A Barrett nyelőcső klinikai és kísérletes vizsgálata = Clinical and experimental investigation of Barrett's esophagus

Klinikai vizsgálatok Megvizsgáltuk a laparoscopos Nissen féle fundoplicatio hatékonyságát Barrett-nyelőcső (BNY) miatt operált betegeken (n=78). A műtét után 64 beteg utánkövetése történt, átlagosan 42±16.19 hónapig. Vizsgálataink szerint a low-grade dysplasia kialakulásában szerepet játszik a súlyos epés reflux. A kontroll vizsgálatok 10 esetben mutatták a Barrett-metaplasia (BM) teljes regresszióját. Részleges regresszió 9 esetben volt, 34 betegnél nem volt progresszió, 11 esetben volt progresszió (cardiális vagy intestinális metaplasia kialakulása). Az antireflux műtétek a betegek nagy részében kontrollálják a reflux betegséget, megakadályozzák a BM progresszióját és elősegítik a BM regresszióját. In vitro vizsgálatok Kísérleti rendszert dolgoztunk ki, amely alkalmas a humán nyelőcső epitél sejtek (NYES) iontranszport folyamatainak karakterizálására és toxikus ágensek NYES kifejtett hatásának a vizsgálatára. Kidolgoztunk egy új módszert, melynek során nyelőcső biopsziás mintákból enzimatikus úton NYESeket tudunk izolálni, mikrofluorometriás módszerrel karakterizáltuk a Na+/H+ és a Cl-/HCO3- kicserélő és a Na+/HCO3- kotranszporter jelenlétét. Humán NYES vonalon kimutattuk a pH regulációs transzporterek jelenlétét, megvizsgáltuk az epesav terhelés hatását a sejtek intracelluláris pH-jára, összehasonlítottuk a NYES ion transzportját más gasztrointesztinális epitél sejtek működésével. | Clinical studies: We investigated the efficacy of laparoscopic Nissen fundoplication in patients with Barrett’s esophagus (BE) (n=78). We assessed effect of fundoplication on symptoms of reflux disease, the changes of Barrett’s metaplasia (BM) in these patients. Clinical follow-up was available in the case of 64 patients at a mean of 42±16.19 months after surgery. Check-up examination revealed total regression of BM in 10 patients. Partial regression was seen in 9 cases, no further progression in 34 patients, and progression into cardiac or intestinal metaplasia in 11 patients. No cases of dysplastic or malignant transformation were registered. Severe biliary reflux is presumed to be a factor in the development of low grade dysplasia.Antireflux surgery can appropriately control the reflux disease and it may inhibit the progression and induce the regression of BM in these patients. In vitro studies: We developed a system for the characterization of ion transport mechanisms of human oesophageal epithelial cells (HOEC) and to study the effects of toxic agents on them. We used a novel method for the isolation of HOEC from oesophageal biopsy samples and characterized the presence of Na+/H+, Cl-/HCO3- exchanger and Na+/HCO3- cotransporter on HOEC. We confirmed the presence of pH regulatory transporters in HOEC line. We studied the effect of bile acids on the intracellular pH of HOEC and compared the HCO3- transport mechanisms of HOEC to those of other epithelial cells

A pankreász vezeték sejtek bikarbonát szekréciójának kórélettana. = The pathophysiology of pancreatic ductal bicarbonate secretion.

A projekt fő célja a pankreász vezeték sejtek bikarbonát szekréciójának kórélettani vizsgálata volt. 1) Kísérleteinkben tisztázni tudtuk az epesavak pankreász duktuszt károsító hatásának okait: 1a) a nem konjugált epesavak a glükolitikus és oxidatív ATP szintézist jelentősen csökkentik ezáltal súlyos ATP depléciót alakítanak ki a pankreász duktális sejtjeiben. 1b) a nem-konjugált epesavak maxi-K+ csatornákat aktiválnak a pankreász duktális sejteken, mely új terápiás célpontot jelenthetnek akut biliáris pankreatitiszben. 2) Jelentős előrelépés történt a tripszin pankreász szekréciót gátló hatásának vizsgálatában is. Megtaláltuk azt a csatornát (CFTR Cl- csatorna) ami felelős a tripszin gátló hatásának kialakításáért. A kísérletekből megírt közlemény a Gastroenterology folyóiratban elbírálás alatt (under review) van. 3) Korábbi vizsgálataink arra utaltak, hogy a pankreatitisz súlyossága, a mitokondriális károsodás illetve a bikarbonát szekréció egymással szoros kapcsolatban van. A bázikus aminosavakkal kiváltott pankreatitisz során kimutattuk, hogy időrendi sorrendben a mitokondriális károsodás történik először, ami jelentősen befolyásolja a pankreatitisz súlyosságát. 4) Igazoltuk, hogy az iontranszporterek és a gyulladásos betegségek közötti összefüggések nem csak szerv specifikusak a pankreászra vonatkoztatva, hanem a teljes gasztrointesztinális traktusra (pl. vastagbél) is igazak lehetnek. | The main aim of the project was to investigate the role of bicarbonate secretion in pathophysiological conditions. 1) Our results helped us to understand the toxic effects of bile acids on pancreatic ductal epithelial cells. 1a) The non-conjugated bile acids cause mitochondrial damage followed by (ATP)i depletion. Bile acids inhibit the glycolytic metabolism of pancreatic ductal epithelial cells. 1b) We have shown for the first time that maxi-K+ channels have a crucial role in regulating HCO3 - secretion and are also essential for the bile acid-induced hypersecretion and, therefore, underlie the response of the pancreas to this noxious agent. 2) We showed for the first time that trypsin compromises pancreatic ductal bicarbonate secretion via a PAR-2 dependent inhibition of the apical anion exchanger and CFTR. This may contribute to the development of pancreatitis through promoting premature trypsinogen activation in the pancreatic ducts. Our manuscript is in revision at Gastroenterology. 3) We demonstrated that basic amino acids impair ATP synthase activity of isolated pancreatic, but not liver, mitochondria. Taken together, early mitochondrial injury caused by large doses of L-lysine may lead to the development of acute pancreatitis 4) We have also shown evidences that the relationship between the iontransporters and inflammatory disorders are not organ specific and it could be true in the whole GI tract

A daganatos és stroma sejtek közötti interakciók vizsgálata a gyomorrák kialakulásában és progressziójában. Klinikai és kísérletes vizsgálatok. = The role of tumor-stroma interactions in the initiation and progression of gastric cancer. Clinical and experimental studies.

Kísérleteink azt mutatták, hogy a humán gyomor miofibroblaszt sejtek (HGM) száma a rákos szövetben nagy mértékben megnövekedett, továbbá morfológiai és szerkezeti károsodást szenvedtek a normál szöveti sejtekhez képest. Általunk sikerült először karakterizálni sejtkultúrában tartott miofibroblasztokon (HGMs) a Na+/H+ cserélő (NHE) 1-es, 2-es és 3-mas izoforma, a Na+/HCO3- kotranszporter (NBC) és az anion cserélő (AE) expresszióját és funkciónális aktivitását. Eredményeink arra utalnak, hogy az NHE1 nélkülözhetetlen szerepet játszik a miofibroblasztok IGF-II indukálta proliferációjában. Továbbá kimutattuk, hogy az NHE1 aktivitása hozzájárul az IGF-II és carbachol stimulálta migrációhoz. Ismert, hogy a natrium-calcium cserélők (NCX) fontos szerepet töltenek be a kontraktilis sejtek calcium homeosztázisában. Kísérleteinkben a miofibroblasztok 50%-a spontán calcium oszcillációs aktivitást mutatott, mely spontán oszcilláció gátolható volt NCX inhibitorokkal. Miofibroblaszt sejtekben az NCX1 és NCX2 mind mRNS mind fehérje szinten kimutatható volt, melyek az oszcillációs aktivitástól függetlenül hozzájárulnak az intracelluláris natrium és calcium homeosztázishozhoz. Továbbá az NCX inhibitorok szignifikánsan gátolták a bazális és IGF-II stimulálta migrációt illetve profliferációt. Eredményeink azt mutatták, hogy az NCX-ek potenciális terápiás targetként szolgálhatnak hiperproliferatív gyomor megbetegedésekben. | Our data showed that human gastric myofibroblasts (HGMs) originating from gastric cancer are greatly increased in number, their morphology is distorted and the architecture is damaged compared to those originating from nomal tissue. Then we characterized (for the first time) the expression and functional activities of the Na+/H+ exchanger (NHE) isoforms 1, 2 and 3, and the functional activities of the Na+/HCO3 - cotransporter (NBC) and the anion exchanger (AE) in cultured HGMs using microfluorimetry, immunocytochemistry, RT-PCR and immunoblot analysis. Our results indicate that NHE1 is necessary for IGF-II-induced proliferation of HGMs. In addition, we demonstrated that NHE1 activity contributes to both IGF-II- and carbachol stimulated migration. Sodium-calcium exchangers (NCX) are known to act crucial role in calcium homeostasis of contractile cells. We showed that 50% of the HGMs present calcium oscillations, which depend on extracellular calcium and sodium, and can be blocked by NCX inhibitors. NCX1 and NCX2 are present in mRNA and protein level in HGMs and they contribute to the intracellular calcium and sodium homeostasis as well – regardless of the oscillatory activity. NCX inhibitors significantly block the basal and IGF-II stimulated migration and proliferation rates of HGMs. In conclusion we showed that NCX plays a pivotal role in regulating the calcium homeostasis of HGMs, and may be a potential therapeutic target in hyperproliferative gastric diseases

Genetic, epigenetic and transcriptional comparison of esophagus tumor‑associated and adjacent normal myofibroblasts.

Myofibroblasts (MFs) are present in healthy tissues and are also key components of the tumor microenvironment. In the present study a comparative analysis of MFs obtained from various gastrointestinal tumor tissues and from tumor‑adjacent normal tissues of cancer patients was performed, with the aim to evaluate differences in MF morphology, gene expression profile and function. The goal was to correlate the observed morphological and functional variations with the underlying genetic and epigenetic backgrounds. The mutation frequency of MFs was assessed by next generation sequencing. The transcript levels of cancer‑specific genes were determined by TaqMan array and quantitative polymerase chain reaction. Epigenetic modifications were analyzed by immunocytochemistry and western blotting. The migratory capacity of MFs was assessed by scratch assay, whereas matrix metalloproteinase expression and activity were obtained by quantitative polymerase chain reaction and zymography. The results of the present study demonstrate that MFs were present in an increased number and with altered morphology in tumor samples compared with the healthy tissue. Although the detected number of mutations in tumor‑associated and normal tissue‑derived MFs did not differ markedly, shifts in the level of specific acetylated and methylated histone proteins, namely decreased levels of trimethylated H3K9 and acetylated H4K16 were demonstrated in tumor‑associated MFs. Transcript levels of several tumor‑specific genes involved in metastasis, regulation of cellular growth, apoptosis, as well as in hypoxia‑angiogenesis were altered in tumor‑derived MF cultures. Increased mRNA levels were obtained and activity of matrix metalloproteases in tumor‑derived MFs and these cells also exhibited a higher migratory capacity compared with the normal MFs. In summary, the results of the present study indicate that tumor‑associated MFs display an altered phenotype compared with healthy tissue derived counterparts. The results imply that epigenetic rather than genetic alterations are associated with the development of the distinct expressional and functional features, which define this MF phenotype in the tumor microenvironment

Na+/Ca2+ exchangers regulate the migration and proliferation of human gastric myofibroblasts

Gastrointestinal myofibroblasts are contractile, electrically nonexcitable, transitional cells that play a role in extracellular matrix production, in ulcer healing, and in pathophysiological conditions they contribute to chronic inflammation and tumor development. Na+/Ca2+ exchangers (NCX) are known to have a crucial role in Ca2+ homeostasis of contractile cells, however, no information is available concerning the role of NCX in the proliferation and migration of gastrointestinal myofibroblasts. In this study, our aim was to investigate the role of NCX in the Ca2+ homeostasis, migration, and proliferation of human gastrointestinal myofibroblasts, focusing on human gastric myofibroblasts (HGMs). We used microfluorometric measurements to investigate the intracellular Ca2+ and Na+ concentrations, PCR analysis and immunostaining to show the presence of the NCX, patch clamp for measuring NCX activity, and proliferation and migration assays to investigate the functional role of the exchanger. We showed that 53.0 +/- 8.1% of the HGMs present Ca2+ oscillations, which depend on extracellular Ca2+ and Na+, and can be inhibited by NCX inhibitors. NCX1, NCX2, and NCX3 were expressed at both mRNA and protein levels in HGMs, and they contribute to the intracellular Ca2+ and Na+ homeostasis as well, regardless of the oscillatory activity. NCX inhibitors significantly blocked the basal and insulin-like growth factor II-stimulated migration and proliferation rates of HGMs. In conclusion, we showed that NCX plays a pivotal role in regulating the Ca2+ homeostasis, migration, and proliferation of HGMs. The inhibition of NCX activity may be a potential therapeutic target in hyperproliferative gastric diseases