RhoA/ROCK, H2S, pregnant rat uterus, premature delivery, tocolytics
megadott besorolás
Kísérletes gyógyszertan, gyógyszerkutatás (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)
100 %
zsűri
Élettan, Kórélettan, Gyógyszertan és Endokrinológia
Kutatóhely
Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézet (Szegedi Tudományegyetem)
résztvevők
Domokos Dóra Ducza Eszter Falkay György Gáspár Róbert Hajagos-Tóth Judit Márki Árpád Seres Adrienn Sztojkov-Ivanov Anita Szűcs Kálmán Ferenc
projekt kezdete
2015-09-01
projekt vége
2018-08-31
aktuális összeg (MFt)
17.766
FTE (kutatóév egyenérték)
7.61
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. A koraszülés – 37. terhességi hét előtti szülés – a szülészeti ellátás egyik legfontosabb problémája, a a neonatális morbiditás és mortalitás legfontosabb kockázati tényezője. Ezen fontos klinikai probléma hatékony megoldását jelenleg akadályozza, hogy a jelenleg forgalomban lévő tokolitikus hatóanyagok nem képesek több mint 48 órán át biztonságosan gátolni a méhizomzat aktivitását. Jelenleg csak kevés információval rendelkezünk arra nézve, hogy mi a szerepe az Rho kináznak, a RhoA fehérjének és a kálcium érzékenységnek patkány méhizomzat terhesség alatti kontrakciójában. Jelen pályázat célja felderíteni az RhoA és az Rho kinázok, ROCK I és ROCK II expresszióját erhes patkány miometriumban és cevixben, valamint tisztázni az Rho kinázok gátlásának hatását terhes patkány miometrium kontraktilitásában in vitro és in vivo. A ROCK inhibítor Y-27632 és fasudil hatásának meghatározása oxitocin-indukált kontrakciókon és ezen hatások összehasonlítása az újonnan kifejlesztett ROCK inhibitorok esetében. A gáz-neurotranszmitter H2S-ről kimutatták, hogy csökkenti a simaizmok kontraktilitását, így szerepe érdekes lehet terhes miometriumban és cervixben is. A cisztationin-ß-szintáz és cisztationin--liáz kulcsenzimei a H2S endogén szintézisének. Meghatározzuk ezen enzimek mRNS és fehérje expresszióját terhes patkány miometriumban és cervixben. A NaHS és GYY 4137 által felszabadított H2S csökkenti a spontán és oxitocin-indukált kontrakciókat. Hatékonyságukat megvizsgáljuk terhes patkány miometriumon és cervixen is. Hisszük, hogy a fent bemutatott támadáspontok értékes terápiás célpontnak bizonyulnak a koraszülés jövőbeni terápiájában.
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. A koraszülés – 37. terhességi hét előtti szülés – a szülészeti ellátás egyik legfontosabb problémája, a neonatális morbiditás és mortalitás legfontosabb kockázati tényezője. Jelenlegi ismereteink az uterus kontraktilitását szabályozó komplex mechanizmusokról hiányosak és pontatlanok. Az utóbbi időben néhány új mechanizmus feltárásra került, melyek közül alapvetőnek tűnik az RhoA/ROCK rendszer és a H2S felszabadulás. Élettani princípium, hogy a miometrium kontrakcióinak kiváltása az intracelluláris szabad Ca2+-szint növekedésével valósul meg, melynek szabályozásában alapvető szerepet játszik az RhoA/ROCK rendszer. Az RhoA/ROCK fehérjék alapvető szerepe a különböző jelátviteli folyamatokban jól megalapozott kutatási terület, azonban viszonylag feltáratlan a reprodukciós szövetekben. Nincsenek adataink az RhoA, ROCK fehérjék ontogeneziséről a terhes miometiumban és cervixben, illetve az RhoA és ROCK inhibítorok hatásairól a terhesség különböző szakaszaiban. Ebből adódóan megvizsgáljuk az RhoA és ROCK mRNS és fehérje expresszióját, valamint az RhoA és ROCK inhibítorok farmakológiai reaktivitását. Közismert tény, hogy a H2S csökkenti a miometrium kontrakcióját. A csökkent H2S felszabadulás a terhesség végén a miometrium kontraktilitását eredményezi. Amennyiben a H2S felszabadulása farmakológiailag fokozható, tokolitikus hatás várható. A fent ismertetett adatok alapján feltételezzük, hogy az RhoA és ROCK gátlás, vagy a H2S felszabadulás új hatóanyagokkal történő fokozása potenciális tokolitikus szerek kifejlesztéséhez vezet.
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! A koraszülöttek több mint 70 %-ban jelentkező késői típusú retardáció a koraszüléssel hozható összefüggésbe. Ezek a kedvezőtlen születési statisztikák jelentős financiális, személyes és szociális költségekkel járnak. Jelenleg nem létezik kielégítő terápia ennek a klinikai problémának a megoldására. A jelenleg alkalmazott tokolitikus szerek gyenge hatékonysága messze elmarad az elvárttól. Ezért szükség van új támadáspontokkal és hatásmechanizmusokkal rendelkező tokolitikumok kifejlesztésére. Azt reméljük, hogy az újonnan kifejlesztendő hatékony tokolitikumok segítségével csökkenthető lesz a koraszülési ráta, ennek következtében csökken a perinatális mortalitás és morbiditás a szülészeti gyakorlatban.
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. A koraszülés – 37. terhességi hét előtti szülés – a szülészeti ellátás egyik legfontosabb problémája, az újszülöttkori halálesetek legfontosabb kockázati tényezője. Ezen fontos klinikai probléma hatékony megoldását jelenleg akadályozza, hogy a jelenleg forgalomban lévő tokolitikus hatóanyagok (a méhizomzat korai spontán összehúzódását gátló anyagok) nem képesek több mint 48 órán át biztonságosan gátolni a méhizomzat aktivitását. Hatékonyabb gyógyszerekre van szükség, hogy csökkenthető legyen a koraszülések száma. Terhesség alatt a méh simaizomzata nyugalomban van, míg a méhnyak zárt. Ezzel ellentétben, szülés során a méhizomzat erősen összehúzódik, hogy a magzat és a placenta megszülessen, míg a méhnyak felpuhul és kitágul. Koraszülés során ezen folyamatok túlságosan korán kezdődnek el, így gátlásuk sürgető klinikai terápiás igény. Ezért nagy szükség van új támadáspontokkal és hatásmechanizmusokkal rendelkező tokolitikumok kifejlesztésére. Azt reméljük, hogy az újonnan kifejlesztendő hatékony tokolitikumok segítségével csökkenthető lesz a a koraszülési ráta, ennek következtében csökken az újszülöttkori halálozások száma a szülészeti gyakorlatban.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Preterm birth, defined as birth before gestational week 37, is a central problem in obstetrics and the single most important risk factor for neonatal morbidity and mortality. Effective management of this important clinical problem is currently hampered by inability of existing tocolytic agents to arrest safely uterine activity for more than 48 h. Better tocolytics are required to help prevent the preterm labour. The aims of this study are to investigate the expression of RhoA, and the Rho kinases ROCK I and ROCK II in rat pregnant myometrium and cervix, to evaluate the effects of Rho kinase inhibition on pregnant rat myometrial contractility in vitro and in vivo. The effects of ROCK inhibitor Y-27632 and fasudil on oxytocin-induced contractions will be measured and will be compared to newly synthesized potential ROCK inhibitors. The gaseotransmitter H2S has been shown to reduce smooth muscle contractility and thus is of potential interest in pregnant myometrium and cervix. The cistathionine--lyase and cistathionine-ß-synthetase the principle enzymes responsible for H2S generation. The mRNA and protein expression of these enzymes will be measured in rat myometrium and cervix during pregnancy. NaHS and GYY 4137 released H2S decreasing spontaneous and oxytocin-stimulated contractions. We will examine their effects on pregnant rat myometrial and cervical contractility. We strongly believe that the above mentioned attractive targets will prove to be valuable therapeutic targets for therapeutic manipulation of myometrial and cervical contractility.
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. Preterm birth, defined as birth before gestational week 37, is a central problem in obstetrics and the single most important risk factor for neonatal morbidity and mortality. Effective management of this important clinical problem is currently hampered by inability of existing tocolytic agents to arrest safely uterine activity for more than 48 h. The uterus is a smooth muscle organ, which remains in a state quiescence until parturition but it is capable of generating strong, synchronized contractions at the onset of labour. The physiological triggers that guide this transition are still poorly understood. Thus there is an urgent need to investigate the potential new targets to develop of new uterus relaxant (tocolytic) agents for successful treatment of premature labour. Uterine smooth muscle contraction is primarily regulated by an increase in intracellular free Ca+2. The fundamental role of RhoA/ROCK proteins in multiple cell signaling pathways is well established and this is an area of rewarding research opportunities; however, it remains relatively unexplored in reproductive tissues. There are no data outlining the ontogeny of RhoA, ROCK in pregnant and cervix myometrium or the effects of ROCK and RhoA inhibitors at different stage of pregnancy. Therefore we will investigate the ontogeny of RhoA and ROCK mRNA and protein expression and the pharmacological reactivity of RhoA and ROCK inhibitors. It is well known that H2S has been shown to reduce myometrial contractility. For the above mentioned reasons we hypothesize that RhoA and ROCK inhibition or the promotion of H2S release leads to development of potential tocolytic agents.
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. More than 70 % of new born infant and long-term developmental disabilities are associated with preterm birth. These adverse birth outcomes result in tremendous fiscal, personal and societal costs. At present, no satisfactory therapeutic intervention exist for this clinical problem. Due to poor efficacy of currently available tocolytic agents, attempts to address this problem clinically have been largely unsuccessful. There is therefore a need to develop new tocolytic agents, which involved new targets and mechanisms. We hope that the development of new and better tocolytic agents helps to decrease the rate of premature labour and delivery, consequently decrease the perinatal mortality and morbidity in obstetric practice.
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. Preterm birth, defined as birth before gestational week 37, is a central problem in obstetrics and the single most important risk factor for neonatal morbidity and mortality. Effective management of this important clinical problem is currently hampered by inability of existing tocolytic agents (myometrial smooth muscle relaxants) to arrest safely uterine activity for more than 48 h. Better tocolytics are required to help prevent the preterm labour. Pregnancy is defined by the quiescence of uterine smooth muscle while the cervix is closed. In contrast, in labour and delivery the uterus contracts forcefully to deliver the fetus and placenta, and to do so the cervix must be soft and compliant. In premature labour, this coordinated process that begins too early is one that would be beneficial to stop. There is therefore a need to develop new tocolytic agents, which involved new targets and mechanisms. The aim of our study to develop of new and better tocolytic agents helps to decrease the rate of premature labour and delivery, consequently decrease the perinatal mortality and morbidity in obstetric practice.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A ROCK enzimek mennyisége csökken a vemhes patkány méhizomzatában, ami hozzájárulhat a vemhesség alatti gyengébb összehúzódásokhoz. Az ellés idején azonban ezen enzimek mennyisége ugrásszerűen megnő, aminek feltehetően a szüléshez társuló fokozott összehúzódásokban van jelentősége. A RhoA- és ROCK enzim gátló vegyületeknek gyors és jelentős méhösszehúzódást csökkentő hatásuk van élő állatmodellben is, így a RhoA/ROCK rendszer a fejlesztendő tokolitikus gyógyszerek célpontja lehet. A ROCK gátlók emellett csökkentik a méhszáj (cervix) rezisztenciáját, amivel alkalmasak lehetnek a cervix tágulásának fokozásra az elégtelen cervix érés esetén. A simavastatinnak egy különleges cervix reziszencia fokozó hatás van, ami függetlennek tűnik a RhoA-gátló hatásától.
Az izokinolin vázas molekulák alkalmasak lehetnek az új ROCK gátlók tervezésénél, mint kiindulási vegyületek, mivel ígéretes a méhkontrakciót gátló hatásuk.
Az endogén H2S szintézisért felelős CBS és CSE enzimek expressziója nem követ szabályos mintázatot a vemhesség során a miometriumban és a cervixben. Valószínűleg nagyobb a jelentőségük a szülés előtt álló cervixben. A H2S donor vegyületek csökkentik a vemhes méh összehúzódásokat, ugyanakkor csökkentik a cervix reziszenciát is, így a eredő hatásuk koraszülés esetén kétséges lehet.
kutatási eredmények (angolul)
Pregnancy suppresses ROCKs, which contributes to the low contractility during pregnancy. A sharp increase of ROCKs at the onset of labor may be a key element of enhanced contractility and the initiation of delivery in rats. RhoA- and ROCK-inhibitors have a quick and significant uterine relaxing effect in vivo, therefore the RhoA/ROCK signaling pathway is a potential target for new tocolytic agents. ROCK inhibitors further reduce the cervical resistance and they are potential drug candidates to treat insufficient cervical ripening late-term pregnancies. The cervical resistance increasing effect of simvastatin seems to be independent from its RhoA-inhibitory action.
Isoquinoline molecules may be considered as parent molecules of ROCK inhibitors with promising potential for the development of new inhibitors of pregnant uterine contractions in preterm birth.
The uterine and cervical expressions of H2S-producing CBS and CSE seem to be irregular in the pregnant myometrium and cervix. Probably the alterations of these enzymes have higher significance in the cervical tissue near term. Although the H2S donor molecules may have relaxing effect on the pregnant uterine contraction they can weaken the cervical resistance, thus their result may be very doubtful during preterm birth.
Gaspar, R; Domokos, D; Ducza, E; Hajagos-Tóth, J.; Szűcs, K.F.: The roles of RhoA/ROCK signaling pathway in myometrial contractions and cervical ripening in pregnant rats, 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology, P04-11-20, Kyoto, Japan, 2018
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Gyógyszerhatástani és Biofarmáciai Intézet (Szegedi Tudományegyetem), Új kutatóhely: Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézet (Szegedi Tudományegyetem).
2018-05-09 09:12:21
Résztvevők változása
2016-10-18 15:39:23
Résztvevők változása
2016-10-18 15:08:10
Vezető kutató váltás
Régi vezető kutató: Falkay György
Új vezető kutató: Gáspár Róbert
A vezető kutató váltás indoka: a vezető kutató elhunyt
