 |
Kettes típusú diabétesz korai felismerése vörösvérsejtek membránfehérjéinek jellemzésével
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
128011 |
| típus |
K |
| Vezető kutató |
Várady György |
| magyar cím |
Kettes típusú diabétesz korai felismerése vörösvérsejtek membránfehérjéinek jellemzésével |
| Angol cím |
Erythrocyte membrane proteins for early diagnosis of type 2 diabetes mellitus |
| magyar kulcsszavak |
kettes típusú diabébesz, vörösvérsejt, áramlási citometria, membránfehérjék, biomarkerek, gén polimorfizmusok |
| angol kulcsszavak |
T2DM, erythrocyte, flow cytometry, membrane proteins, biomarkers, SNP |
| megadott besorolás |
| Orvostechnika és orvosi technológia (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 80 % | | Sejtgenetika (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 20 % | | Ortelius tudományág: Molekuláris genetika |
|
| zsűri |
Klinikai Orvostudományok |
| Kutatóhely |
Molekuláris Élettudományi Intézet (HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont) |
| résztvevők |
Andrikovics Hajnalka
Csaplár Marianna
Korányi László
Kulin Anna
Lilienberg Julianna
Mózner Orsolya
Nagy Géza
Sarkadi Balázs
Somogyi Anikó
Szabó Edit Zsuzsanna
Zámbó Boglárka
|
| projekt kezdete |
2018-09-01 |
| projekt vége |
2022-08-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
48.000 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
9.01 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A kettes típusú diabétesz (2TDM) világszerte egyre gyakoribbá váló betegség, amely jelentősen hozzájárul az érrendszeri betegségek okozta elhalálozáshoz. A korai stádiumban a betegségnek általában nincsenek tünetei, ezért a betegség kimutatása sokszor nem történik meg időben. A csökkent inzulin termelődés és az inzulin rezisztencia korai és megbízható kimutatása még nem megoldott. A laboratóriumi tesztek (glükóz tolerancia, hiperinzulinémiás-euglikámiás glükóz klamp) drágák, és nem minden esetben mutatják ki a korai anyagcserezavarokat, az inzulin toleranciára való hajlamot. Irodalmi adatok alapján tudjuk, hogy az emberi vörösvérsejtekben (vvt) számos olyan membránfehérje található, amelyek szorosan kapcsolódnak a 2TDM-ben észlelhető elváltozásokhoz. Ezek közül legfontosabb a Glut1 glükóz-transzporter, az INSR inzulin-receptor, az SGLT1 és SGLT2 nátrium-glükóz exchanger. Kimutatták, hogy egyes membránfehérjék megváltozott szintje korrelál a 2TDM megemelkedett glükóz szintjével. Korábbi kutatásainkban igazoltuk, hogy a genomban levő eltérések megjelenhetnek a vvt membránban kifejeződő fehérjék mennyiségi paramétereiben, továbbá az anyagcsere-változások a vvt-kben is jelentősen befolyásolják egyes membránfehérjék kifejeződését. A vvt-k membránjában fellelhető fehérjék célzott, kvantitatív analízise új módszer, amelynek segítségével új lehetőségek nyílhatnak meg a 2TDM korai felismerésében. Célunk a vvt-ben a betegséghez kapcsolódó membránfehérjék áramlási citometriás mérése és a diabéteszhez kapcsolható SNP-k (Single-Nucleotide Polymorphism) célzott, összekapcsolt elemzése az inzulin rezisztencia és a diabétesz korai felismerése és követése érdekében.
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 diabetes mellitust jelenleg két fő (1-e és 2-es típusú), és az ismert genetikai háttér alapján néhány ritkább csoportra osztják a klinikumban (pl. MODY és LADA). Egyre jobban terjed az a felfogás, hogy a kettes típus (T2DM) esetén alcsoportok különíthetőek el a metabolikus zavar jellege alapján. Egyes kutatók háromféle diabetes mellitusról tesznek említést, ahol az egyes az inzulinfüggő, a kettes az inzulin rezisztens, míg a hármas az agy cukoranyagcseréjének felborulása következtében kialakuló kórképeket jelöli (Parkinson, Alzheimer). Jelenleg nem lehet éles határvonalat húzni az egyes cukoranyagcsere rendellenességek között.
Kutatásink során arra a kérdésre keressük a választ, hogy hogyan lehet olyan viszonylag egyszerű és gyors módszereket létrehozni, amelyek új biomarkereket szolgáltatnak a már kialakult 2TDM, valamint a még csak klinikailag csendes diabetes és inzulin rezisztencia kiegészítő diagnosztikája számára. Ennek érdekében a vörösvérsejt membránban a 2TDM anyagcserezavaraihoz kapcsolható membránfehérjék kvantitatív analízisét végezzük el, és keressük a kapcsolatot a genetikai és a laboratóriumi eredményekben megjelenő metabolikus változásokkal. A kutatás segíthet megérteni a betegség kialakulását, lefolyását, valamint a prognózisról és a betegségben annak előrehaladtával szükségessé váló kezelését.
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 membránfehérjéket kódoló gének mutációinak, valamint a fehérjék mennyiségi megváltozásainak felismerése jelentősen elősegítené a cukorbetegségre való hajlam korai felismerését, nyomonkövetését és a megfelelő, a patomechanizmuson alapuló diétás vagy gyógyszeres kezelés kiválasztását. A vizsgálat során meghatározzuk a betegség kialakulásában feltételezhetően szerepet játszó vörösvérsejt membránfehérjék mennyiségét, klinikai szinten elemezzük az antitest-kötésen alapuló áramlási citometriás méréseket. Kiválasztjuk a legmegbízhatóbb jeleket adó, kereskedelemben is elérhető antitesteket, és betegekből valamint egészséges donorokból származó vérmintákban teszteljük a rendszer megbízhatóságát. A már rendelkezésre álló szabadalmi háttér továbbfejlesztésével diagnosztikus platformot alakítunk ki a T2DM-ben szerepet játszható membránmarkerek célzott vizsgálatához, amelyeket a klinikumból kapott vérmintákon egyéb laboratóriumi leletekkel összevetve értékelünk. A nemzetközi szakirodalomban a nagyszabású, sok variánst vizsgáló genom-asszociációs vizsgálatok már elterjedt módszerek. A projektben kidolgozandó módszer egyedisége és hatékonysága abban rejlik, hogy a relevánsnak tekinthető SNP-ket vizsgáló genetikai analízist összekapcsoljuk több membránfehérje egyidejű expressziós vizsgálatával. Olyan genetikai variánsok kombinációit keressük, amelyek döntően befolyásolják a betegségben potenciálisan részt vevő fehérjék kifejeződését, és hatással lehetnek a betegség kialakulására, valamint annak lefolyására. A reményeink szerint felismert új biomarkerek jelentős segítséget nyújthatnak a klinikusoknak a betegség korai felismerésében és a megfelelő kezelés kiválasztásában.
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 kettes típusú cukorbetegség az egész világon, így Magyarországon is az egyik legelterjedtebb anyagcserezavar, amely szinte minden korosztályt érinthet. A betegség összetett anyagcsere-rendellenességen alapul, így ma még nem pontosan ismert, hogy milyen folyamatok vezetnek a betegség kialakulásához, illetve maga a betegség is sokféle eredetű és lefolyású lehet. Nemcsak a már kialakult cukorbetegség, hanem az azt jelző inzulinrezisztencia is súlyos egészségkárosodást okozhat. Jelenleg a kialakult kettes típusú diabétesz nem gyógyítható, de a korai, még tünetmentes stádiumban jól kezelhető, ezért a betegség korai felismerése döntő jelentőségű lenne. Munkánk során arra a kérdésre keressük a választ, hogy hogyan lehetne a vörösvérsejtek membránfehérje szintjeinek megváltozására alapozva egyszerű diagnosztikai módszerrel kimutatni a kezdődő cukorbetegséget. A projekt egy olyan diagnosztikai marker panel és az orvostársadalomban is elfogadott módszer-együttes kidolgozására irányul, amely a beteg számára csak egy ujjbegyszúrással járó vérvételt jelent.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) plays a key role in morbidity related to vascular diseases and the prevalence of this disease is increasing worldwide. The early and precise diagnosis of impaired insulin secretion and peripheral insulin resistance (IR) is still lacking, thus these symptoms remain unnoticed in the asymptomatic latency stage. In vivo laboratory tests, including glucose tolerance or hyperinsulinemic-euglycemic clamp are expensive and sometimes inappropriate to show early metabolic misregulation and the susceptibility to IR. Human red blood cells (RBC) carry a huge variety of membrane proteins implicated in the metabolic alterations which lead to the manifestations and progression of T2DM. In this regard the most relevant proteins are glucose transporter 1 (Glut1), insulin receptor (INSR), and the sodium-glucose cotransporters (SGLT1 and 2). Alterations in the levels of certain membrane proteins have been already shown to correlate with hyperglycemia in T2DM patients. In our studies published recently, we found that changes in RBC membrane protein levels reflect genetic alterations and/or impaired metabolic functions. Red cell membrane proteins provide easily accessible potential biomarkers, and the quantitative analysis of RBC membrane proteins may open new possibilities for an early diagnosis of the metabolic changes and progression in T2DM. Our aim is to quantitatively detect selected membrane protein levels in this disease by flow cytometry, and compare these findings with the analysis of T2DM-associated single nucleotide polymorphisms. The results of this project should generate a new platform to promote the early and accurate diagnosis of T2DM and IR.
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.
Currently diabetes mellitus in the clinical practice is divided into two main (Type 1 and 2) and some other rare groups based on known genetic mutation (e.g. MODY and LADA), According to the relevant literature type two diabetes may contain several distinct subgroups based on the metabolic nature of the disorder. Recent reviews mention three types of diabetes mellitus, where type 1 is the insulin dependent diabetes, type 2 (T2DM) is the insulin resistant diabetes, and the type 3 diabetes is caused by the alterations of the glucose metabolism in the brain (Parkinson’s and Alzheimer’s disease). Since there may not be a sharp distinction between glucose metabolic disorders, in our research project we plan to set up relatively simple and fast methods which provide new biomarkers for T2DM and additional diagnostic possibilities in clinically silent pre-diabetes and insulin resistance. For this purpose we will perform the quantitative analysis of selected red cell membrane proteins potentially linked to T2DM, and look for the genetic background and clinical laboratory data in connection with the metabolic alterations. This project may help to understand T2DM disease development, course, and prognosis, and we may obtain new information about the preferred treatment during disease progression.
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.
The detection of mutations in genes coding for membrane proteins and alterations in the protein quantity may greatly facilitate the early recognition of T2DM susceptibility, disease follow-up and choosing the proper, pathomechanism-based dietary and drug treatments. We plan to carry out the quantitative measurements of the disease related membrane proteins in red blood cells, and analyze the antibody based flow cytometry measurements in connection with molecular genetic and clinical data. We will select the most reliable, commercially available antibodies, and test the reliability of antibody-based protein quantitation in T2DM patients and healthy donor controls. We will further develop the already available patent background, build a platform for testing the relevant red cell membrane markers, and compare the levels of these proteins to general laboratory data obtained from the clinic. For examining the genetic background of T2DM, genome-wide association (GWA) studies have already been performed to analyze the potentially related variants in the whole human genome. In this study we plan to use a unique and efficient approach by performing a combined genetic analysis of the potentially relevant SNPs with the results of the simultaneously measured membrane protein expression. We are looking for combinations of genetic variants, which decisively influence the protein expression levels and potentially impact the disease development and course. We plan to generate new and recognized biomarkers for the early detection of the T2DM disease and for the selection of appropriate treatments at the clinic.
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.
The type two diabetes mellitus is one of the most widespread metabolic disorders all over the world, including Hungary. The development of the disease affects all age groups and it is a complex metabolic disorder. We still do not know what kind of processes lead to the onset of the disease, and the disease itself may have a variety of origins and courses. Not only the onset of diabetes but the preceding insulin resistance may lead to serious health damage. Currently the evolved T2DM is not easily treatable, but can be handled well in the early, symptoms free stage, so the early recognition of this disease would be very important. The aim of our work is to better understand the molecular background of the disease which may help in the diagnosis, prognosis and medication with less side effects. We plan to generate a diagnostic platform which combines molecular genetic and protein level analyses, in order to help the clinicians to trace the disease development from only a drop of blood.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Közleményjegyzék |
|
|
| Anna Kulin, Edit Szabó, Balázs Sarkadi, György Várady: Genetic background of GLUT1 membrane protein expression pattern in type 2 diabetes mellitus, http://phdpecs.hu/userfiles/files/IDK2020%20Book%20of%20Abstracts%20final.pdf, 2020 | | Pálinkás M., Szabó E., Kulin A., Mózner O., Rásonyi R., Juhász P., Nagy K., Várady G., Vörös D., Zámbó B., Sarkadi B., Poór G.: Genetic polymorphisms and decreased protein expression of ABCG2 urate transporters are associated with susceptibility to gout, disease severity and renal-overload hyperuricemia, CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE In press, 2022 | | Szabó Edit, Kulin Anna, Jezsó Bálint, Kucsma Nóra, Sarkadi Balázs, Várady György: Selective Fluorescent Probes for High-Throughput Functional Diagnostics of the Human Multidrug Transporter P-Glycoprotein (ABCB1), INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 23: (18) 10599, 2022 | | Zámbó B., Mózner O., Bartos Z., Török G., Várady G., Telbisz Á., Homolya L., Orbán T.I., Sarkadi B.: Cellular expression and function of naturally occurring variants of the human ABCG2 multidrug transporter, CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES 77: (2) pp. 365-378., 2020 | | Bakos Eva, Nemet Orsolya, Patik Izabel, Kucsma Nora, Varady Gyorgy, Szakacs Gergely, Ozvegy-Laczka Csilla: A novel fluorescence-based functional assay for human OATP1A2 and OATP1C1 identifies interaction between third-generation P-gp inhibitors and OATP1A2, FEBS JOURNAL 287: (12) pp. 2468-2485., 2020 | | Langó T., Pataki Z.G., Turiák L., Ács A., Varga J.K., Várady G., Kucsma N., Drahos L., Tusnády G.E.: Partial proteolysis improves the identification of the extracellular segments of transmembrane proteins by surface biotinylation, SCIENTIFIC REPORTS 10: (1) 8880, 2020 | | Kozák E, Szikora B, Iliás A, Jani P K, Hegyi Z, Matula Zs, Dedinszki D, Tőkési N, Fülöp K, Pomozi V, Várady Gy, Bakos É, Tusnády G E, Kacskovics I, Váradi A: Creation of the first monoclonal antibody recognizing an extracellular epitope of hABCC6., FEBS LETTERS 595: (6) pp. 789-798., 2021 | | Hathy Edit, Szabó Eszter, Vincze Katalin, Haltrich Irén, Kiss Eszter, Varga Nóra, Erdei Zsuzsa, Várady György, Homolya László, Apáti Ágota, Réthelyi János M.: Generation of multiple iPSC clones from a male schizophrenia patient carrying de novo mutations in genes KHSRP, LRRC7, and KIR2DL1, and his parents, STEM CELL RESEARCH 51: 102140, 2021 | | Reé D., Borsy A., Fóthi Á., Orbán T.I., Várady G., Erdei Z., Sarkadi B., Réthelyi J., Varga N., Apáti Á.: Establishing a human embryonic stem cell clone with a heterozygous mutation in the DGCR8 gene, STEM CELL RESEARCH 50: 102134, 2021 | | Telbisz Ágnes, Ambrus Csilla, Mózner Orsolya, Szabó Edit, Várady György, Bakos Éva, Sarkadi Balázs, Özvegy-Laczka Csilla: Interactions of Potential Anti-COVID-19 Compounds with Multispecific ABC and OATP Drug Transporters, PHARMACEUTICS 13: (1) 81, 2021 | | Szabó Edit, Kulin Anna, Korányi László, Literáti-Nagy Botond, Cserepes Judit, Somogyi Anikó, Sarkadi Balázs, Várady György: Alterations in erythrocyte membrane transporter expression levels in type 2 diabetic patients, SCIENTIFIC REPORTS 11: (1) 2765, 2021 | | Lehotzky A., Oláh J., Fekete J.T., Szénási T., Szabó E., Győrffy B., Várady G., Ovádi J.: Co-Transmission of Alpha-Synuclein and TPPP/p25 Inhibits Their Proteolytic Degradation in Human Cell Models, FRONTIERS IN MOLECULAR BIOSCIENCES 8: 666026, 2021 | | Schamberger A., Várady G., Fóthi Á., Orbán T.I.: Posttranscriptional regulation of the human abcg2 multidrug transporter protein by artificial mirtrons, GENES 12: (7) 1068, 2021 | | Müller Anna; Langó Tamás; Turiák Lilla; Ács András; Várady György; Kucsma Nóra; Drahos László; Tusnády Gábor E: Covalently modified carboxyl side chains on cell surface leads to a novel method toward topology analysis of transmembrane proteins, SCIENTIFIC REPORTS 9 : 1 Paper: 15729 , 11 p., 2019 | | Langó T; Pataki ZG; Turiák L; Ács A; Varga JK; Várady G; Kucsma N; Drahos L; Tusnády GE: Partial proteolysis improves the identification of the extracellular segments of transmembrane proteins by surface biotinylation, SCIENTIFIC REPORTS 10 : 1 Paper: 8880, 2020 | | Kovacsics Daniella; Brózik Anna; Tihanyi Borbála; Matula Zsolt; Borsy Adrienn; Mészáros Nikolett; Szabó Edit; Németh Eszter; Fóthi Ábel; Zámbó, Boglárka et al.: Precision-engineered reporter cell lines reveal ABCG2 regulation in live lung cancer cells, BIOCHEMICAL PHARMACOLOGY 175 Paper: 113865 , 14 p., 2020 | | Hámori, Lilla; Kudlik, Gyöngyi; Szebényi, Kornélia; Kucsma, Nóra; Szeder, Bálint; Póti, Ádám; Uher, Ferenc; Várady, György; Szüts, Dávid; Tóvári, József et al.: Establishment and Characterization of a Brca1−/−, p53−/− Mouse Mammary Tumor Cell Line, INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 21 : 4 Paper: 1185 , 19 p., 2020 | | Cserepes Mihály; Türk Dóra; Tóth Szilárd; Pape Veronika F S; Gaál Anikó; Gera Melinda; Szabó Judit Eszter; Kucsma Nóra; Várady György; Vértessy Beáta G et al.: Unshielding multidrug resistant cancer through selective iron depletion of P-glycoprotein expressing cells, CANCER RESEARCH 80 : 4 pp. 663-674., 12 p., 2020 | | Bakos Éva; Német Orsolya; Patik Izabel; Kucsma Nóra; Várady György; Szakács Gergely; Özvegy-Laczka Csilla: A novel fluorescence-based functional assay for human OATP1A2 and OATP1C1 identifies interaction between third-generation P-gp inhibitors and OATP1A2, FEBS JOURNAL 287 : 12 pp. 2468-2485., 18 p., 2020 | | Kulin, Anna ; Szabó, Edit ; Sarkadi, Balázs ; Várady, György: A GLUT-1 membránfehérje expressziós mintázatának genetikai háttere kettes típusú diabéteszben, Semmelweis Egyetem, I. Patológiai és Kísérleti Rákkutató Intézet, 2019 | | Várady György, Szabó Edit, Kulin Anna, Zámbó Boglárka, Mózner Orsolya1, Pálinkás Márton, Poór Gyula, Sarkadi Balázs: Potential Diagnostic Application of the Quantitative Assessment of Red Blood Cell Membrane Protein Expression, Thrombosis & Haemostasis: Research, 2019 | | Zámbó B, Mózner O, Bartos Z, Török G, Várady G, Telbisz Á, Homolya L, Orbán TI, Sarkadi B.: Cellular expression and function of naturally occurring variants of the human ABCG2 multidrug transporter., Cell Mol Life Sci., 2019 | | Várady György, Szabó Edit, Zámbó Boglárka, Sarkadi Balázs: A kettes típusú diabetes korai felismerése vörösvérsejt membránfehérjék jellemzésével, 410 felett 40 alatt a diabetesről. A Semmelweis Egyetem II.sz. Belgyógyászati Klinika és a Diabetológia és Anyagcsere Alapítvány közös továbbképző tudományos rendezvénye, 2018 | | Zámbó B, Bartos Zs, Mózner O Szabó E, Várady Gy, Poór Gy, Pálinkás M, Andrikovics H, Hegedűs T, Homolya L, Sarkadi B: Clinically relevant mutations in the ABCG2 transporter uncovered by genetic analysis linked to erythrocyte membrane protein expression, SCIENTIFIC REPORTS 8: (1) 7487, 2018 | | Edit Szabó, Dóra Kovács-Türk, Ágnes Telbisz, Nóra Kucsma, Tamás Horváth, Gergely Szakács, László Homolya, Balázs Sarkadi, György Várady: Fluorescent dye accumulation assay, , 2020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
