 |
Extracelluláris vezikula vizsgálatok gyermekkori malignus hematológiai kórképekben
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
115861 |
| típus |
K |
| Vezető kutató |
Erdélyi Dániel |
| magyar cím |
Extracelluláris vezikula vizsgálatok gyermekkori malignus hematológiai kórképekben |
| Angol cím |
Extracellular vesicle studies in paediatric malignant haematology |
| magyar kulcsszavak |
kemoterápia, minimális reziduális betegség, korai terápiás válasz, gyógyszermellékhatás, leukémia, lymphoma |
| angol kulcsszavak |
chemotherapy, minimal residual disease, early therapeutic response, adverse drug reactions, leukemia, lymphoma |
| megadott besorolás |
| Közegészségtan, egészségügyi szolgáltatások, környezetegészségügy, foglalkozásegészségügy, epidemiológia, orvosi etika (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 65 % | | Ortelius tudományág: Gyermekgyógyászat | | Biológiai rendszerek elemzése, modellezése és szimulációja (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 35 % |
|
| zsűri |
Klinikai Orvostudományok |
| Kutatóhely |
Gyermekgyógyászati Klinika II. sz. (Semmelweis Egyetem) |
| résztvevők |
Csányiné dr. Sági Judit
F. Semsei Ágnes
Kovács Gábor
Kutszegi Nóra Zsófia
Müller Judit
Nyitrayné Pap Erna
Pilissyné Hegyi Márta
Rzepiel Andrea
Szabó András
Szalai Csaba
|
| projekt kezdete |
2015-09-01 |
| projekt vége |
2020-12-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
31.788 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
12.04 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az extracelluláris vezikulákra (EV) és ezek hatalmas biológiai, orvosi jelentőségére csak nemrég irányult rá a figyelem. Közölt tanulmányokban az EV-k mennyiségi és minőségi változásait észlelték számos betegségben, pl. daganatok progressziójával vagy gyógyszerek hatásával összefüggésben. Ezen eredmények azt sejtetik, hogy a gyermekhematológia számára is értékes eszközök várakoznak itt kihasználatlanul. Célunk, hogy vérből nyert EV-k vizsgálatával klinikumban hasznosítható információt nyerjünk a leukémia, limfóma maradék betegség követés és a gyógyszermellékhatások monitorizálása vonatkozásában.
Új betegektől tervezünk vérmintákat venni a kemoterápia első heteiben. A kezelés előtt és több időpontban a gyógyszerek beadása után vett minták EV-it először áramlási citometriával elemezzük, majd a nukleinsav-tartalmukat vizsgáljuk. A blaszt eredetű EV-k relatív mennyiségi ill. minőségi változását korreláltatjuk a standard módszerekkel mért terápiás válasszal. Ugyanezekből a mintákból, de az érintett szervekből származó EV-kre összpontosítva korai toxicitás-biomarkereket és az adott kiváltó gyógyszerre utaló markereket keresünk.
Ha az EV-k vérből történő vizsgálata informatívnak bizonyul, ez kiválthatna invazív, drága eljárásokat a minimális reziduális betegség nyomonkövetésében és értékes korai/specifikus toxicitási biomarkereket szolgáltathatna. Mindez lehetővé tenné, hogy a kemoterápiát majdan időben módosíthassuk személyre szabottan a szükséges intenzitás beállítása vagy a mellékhatások csökkentése céljából.
A projekt során biobankot tervezünk építeni a jelenleg szükséges minták ötszörösének tárolásával, hogy felkészüljünk további kutatásokra és együttműködésekre.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Minden emberi sejt termel extracelluláris vezikulákat (EV), amelyek bejutnak a testfolyadékokba is. Számos felnőttkori rosszindulatú betegségben mutattak ki vérplazmából rosszindulatú sejtek által kibocsátott EV-ket. Vannak adatok a prognosztikai értékükre vonatkozóan is. In vitro ill. állatkísérletek során a hepatocita eredetű EV-k specifikus fehérje és RNS-profilja attól függően változott, hogy milyen gyógyszer expozíciója érte a májat. Ezen jelenségek mintájára keressük az EV-vizsgálatok lehetséges klinikai alkalmazásait gyermekkori malignus hematológiai betegségekben.
A kutatás alapkérdései:
1) Kimutatható-e blaszt-eredetű EV-k jelenléte gyermekkori leukémiás és limfómás betegek vérplazmájában, más rosszindulatú betegségekben észleltekhez hasonlóan? Mik ezeknek az EV-knak a jellemzői?
2) A mennyiségük csökkenése összefüggésben van-e a kezelésre adott válasszal és az ismert prognosztikai faktorokkal?
3) A vérplazma alapú EV-vizsgálat szenzitivitása összevethető-e a klinikai rutinban alkalmazott csontvelői és képalkotó vizsgálatokkal a reziduális betegség nyomonkövetésében?
4) Adott gyógyszermellékhatások esetében kimutathatóak-e a célszerv által kiválasztott vagy más sajátságos EV-k, pl. a kemoterápia cardio-, neuro-, hepatotoxikus, váz- és izomrendszeri káros hatásai vonatkozásában? Használhatóak-e az EV-k a mellékhatások előrejelzésében, korai felismerésében? Ad-e az EV-k profilja információt a szervi károsodások, diszfunkciók lehetséges oki ágenseinek megkülönöböztetéséhez?
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Az extracelluláris vezikulák (EV) gyermekkori hematológiai betegségekben történő vizsgálatának számos haszna lehetséges. A blaszt-eredetű EV-k fehérje, RNS vagy DNS tartalmának és ezek kezelés közbeni változásának vizsgálata hozzájárulhat a betegség biológiájának megértéséhez. Ez az alaptudományokhoz sorolható kutatás hosszútávon klinikai alkalmazásokhoz vezethet.
A mai klinikai gyakorlatban kulcsfontosságú a korai terápiás válasz értékelése: így sorolhatóak eltérő intenzitású terápiás ágak közül a számukra optimális kezelési csoportokba a betegek. Leukémia esetén (AML-ben és ALL-ben is) ismételt csontvelői mintavételt, a limfómákban (Hodgkin kórban és a non-Hodgkin limfóma altípusaiban) MR, CT, PET-CT vizsgálatokat végeznek rutinszerűen ebből a célból. Ezek részben invazív, részben drága eljárások, az adott vizsgálattal járó sugárterhelésnek ismert a hosszútávú veszélye. A vérplazma alapú EV-vizsgálatok használata – ha hatékonynak bizonyul a terápiás válasz és a minimális reziduális betegség nyomonkövetésére – kiválthatja a fenti vizsgálatokat a betegeket és az egészségügyi rendszer könnyebbségére. Ha a vizsgált betegségek valamelyikében az EV-alapú követés érzékenyebbnek bizonyulna a jelenlegi módszereknél, akkor további nyilvánvaló klinikai előnyökkel számolhatunk.
A kezeléssel összefüggő halálozás nem elhanyagolható frakciója a teljes mortalitásnak, különösen leukémiákban. A kezelés alatti életminőség és a késői mellékhatások szintén jelentős kérdések. A gyógyszer-mellékhatások néha súlyossá vagy visszafordíthatatlanná válhatnak még mielőtt a kiváltó okot azonosítani lehet és a kezelést leállíthatnák. Ha valóra válna az EV-alapú korai toxicitás-észlelés és a kiváltó tényezők megkülönböztetése, sok súlyos kezelési szövődmény elkerülhető lehetne.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az elmúlt évek során átütő felfedezések láttak napvilágot az extracelluláris vezikulákkal (EV) kapcsolatban, hatással voltak még a sejtbiológia és az élettan alapjaira is. Testünk sejtjei 30-1000 nanométer átmérőjű lipidburokkal határolt hólyagocskákat, vezikulákat termelnek folyamatosan. Korábban ezeket sejttörmeléknek tekintették, de kiderült, hogy fontos sejtközi kommunikációs eszközök. Változásaik tükrözik a sejtek állapotát, ill. jelezhetik, hogy milyen hatások érték őket. Az EV-k a vérplazmából is könnyen kinyerhetőek és gyakran beazonosítható, milyen sejtből származnak. Gyermekcipőben jár ennek a nagyon új tudományterületnek a klinikai alkalmazása.
E projekt keretében leukémiás és limfómás gyermekek vérét vizsgálnánk: a kemoterápia első hetei alatt a vérplazmából nyert EV-k egyedi fehérje és nukleinsav (pl. DNS, RNS) tartalmát tervezzük analizálni. Közzétett kutatások eredményeire alapozva az alábbi feltételezéseket fogalmaztuk meg és készülünk ellenőrizni:
1) A daganat-eredetű EV-k jellemzői és az eltűnésük üteme alapján következtethetünk-e a kezelés hatékonyságára, gyógyszerek iránti rezisztenciára? A nyert információ nagyon hasznos lehet a klinikai gyakorlatban.
2) A termelt EV-k által kimutathatóak -e a kis mennyiségben megmaradó élő daganatsejtek? Így a betegség követése a jelenlegi csontvelő vizsgálatok és sugárterheléssel járó képalkotók helyett vérvétellel történhetne.
3) Használhatóak-e a vérplazmából nyerhető EV-k gyógyszermellékhatások korai felismerésére vagy az okok azonosítására (több szóba jövő gyógyszer esetében pl.)?
Tervezünk létrehozni egy EV-biobankot is további kiterjedtebb vizsgálatok és tudományos együttműködések céljára.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Extracellular vesicles (EVs) and their relevance in life sciences have recently started unfolding. Specific features or subgroups of EVs were found to correlate with various clinical conditions, drug exposures or tumour burden. Published studies on EVs suggest that precious tools lie there unutilized for paediatric haematology. We aim to study if EVs in peripheral blood carry information applicable in disease monitoring and in detection or differential diagnosis of adverse drug reactions in childhood leukaemia and lymphoma.
Repeated blood samples will be taken along a set schedule over the first weeks of chemotherapy from patients. Using sample pairs taken before and a set time after chemotherapy administration, we aim to analyse EVs by flow cytometry at first step, and then to investigate their nucleic acid content. We plan to test the correlation of characteristics or relative quantitative changes of blast-originated EVs with conventional treatment response measures. Using the same samples but focusing on EVs originated from affected organs, early toxicity biomarkers and markers differentiating among given causative drugs will be searched for.
If EV-testing from peripheral blood proves useful 1) in minimal residual disease monitoring of lymphoma or leukaemia, or 2) as early or specific toxicity biomarkers, these would save patients from invasive or expensive procedures, and open the way for further individualization of treatment with more efficacy and less side effects. We plan to store five times more EV samples in the biobank than needed now, in order to prepare for further research and also collaborations.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
All human cells produce extracellular vesicles (EVs) which float around in body fluids. EVs secreted by malignant cells have been detected in blood plasma in various adult malignancies. There are data supporting their prognostic value. According to in vitro and also animal experiments, the specific protein and RNA profile of hepatocyte derived EVs change depending on the toxic agent the cells or the animals were exposed to. We are looking for possible clinical applications of EV-testing in childhood haematological malignancies.
Research questions:
1) Are blast-originated EVs detectable in blood plasma of childhood leukaemia and lymphoma patients like in other malignancies? What are their characteristics?
2) Does the rate of their decrease correlate with routine indicators of treatment response and prognostic factors?
3) How does the sensitivity of blood plasma EV testing compare to routine bone marrow and radiology based monitoring methods of residual disease?
4) Are EVs excreted by target organs detectable and characteristic in various drug toxicities, e.g. in chemotherapy induced cardiac, liver, bone, muscle, nervous system side effects? Can these help in the early detection of toxicities? Can EV-profiling differentiate among the possible aetiologies of the organ insult or dysfunction?
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
There are multiple possible levels of benefits we hope from studying extracellular vesicles (EVs) in childhood haematological malignancies. Analysing the proteins, RNA or DNA of blast-originated EVs and their changes along the treatment could add to the understanding of disease biology. This basic science aspect could lead to advancements in clinical applications in the long term.
In current clinical practice, early treatment response assessment is of key importance in stratifying patients to therapy arms of different intensity. In leukaemia (both AML and ALL) repeated bone marrow sampling, in lymphoma (Hodgkin’s and subtypes of Non-Hodgkin lymphomas) MR, CT, PET-CT scans are routinely used for this purpose. These are partly invasive, partly expensive procedures, many scans involving irradiation with known long term risks. Blood plasma based EV-testing for treatment efficacy and for detection of residual disease, if applicable, could save patients and hospitals from the above procedures. If the EV detection turns out to be more sensitive than current methods in any of these diseases, then further obvious clinical benefits follow.
Treatment related death is still an important part of total mortality, especially in leukaemia. Quality of life during treatment and long term toxicities are also high in the agenda. Adverse drug reactions can sometimes become severe or irreversible before the causative agent is identified and its use is stopped. In case EV-based early toxicity detection and differentiation of possible evoking factors becomes possible, many severe consequences of our therapy could be avoided.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Over the recent years, break-through discoveries on extracellular vesicles (EVs) affected even the basics of cell biology and physiology. Cells in our body continuously discharge large amounts of lipid-wrapped vesicles 30-1000 nanometres in diameter. Earlier these were regarded as cellular waste, but it turned out EVs are important communication means among our cells. Their characteristics reflect the health or the type of trouble the cells experience. These vesicles are easily accessible from blood plasma, and their originating cell can often be identified. Clinical applications of this very new field have hardly been utilized yet.
We plan the analysis of blood plasma EVs from children with leukaemia and lymphoma obtained during the first weeks of their chemotherapy. Specific protein and nucleic acid (e.g. DNA, RNA) content of EVs will be examined. Based on recently published data on animals and in humans with other diseases, we hypothesise that 1) the rate of disappearance of cancer cell originated EVs or changes in some of their features relate to treatment response and drug resistance, data hopefully useful to guide clinicians in fine-tuning treatment strategy; 2) EVs produced by cancer cells may make a small amount of live residual cells detectable, possibly making disease monitoring less invasive or more sensitive than current methods; 3) EVs may provide us with early signs of drug side effects, and help to differentiate among its possible causes, since combination chemotherapy and multiple supportive treatments are used in these diseases.
We also plan to establish a biobank with EVs stored for further analyses in future projects and scientific cooperations.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Közleményjegyzék |
|
|
| Kutszegi N., Gézsi A., Semsei Á F., Müller J., Simon R., Kovács E.R., Hegedüs K., Kovács G.T., Szalai C., Erdélyi D.J.: Two tagging single-nucleotide polymorphisms to capture HLA-DRB1*07:01–DQA1*02:01–DQB1*02:02 haplotype associated with asparaginase hypersensitivity, BRITISH JOURNAL OF CLINICAL PHARMACOLOGY 87: (6) pp. 2542-2548., 2021 | | Egyed Bálint, Kutszegi Nóra, Sági Judit C., Gézsi András, Rzepiel Andrea, Visnovitz Tamás, Lőrincz Péter, Müller Judit, Zombori Marianna, Szalai Csaba, Erdélyi Dániel J., Kovács Gábor T., Semsei Ágnes F.: MicroRNA-181a as novel liquid biopsy marker of central nervous system involvement in pediatric acute lymphoblastic leukemia, JOURNAL OF TRANSLATIONAL MEDICINE 18: (1) 250, 2020 | | Rzepiel Andrea, Kutszegi Nóra, Gézsi András, Sági Judit C, Egyed Bálint, Péter György, Butz Henriett, Nyírő Gábor, Müller Judit, Kovács Gábor T, Szalai Csaba, Semsei Ágnes F, Erdélyi Dániel J: Circulating microRNAs as minimal residual disease biomarkers in childhood acute lymphoblastic leukemia, JOURNAL OF TRANSLATIONAL MEDICINE 17: (1) 372, 2019 | | Rzepiel Andrea, Kutszegi Nóra, Cs Sági Judit, Kelemen Andrea, Pálóczi Krisztina, F Semsei Ágnes, Buzás Edit, Erdélyi Dániel János: Extracelluláris vezikulák és hematológiai malignitásokban játszott szerepük, ORV HETIL Accepted: Kéziratszám: HMJ-D-16-00120, 2016 | | Kutszegi N, Semsei AF, Gezsi A, Sagi JC, Nagy V, Csordas K, Jakab Z, Lautner-Csorba O, Gabor KM, Kovacs GT, Erdelyi DJ, Szalai C: Subgroups of Paediatric Acute Lymphoblastic Leukaemia Might Differ Significantly in Genetic Predisposition to Asparaginase Hypersensitivity., PLOS ONE 10: (10) , 2015 | | Kutszegi N, Yang X, Gézsi A, Schermann G, Erdélyi DJ, Semsei ÁF, Gábor KM, Sági JC, Kovács GT, Falus A, Zhang H, Szalai C: HLA-DRB1*07:01-HLA-DQA1*02:01-HLA-DQB1*02:02 haplotype is associated with a high risk of asparaginase hypersensitivity in acute lymphoblastic leukemia, Haematologica. 2017 Sep;102(9):1578-1586, 2017 | | Sagi JC, Egyed B, Kelemen A, Kutszegi N, Hegyi M, Gezsi A, Herlitschke MA, Rzepiel A, Fodor LE, Ottoffy G, Kovacs GT, Erdelyi DJ, Szalai C, Semsei AF: Possible roles of genetic variations in chemotherapy related cardiotoxicity in pediatric acute lymphoblastic leukemia and osteosarcoma, BMC CANCER 18:(1) Paper 704. 14 p., 2018 | | Egyed B, Kovacs G, Kutszegi N, Rzepiel A, Csanyine Sagi J, Erdelyi DJ, Muller J, Felne Semsei A: Új és hagyományos irányok a gyermekkori akut lymphoblastos leukaemia biológiájában és ellátásában, ORVOSI HETILAP 159:(20) pp. 786-797. (2018), 2018 | | Egyed B, Kovacs G, Kutszegi N, Rzepiel A, Csanyine Sagi J, Erdelyi DJ, Muller J, Felne Semsei A: Új és hagyományos irányok a gyermekkori akut lymphoblastos leukaemia biológiájában és ellátásában, ORVOSI HETILAP 159:(20) pp. 786-797. (2018), 2018 | | Rzepiel Andrea, Kutszegi Nóra, Cs Sági Judit, Kelemen Andrea, Pálóczi Krisztina, F Semsei Ágnes, Buzás Edit, Erdélyi Dániel János: Extracelluláris vezikulák és hematológiai malignitásokban játszott szerepük, ORV HETIL Accepted: Kéziratszám: HMJ-D-16-00120, 2016 | | Kutszegi N, Semsei AF, Gezsi A, Sagi JC, Nagy V, Csordas K, Jakab Z, Lautner-Csorba O, Gabor KM, Kovacs GT, Erdelyi DJ, Szalai C: Subgroups of Paediatric Acute Lymphoblastic Leukaemia Might Differ Significantly in Genetic Predisposition to Asparaginase Hypersensitivity., PLOS ONE 10: (10), 2015 | | Kutszegi N, Yang X, Gézsi A, Schermann G, Erdélyi DJ, Semsei ÁF, Gábor KM, Sági JC, Kovács GT, Falus A, Zhang H, Szalai C: HLA-DRB1*07:01-HLA-DQA1*02:01-HLA-DQB1*02:02 haplotype is associated with a high risk of asparaginase hypersensitivity in acute lymphoblastic leukemia, Haematologica. 2017 Sep;102(9):1578-1586, 2017 | | Sagi JC, Egyed B, Kelemen A, Kutszegi N, Hegyi M, Gezsi A, Herlitschke MA, Rzepiel A, Fodor LE, Ottoffy G, Kovacs GT, Erdelyi DJ, Szalai C, Semsei AF: Possible roles of genetic variations in chemotherapy related cardiotoxicity in pediatric acute lymphoblastic leukemia and osteosarcoma, BMC CANCER 18:(1) Paper 704. 14 p., 2018 | | Rzepiel Andrea, Kutszegi Nóra, Gézsi András, Sági Judit C, Egyed Bálint, Péter György, Butz Henriett, Nyírő Gábor, Müller Judit, Kovács Gábor T, Szalai Csaba, Semsei Ágnes F, Erdélyi Dániel J: Circulating microRNAs as minimal residual disease biomarkers in childhood acute lymphoblastic leukemia, JOURNAL OF TRANSLATIONAL MEDICINE 17: (1) 372, 2019 | | Egyed Bálint, Kutszegi Nóra, Sági Judit C., Gézsi András, Rzepiel Andrea, Visnovitz Tamás, Lőrincz Péter, Müller Judit, Zombori Marianna, Szalai Csaba, Erdélyi Dániel J., Kovács Gábor T., Semsei Ágnes F.: MicroRNA-181a as novel liquid biopsy marker of central nervous system involvement in pediatric acute lymphoblastic leukemia, JOURNAL OF TRANSLATIONAL MEDICINE 18: (1) 250, 2020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
