidán Á., Béres J., Nagy K.: Molecural epidemiology of HIV resistant-conferring gene polymorphism in gypsy subpopulation of Hungary, Proc. 12th IUSTI World Congress, New Delhi, India, 2011
Kanizsai Sz.,Juhász E., Ghidán Á., Aradi J., Nagy K: HIV pseudovirion assay for viral fitness and entry inhibition, Proc. 27th IUSTI-Europe Congress, Antalya, Turkey, 6-8 September, 2012
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Ongrádi J., Nagy K.:: Antiretroviral effect of 4-thio-uridylate against human immunodeficiency virus type 1, Acta Microbiol Immunol Hung 59(4):499-510, 2012
Kanizsai Sz., Ghidán Á.,. Aradi J., Nagy K.:: Modification of HIV env-SH groups: a new approach for inhibition of HIV entry, Proc. 18th Alpe-Danube-Adria Congress on STD, Bled, Slovenia, 5-6 October, 2012
Kanizsai Sz., Ghidán Á.,Aradi J., Nagy K: HIV entry inhibitorok elemzése sejtszinten, Proc. Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése , Keszthely, 2012
Nagy K: A HIV fertőzés korszerű mikrobiológiai diagnosztikája, Proc. Magyar STD Társaság XVII. Nagygyűlése, Budapest, 2012
Nagy K.: Humán retrovírusok 2013: a világjárvány megfékezésének molekuláris-virológiai lehetőségei, Országos Epidemiológiai Központ Kiadványa, 2013
Nagy K.: A primer prevenció jelentősége az alacsony hazai HIV fertőzések kontrolljában, Magyar Onkológia 57(4)pp 302-303, 2013
Nagy K., Kanizsai Sz., Várkonyi V., Aradi J.: Epidemiology of HIV infection before and after the rising of the iron curtain: the Hungarian experience, Proc. 14th IUSTI World, 2013
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J., Nagy K.: Analysis of potential entry inhibitors of HIV on cellular level, Acta Microbiol Immunol Hung 60(S)pp29-30, 2013
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J., Nagy K.: Modifying CD4 binding site by tiolated pyrimidine nucleozides results in selective cytotoxicity of HIV infected cells, Acta Microbiol Immunol Hung 60(S)p156, 2013
Kanizsai Sz, Ongrádi J, Aradi J, Nagy K.: Thiolated pyrimidine derivatives may interfere thiol groups concentrated at lipid rafts of HIV-1 infecetd cells, Acta Microbiol Immunol Hung. 61(1):447-458, 2014
Nagy K: New approach to inhibit HIV infectivity: tiolated entry inhibitors, Seminars in Nihon Institute of Medical Sciences, University of Saitame, Japan, 2014
Kanizsai Sz., Ghidán Á., Aradi J., Nagy K.: New approach for inhibition of HIV entry: modifying CD4 binding sites by thiolated nucleotides, 28th IUSTI-Europe Conference, Malta, 2014. sept. 18-20., 2014
Kanizsai Sz., Aradi J., Nagy K.: Lipid raftok a HIV fertőzte sejteken a tiolált pirimidin nukleotidok célpontjai, A Magyar Mikrobiológiai Társaság 2014. évi Nagygyűlése, Keszthely, 2014. okt. 15-18, 2014
Nagy K., Kanizsai Sz., Aradi J.: Lipid rafts of HIV-infected cells: new target, 20th Alps-Danube-Adria Congress on STD 7-8 November, 2014., Prague, Czech Republic, 2014
Nagy K, Kanizsai Sz., Ongrádi J., Aradi J.: Molecular events determining primary HIV infections, Int.J.STD@AIDS, 2015
Nagy K.: A HIV vírus evolúciója és moleculáris virológiája, Proc. III. Nemzeti AIDS Konferencia, Budapest nov.30- dec 1., 2015, 2015
Nagy K.: Closer look on molecular events of primary HIV infection and new approach for inhibition, Dermatovenerologie Vol 60, p126 ISSN 1220/3734, 2015
Nagy K.: How science supports management of emerging infections, Proc. World Science Forum,MTA Budapest, 4-7. nov (2015), 2015
Kanizsai Sz., Ongrádi J., Aradi J., Nagy K.: New approach for inhibition of HIV entry: modifying CD4 binding sites by thyolated pyrimidine derivatives, Pathol Oncol Res, 2016
Nagy K., Kanizsai S., Ongradi J., Aradi J.: Novel approach for inhibition of HIV entry by modifying CD4 binding sites, Proc. 17th IUSTI World Congress, May 9-13, 2016, Marrakesh, Morocco, 2016



Back »