Menni vagy nem menni? Étel? Ital. szló Orsolya Dr. Lajkó Eszter. Semmelweis Egyetem. Kemotaxis Munkacsoport

Átírás

1 Sejt válaszv laszúton Menni vagy nem menni? Étel? Ital Dr. Kőhidai K LászlL szló Dr. Láng L Orsolya Dr. Lajkó Eszter Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és s Immunbiológiai Intézet Kemotaxis Munkacsoport Kutatók éjszakája ja 2009.

2 Fototaxis Magnetotaxis Elektrototaxis Termotaxis Tigmotaxis Geotaxis Kemotaxis

3 Mozgó sejtek sajátosságai Kémiai inger

4 Mozgó sejtek sajátosságai 5V/cm elektromos inger váltakozva

5 Mozgó sejtek sajátosságai Tetrahymena pyriformis Halobacterium salinarum Megvilágítás laser fénnyel Megvilágítás kék illetve narancs színű fénnyel Stoeckenius et al. 1988

6 Tudománytörténeti visszatekintés

7 Mindennapi élet Sérülések nagyban Kicsiben és

8

9 A mozgó sejt központi szerepe Kitapadás Kemotaxis Fagocitózis

10 Kemotaxis jelentősége Táplálék k molekulák k megközel zelítése Biológiailag ártalmas anyagok elkerülése Petesejt-hímivarsejt egymásra találása Soksejtű szervezetek egyes immunreakciói Szöveti átalakulási folyamatok Tumorok növekedn vekedése, áttétképzés

11 Kemotaxis

12 Kemokinezis

13 Kemotaxis Oldott molekulák által kiváltott kemotaxis A mozgást kiváltó molekula koncentrációja

14 Haptotaxis Felszínhez kötött k tt molekulák k hatása Felszínhez kötött molekulák

15 A mozgást kiváltó molekulák jellege Kemoattraktáns anyag hatása Kemorepellens anyag hatása

16 A sejt elmozdulásának feltételei Mozgást kiváltó anyagok Mozgásra képes sejtek Az anyagok érzékelésére képes jelfogók receptorok A mozgást kivitelező apparátus

17 A sejtváz elemei Mikrofilamentumok (aktin) Mikrotubulusok (tubulin) Intermedier filamentumok Mikrotubulus asszociált proteinek (MAP-ok) pl.: motor proteinek

18 3D migráló sejtek baktériumok csillós eukaryoták hímivarsejtek

19 2D migráló sejtek amőbák monocita / makrofág fibroblaszt endotél

20 Kemotaxist kiváltó molekulák Professzionális kemoattraktánsok N-formil peptidek (FPR) kemokinek (CCR és CXCR családok) arachidonsav termékek feromonok complement 5a, 3a Elsődlegesen nem kemotaktikus aktivitású molekulák aminosavak oligopeptidek polipeptid hormonok szteroidok illó olajok szintetikus hatóanyagok anyagok

21 BAKTERIÁLIS KEMOTAXIS

22 Futkosó baci Lomha fehérvérsejt? A kemotaxis során megfigyelhető eltérő mozgási formák értelmezése

23 E.coli Adaptáció mechanizmusa

24 Trükkös baktériumok Listeria monocytogenes aktin lokális aktin polimerizáció 10 mm/ perc sebesség nagy áthatoló képesség

25 KEMOKINEK

26 Kemokinek osztályozása C kemokinek CC kemokinek CXC kemokinek peptidlánc hidrofób domén diszulfidhíd mucin-szerű domén CX 3 C kemokinek

27 Kemokinek genetikája Ksz. 1 Ksz. 4 Ksz. 10 Ksz. 16 Ksz. 17 CL kemokin (1) CXCL kemokinek (12) CXCL, kemokin (1) CX3CL, CCL kemokinek (3) CCL kemokinek (14) Gének közötti homológia foka 20-50% 28-45%

28 Kemokinek törzsfája

29 Kemokin receptorok törzsfája

30 Kemokinek termelődése és célsejtek Kemokinek Sejtek migációja Kemokin termelő sejtek Kemokinek célsejtjei CXC CC CX 3 C CXC CC CX 3 C kemokin kemokin kemokin kemokin kemokin kemokin monocita monocita endotél neutrofil monocita monocita limfocita fibroblaszt mikroglia endotél T-sejt T-sejt endotél epitél símaizom melanoma glioma T-, NK-sejt fibroblaszt monocita dendritikus sejt hízósejt, bazoful gr.c. eozinofil gr.c. NK-sejt

31 Kemokin receptorok kemokin GAG receptor HOOCfoszforiláció NH2- G-protein Cellular and Molecular Immunology 1999

32 ÉLETTAN - KLINIKUM

33 Kemotaxis klinikai jelentősége Megtermékenyítés Sebgyógyulás Gyulladás gátlás Kemotaxis terápi piás alk. Tumorok Érbetegségek Angiogenezis

34 A migráció jelentősége a megtermékenyítésben Koaguláci ció Ginogamon I. Ginogamon II. Hialuronidáz Androgamon II. Androgamon I.

35 Kemotaxis jelentősége - Gyulladás calor - rubor - tumor - dolor + functio laesa Celsus (Kr.e. 30~Kr. u 38) Virchow ( )

36 Gyulladás - Migráció Aktiválódás Rolling Kitapadás Érfalon átvándorlás

37 Klinikum: Atherosclerosis monocita a vérben rolling szoros adhézió endotél sejtek migráció scavenger receptorok tunica intima makrofág differenciálódás tunica media Nature Medicine 8, (2002) Scavenger receptorok

38 Tumor sejtek mozgása

39 Klinikum: HIV ferőzés és kemokin receptorok

40 Klinikum: Fogpótlás Maxilla/mandibula pótlás kemoattraktáns anyagot (PDGF) kibocsátó anyaggal Osteoblastok, fibroblastok és cementoblastok fokozott migrációja és osztódása a csont felépülést és a crevivuláris szerkezet kialakulását segíti elő

41 Sejt-migráció és gyógyítás Tevezett gyógyszer-célbajuttatás (drug-targeting) elve

42 Sejt-migráció és gyógyítás A kemotaktikus drug-targeting (CDT) elve

43 Kemotaxis alapú új gyógyszerek kifejlesztése A KEMOTAKTIKUS DRUG TARGETING ELVI VÁZLATAV Gyógyszer Kemotaktikus anyag fmlf: Bacterial N-For-Met-Leu-Phe (fmlf) is one of the strongest, reference chemoattractant Kemorepellens (Showell et al., 1976). Receptors of Kemoattraktáns fmlp are expressed in a large group of mammalian cells. Chemotactic responsiveness to fmlf has a strong MLF correlation with adhesion and the F-actin colocalization. The all signal transduction network (phospholipase A2, C, D; Ser/Thr or Tyr kinases; ion channels) and several chemotaxis related functions are activated by this ligand A gyógyszer védett a nem kívánt sejtek általi lebontástól A célsejtek kemotaxis útján akkumulálódnak a gyógyszer körül, felveszik azt.

44 EGYÉB VONATKOZÁSOK

45 Szagló receptorok - Migráció Anyag: isoamyl acetate Megtett út: 20.7 cm Idő: 3 min 50 sec Vizsgált egyed: Drosophila lárva Anyag: csokoládé essz.olaj Terep: 10x10m mező Idő: 5 min 34 sec Vizsgált egyed: ember

46 Molekuláris evolúció és kemotaxis Miller, S Chtx/Consens.chron Növekvő Growing chemotactic kemotaktikus abilityaktivitás Earlier appearence in the Earth Korai megjelenés az evolúció során 20 G E P A S T I D Q C V L H R M N K Y F W (Kőhidai és mts )

47 Kemotaxis és a rendszer szemléletű biológia Tudománytörténeti háttér Saját módszertan Publikációs aktivitás Törzsfejlődésben meghatározó szerep CHEMOTAXOME Kapcsolódó klinikai tünetegyüttesek Genom szintű megjelenés Alapvető élettani jelentőség Jól vizsálható modell-sejtek Egyedi, sejten belüli jeltovábbítás (Kohidai, L. Chemotaxome A new member with complex biological entities in systems biology. - ELSO/EMBO 2008, Nice, 2008)

48 A MOZGÓ SEJT VIZSGÁLATA

49 Kemotaxis mérése 1 Boyden, Stephen John Curtin School of Medical Research Australian National University Sejtek Filter Vizsgálandó anyag Sejtszám meghatározás Kohidai, L Boyden-kamra

50 Kemotaxis mérése 2 sejtek transwell rendszer Repesh, Lilian,, A. Med.Sch. Duluth, Univ. Minnesota attraktáns filter megfestett sejtekkel Transwell rendszerek

51 Kemotaxis mérése 3 Chemo Tx Frevert,, CW Med.Res.Serv. Univ.. Washington

52 Agarózlemezes technikák Double-Pi kamra

53 A bőrben őrjáratozó sejtek Thomas, WR University of Western Australia FITC-painting

54 A Cells Filter Test substance Detector & Evaluator unit B One field of filter with electrodes C Migration of cells accross the filter Detection of changes of impedance on the lower surface of the filter Kohidai, L Chemotaxis Res. Gr. GCI-SU, Budapest

55 Köszönetnyilvánítás

56 Kemotaxis Munkacsoport Genetikai, Sejtés Immunbiológiai Intézet Semmelweis Egyetem Visnyei József Kőhidai Zsófi Hegedűs Andrea Bukosza Nóra Dr.Láng Orsolya Dr. Lajkó Eszter Mészáros Csaba Polgár Lívia Slezák Sára Dr. Szabó Rita Dr. Pállinger Éva Simonyi Dalma Sáfár Orsolya Téglás Gergő Grundtner Bálint Kovács Andrea Láng Júlia Bai Katalin Boglárka