Regulatory role of miRNA network in acute renal failure  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81972
Type K
Principal investigator Hamar, Péter
Title in Hungarian Micro RNS hálózatok szabályozó szerepének vizsgálata akut veseelégtelenségben.
Title in English Regulatory role of miRNA network in acute renal failure
Keywords in Hungarian miRNS, vese, ischemia-reperfúzió, akut veseelégtelenség (ATN)
Keywords in English miRNA, kidney, ischemia-reperfusion, acute renal failure (ATN)
Discipline
Biological basis of diseases related to the above (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Institute of Translational Medicine (Semmelweis University)
Participants Buday, Anna
Cselenyák, Attila
Kökény, Gábor
Németh, Zalán
Rácz, Zsuzsanna
Révész, Csaba
Starting date 2010-02-01
Closing date 2014-07-31
Funding (in million HUF) 22.075
FTE (full time equivalent) 10.09
state closed project
Summary in Hungarian
A postegnomiális erában a humán transcriptom vizsgálatával nyilvánvalóvá vált, hogy genomunk több ezer olyan RNS-t kódol, ami nem íródik át fehérjévé. Ezek a fehérjét nem kódoló, de funkcionális RNS-ek hálózatokat alkotnak, és jelenleg első sorban génexpressziót szabályozó szerepet tulajdonítanak nekik. Ezen post-transcripcionális szabályozó szerep a 19-21 nucleotidból álló és 1993-ban leírt micro RNS-ek (miRNA) esetében jelenleg intenzív kutatás tárgya.
Az akut tubuláris nekrózis (ATN) vezető halálok az intenzív osztályokon, és nagy jelentősséggel bír veseátültetés prognózisa szempontjából is. Az oxigénhányt követő reperfúzió során további kiterjedt szövetelhalás figyelhető meg, részben a hypoxia ideje alatt sérült sejtek apoptózisa, részben a lokálisan termelődő szabadgyökök következtében. Kutatásaink célja a reperfúziós károsodás gátlása.
Korábbi kísérleteinkben a FAS apoptózis receptor (Hamar et al: PNAS, 2004) és a NADPH oxidáz (szuperoxid termelő enzim) szintézisének gátlásával sikeresen javítottuk a vese ischemia-reperfúziót követő túlélést egérben. Kísérleteinkben elsőként alkalmaztuk a rövid interferáló (si) RNS-t in vivo a vese génterápiájára.
Tervezett kísérleteinkben az ischemia és reperfúzió során megváltozó génexpresszió szabályozást szeretnénk vizsgálni. Számos friss irodalmi adat utal arra, hogy bizonyos miRNS-ek expressziója megváltozik különböző szervek (agy, szív) ischemia-reperfúziós károsodása során és ezen expresszió változás alapvetően befolyásolhatja a túlélést. Nincs azonban adat a vese ischemia-reperfúziós károsodásában a miRNS-hálózat mely elemei játszanak szerepet, és mi ezen miRNSek kórélettani funkciója. Ezért kutatásaink során vizsgálni szeretnénk, hogy mely miRNS-ek expressziója változik számottevően vese ischemia-reperfúziója kapcsán, és szekvencia specifikus siRNS-el (antagomir) gátolni fogjuk ezen miRNS-ek termelődését, hogy pontosabb információt kapjunk az ischemia-reperfúziós károsodásban játszott szerepükről.
Summary
In the postgenomic era, investigations of the human transcriptome revealed, that the genome encodes multiple thousands of RNAs not transcribed into proteins. These functional, but non-coding RNAs form networks, and play a role in the post-transcriptional regulation of gene-expression. This regulation of gene expression by 19-21 nucleotide micro RNAs (miRNA) (first described in 1993) is under intense investigations presently.
Acute tubular necrosis (ATN) is a leading cause of death at the intensive care units, and is a key determinant of renal transplantation outcome. Following oxigen deficiency, further substantial tissue damage occurs during reperfusion, due to local production of oxidative radicals and consequent apoptosis. Aim of our studies is to reduce reperfusion damage.
In previous experiments, the knock-down of the FAS apoptosis receptor (Hamar et al: PNAS, 2004) and NADPH oxidase (a superoxide producing enzyme) (submitted to RNA) by short interfering (si)RNA improved renal function and survival after renal ischemia-reperfusion in mice. We were the first, to apply siRNA for gene-therapy of the kidney in vivo.
In the planned experiments, we would like to study alterations of miRNA mediated gene expression regulation during ischemia-reperfusion injury in vivo. Recent literature suggests, that specific miRNA expression changes accompany the ischemia-reperfusion injury of different organs (brain, heart) and that these expression changes may basically influence survival. However, to our best knowledge, there is no data about the miRNA network-profile changes in ischemia-reperfusion injury of the kidney, and the pathophysiologic role of these miRNAs. Thus, in the proposed studies we would like to detect significant miRNA expression changes during renal ischemia-reperfusion injury. Next, we will inhibit the detected miRNAs by sequence specific siRNA (antagomir), to gain deeper insight into their pathophysiologic role played in ischemia-reperfusion injury.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A vese ischemia-reperfúziós károsodásában releváns miroRNSekről írt összefoglaló közleményünk (Adv Drug Deliv Rev) alapján 21 miRNS expresszióját vizsgáltuk vese luminex platformon. A miR-17 és -21 expressziója a reperfúzió során fokozatosan emelkedett. E 2 miR validált target fehérjéi az apoptózis, sejtregeneráció és hősokk válasz szabályozói ezért fontos szerepük lehet a reperfúziós folyamatok szabályozásában (Plos One, Nucl Ac Ther). A két miR egymásra hatását jelenleg sejtkultúrán és a miR-17 és -21 gátló locked nucleic acid (LNA) in vivo kezeléssel vizsgáljuk. Állatkísérleti és 200 vesetranszplantált beteg mintái alapján megállapítottuk, hogy az újonnan leírt tubulus károsodás marker (NGAL) excretioja szorosan koreláll a tubulus károsodás mértékével. A xantin oxidáz és NADPH-oxidázok közül a vesére jellemző 2. és 4. izotípus (NOX-2,4) expressziója vese ischemia reperfúziót követően nem változott számottevően, és expressziójuk gátlása siRNS-el nem védett a vese károsodásától. Granulocita adhéziós molekula (CD-18) és granulocita depletált egerekben sem találtunk jelentős javulást vese-ischemiát követően. Csak a xantin oxidáz gátlásával tudtunk védelmet elérni. Az RNS interferencia lehetséges off-target, interferon választ indukáló mellékhatásáról kimutattuk, hogy in vivo egér-modellünkben nem jelentkezik. (Nucl Ac Ther, Gene Therapy Aplication, Acta Phys Hun).
Results in English
Based on our review summarizing relevant micro RNAs in renal ischemia-reperfusion injury (Adv Drug Deliv Rev) we investigated 21 miRs on a luminex platform. Mir-17 and -21 gradually increased during reperfusion. Validated targets of these miRs include apoptosis, regeneration and heat-shock response proteins, thus they may play an important regulatory role in reperfusion injury (Plos One, Nucl Ac Ther). Presently we investigate the counter-regulatroy role of these 2 miRs in cell culture and in vivo with locked nucleic acids (LNA). Based on animal and 200 kidney transplanted human samples we detected strong corellation between the recently described tubular damage marker: NGAL and tubular damage. Surprisingly, xantine-oxidase and the renal NADPH-oxidases (NOX-2,4) expression did not change significantly and their inhibition with siRNA did not protect from post-ischemic renal damage. Granulocyte adhesion molecule (CD-18) and granulocyte depleted mice were also not protected from renal ischemia. Only xantine oxidase inhibition was protective. We demonstrated the absence of a possible off-target effect of RNA interference therapy: induction of the interferon response - which was absent in our mouse model (Nucl Ac Ther, Gene Therapy Application, Acta Phys Hun).
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81972
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kaucsar T, Revesz C, Godo M, Krenacs T, Albert M, Szalay C, Rosivall L, Benyo Z, Batkai S, Thum T, Szénási G, Hamar P: Activation of the miR-17 Family and miR-21 During Murine Kidney Ischemia-Reperfusion Injury., NUCLEIC ACID THERAPEUTICS 23:(5) pp. 344-354. (2013), 2013
Kaucsár T, Bodor C, Godó M, Szalay C, Révész C, Németh Z, Mózes M, Szénási G, Rosivall L, Sőti C, Hamar P.: LPS-induced delayed preconditioning is mediated by Hsp90 and involves the heat shock response in mouse kidney., PLoS One., 2014
Racz Z, Godo M, Revesz C, Hamar P: Immune activation and target organ damage are consequences of hydrodynamic treatment but not delivery of naked siRNAs in mice., NUCL ACID THERAP 21: (3) 215-224, 2011
Kaucsar T, Racz Z, Hamar P: Post-transcriptional gene-expression regulation by micro RNA (miRNA) network in renal disease, ADV DRUG DELIVER REV 62: (14) 1390-1401, 2010
Lorenzen JM, Kaucsar T, Schauerte C, Schmitt R, Rong S, Hübner A, Scherf K, Fiedler J, Martino F, Kumarswamy R, Kölling M, Sörensen I, Hinz H, Heineke J, van Rooij E, Haller H, Thum T.: MicroRNA-24 Antagonism Prevents Renal Ischemia Reperfusion Injury., J Am Soc Nephrol, 2014
Révész Cs, Kaucsár T, Rácz Zs, Godó M, Hamar P: Silencing oxidases with RNAi does not prevent renal ischemia/reperfusion injury in mice, RNAi & miRNA Europe, 2011
Hamar P: Role of Regulatory Micro RNAs in Type 2 Diabetes Mellitus-Related Inflammation, NUCL ACID THERAP 22: (5) 289-294, 2012
Kaucsár T, Révész Cs, Godó M, Tarszabó R, Rácz Zs, Hamar P: MicroRNA expression pattern in renal ischemia-reperfusion injury, RNAi & miRNA Europe 2011, 2011
Revesz Cs, Hamar P: Delivery Methods to Target RNAs in the Kidney., Gene Therapy Applications, InTech, pp. 263-278., 2011
Stokman G, Qin Y, Racz Z, Hamar P, Price LS: Application of siRNA in targeting protein expression in kidney disease, ADV DRUG DELIVER REV 62: (14) 1378-1389, 2010
Hamar P: Role of Regulatory Micro RNAs in Type 2 Diabetes Mellitus-Related Inflammation., Nucleic Acid Ther, 2012
Masszi G, Buday A, Novak A, Horvath EM, Tarszabo R, Sara L, Revesz Cs, Benko R, Nadasy GyL, Benyo Z, Hamar P, Varbiro Sz: Altered insulin-induced relaxation of aortic rings in a dihydrotestosterone-induced rodent model of polycystic ovary syndrome, Fertility and sterility, 2012
Fintha A, Gasparics A, Fang L, Erdei Zs, Hamar P, Mózes M, Kökény G, Rosivall L, Sebe A: Characterization and role of SCAI during renal fibrosis and epithelial-mesenchymal transition, Am J Pathol, 2013
Masszi G, Novak A, Tarszabo R, Horvath EM, Buday A, Ruisanchez E, Tokes AM, Sara L, Benko R, Nadasy GL, Revesz Cs, Hamar P, Benyó Z, Várbíró Sz: Effects of vitamin D3 derivate calcitriol on pharmacological reactivity of aortic rings in a rodent PCOS model, Pharmacol Rep, 2013
Máthé Cs, Szénási G, Sebestény A, Blázovics A, Szentmihályi K, Hamar P, Albert M: Protective effect of CV247 against cisplatin nephrotoxicity in rats, Hum Exp Toxicol, 2013
Fintha A, Gasparics A, Fang L, Erdei Zs, Hamar P, Mózes M, Kökény G, Rosivall L, Sebe A: Characterization and role of SCAI during renal fibrosis and epithelial-mesenchymal transition, Am J Pathol, 2013
Wasik AA, Koskelainen S, Hyvönen ME, Musante L, Lehtonen E, Koskenniemi K, Tienari J, Vaheri A, Kerjaschki D, Szalay C, Révész C, Varmanen P, Nyman TA, Hamar P, Holthöfer H, Lehtonen S.: Ezrin is down-regulated in diabetic kidney glomeruli and regulates actin reorganization and glucose uptake via GLUT1 in cultured podocytes., Am J Pathol., 2014
Hamar P, Wang M, Godó M, Kökény G, Ouyang N, Heemann U: Lupus nephritis reocurrs following transplantation in the lupus prone mouse., Lupus, 19:175-81, 2010
Kökény G, Németh Z, Godó M, Hamar P: The Rowett rat strain is resistant to renal fibrosis, Nephrol Dial Transpl, 25:1458-62, 2010
Rácz Zs, Nagy E, Rosivall L, Szebeni J, Hamar P: Sugar-free, glycine-stabilized intravenous immunoglobulin prevents skin but not renal disease in the MRL/lpr mouse model of systemic lupus., Lupus, 2010
Buday A, Őrsy P, Godó M, Mózes M, Kökény G, Lacza Zs, Koller A, Ungvári Z, Gross ML, Benyó Z, Hamar P: Elevated systemic TGF-beta impairs aortic vasomotor function through activation of NADPH oxidase driven superoxide production and leads to hypertension, myocardial remode, Am J Physiol Heart Circ Physiol, 299: H386-95., 2010
Kaucsár T, Rácz Zs, Hamar P: Post-transcriptional gene-expression regulation by micro RNA (miRNA) network in renal disease, Adv Drug Delivery Rev, 30: 1390-401., 2010
Stokman G, Qin Y, Rácz Zs, Hamar P, Price LS: Application of siRNA in targeting protein expression in kidney disease, Adv Drug Delivery Rev, 30: 1378-89., 2010
Baintner K, Kocsis B, Kovács K, Péterfi Z, Kökény G, Hamar P: Interaction of concanavalin A with bacterial lipopolysaccharides in agarose gel., ACTA MICROBIOLOGICA ET IMMUNOLOGICA HUNGARICA 58: pp. 201-209., 2011
Fugmann T, Borgia B, Révész C, Godó M, Forsblom C, Hamar P, Holthöfer H, Neri D, Roesli C: Proteomic identification of vanin-1 as a marker of kidney damage in a rat model of type 1 diabetic nephropathy., KIDNEY INTERNATIONAL 80:(3) pp. 272-281. p. 9, 2011
Racz Z, Godo M, Hamar P: Immune activation and target organ damage are consequences of hydrodynamic treatment but not delivery of naked siRNAs in mice., NUCLEIC ACID THERAPEUTICS 21:(3) pp. 215-224., 2011
Rácz Zs, Kaucsár T, Hamar P: The huge world of small RNAs: regulating networks of microRNAs., ACTA PHYSIOLOGICA HUNGARICA 98:(3) 243 p. Paper 251. p. 9, 2011
Revesz C, Hamar P: Delivery Methods to Target RNAs in the Kidney., Gene Therapy Applications, InTech, pp. 263-278., 2011
Tamás Kaucsár, Csaba Révész, Mária Godó, Tarszabó Róber, Zsuzsanna Rácz, Péter Hamar: MicroRNA expression pattern in renal ischemia-reperfusion injury, RNAi & miRNA Europe 2011, 2011
Kaucsár T, Révész Cs, Godó M, Rácz Zs, Tarszabó R Hamar P: A microRNS-ek szerepe vese ischaemia-reperfúziós károsodásban, Hyperton és Neph 2011;15(suppl 3): s36, 2011
Sara L, Antal P, Masszi G, Buday A, Horvath EM, Hamar P, Monos E, Nadasy GL, Varbiro S: Arteriolar insulin resistance in a rat model of polycystic ovary syndrome., FERTILITY AND STERILITY 97:(2) pp. 462-468., 2012
Csaba Révész, Tamás Kaucsár, Zsuzsanna Rácz, Mária Godó, Péter Hamar: Silencing oxidases with RNAi does not prevent renal ischemia/reperfusion injury in mice, RNAi & miRNA Europe, 2011
Fugmann T, Borgia B, Révész C, Godó M, Forsblom C, Hamar P, Holthöfer H, Neri D, Roesli C: Proteomic identification of vanin-1 as a marker of kidney damage in a rat model of type 1 diabetic nephropathy., KIDNEY INT 80: (3) 272-281, 2011
Máthé Cs, Szénási G, Sebestény A, Blázovics A, Szentmihályi K, Hamar P, Albert M: Protective effect of CV247 against cisplatin nephrotoxicity in rats, Hum Exp Toxicol, 2013
Masszi G, Horvath EM, Tarszabo R, Benko R, Novak A, Buday A, Tokes AM, Nadasy GL, Hamar P, Benyó Z, Varbiro S.: Reduced estradiol-induced vasodilation and poly-(ADP-ribose) polymerase (PARP) activity in the aortas of rats with experimental polycystic ovary syndrome (PCOS)., PLoS One, 2013
Masszi G, Buday A, Novak A, Horvath EM, Tarszabo R, Sara L, Revesz C, Benko R, Nadasy GL, Benyó Z, Hamar P, Varbiro S.: Altered insulin-induced relaxation of aortic rings in a dihydrotestosterone-induced rodent model of polycystic ovary syndrome., Fertil Steril, 2013
Masszi G, Benko R, Csibi N, Horvath EM, Tokes AM, Beres NJ, Tarszabo R, Buday A, Repas Cs, Bekesi G, Patocs A, Nadasy GyL, Hamar P, Benyo Z, Varbiro Sz: Endothelial relaxation mechanisms and nitrative stress is partly restored by Vitamin D3 therapy in a rat model of polycystic ovary syndrome, LIFE SCIENCES, 2013
Saleh HM, Koeleman B, Szénási G, Rosivall L, Hamar P: Association of CTLA-4 Polymorphisms with Type 1 Diabetes in the Egyptian Population, J Diabetes Metab, 2013
Tóth A, Kocsis B, Damjanova I, Kristóf K, Jánvári L, Pászti J, Csercsik R, Topf J, Szabó D, Hamar P, Nagy K, Füzi M.: Fitness cost associated with resistance to fluoroquinolones is diverse across clones of Klebsiella pneumoniae and may select for CTX-M-15 type extended-spectrum β-lactamase., Eur J Clin Microbiol Infect Dis., 2014



Back »