Tumormetabolizmus

Napjaink egyik fontos kérdése, hogy a daganatsejtekben eddig megfi gyelt és mára egyre jobban jellemzett onkogén hatások (genetikai és epigenetikai) eredményeként bekövetkező anyagcsere-változások és a primeren jelentkező és ezen keresztül létrejövő metabolikus át- vagy újraprogramozás (metabolic reprogramming) hogyan befolyásolja a tumorok kialakulását, progresszióját és terápiás válaszkészségét. A különböző tumorsejtek metabolikus változásai egyedi variációkat jelentenek, és ezek alapján adott daganatok (akár szövettani típustól független) eltérő metabolikus profi llal rendelkezhetnek, típusonként eltérő tápanyagigénnyel és tápanyag-hasznosítási útvonallal (glikolízis, glutaminolízis, zsírsav-oxidáció, autofágia stb.) jellemezhetőek. Előbbi változások biológiai következményei számos ponton befolyásolják a daganatsejtek túlélési, proliferációs, metasztatikus viselkedését és mikrokörnyezeti változásait. Abban az esetben, ha adott metabolikus fenotípusok megjelennek, vagy irreverzibilis változásokat eredményeznek az adott tumorsejtekben, akkor olyan kezelések, amelyek ezeket a folyamatokat érintik, várható terápiás sikereket eredményezhetnek

A tumorsejtek szabályozási zavarai - a diagnosis és a terápia alapja = Disturbances in cancer cell regulation - a basis to design diagnosis and therapy

A project a daganatok viselkedését befolyásoló olyan molekuláris történésekkel foglalkozott, amelyek felhasználhatók diagnosztikai markerként vagy terápiás célpontként. Ennek eredményeként mutattuk ki NSCLC-ben az EGFR mutációk jellegét és gyakoriságát, valamint azt, hogy EGFR-gátlókkal szemben rezisztens tüdőráksejtekben a TRAIL apoptózist tud kiváltani, különösen IKK-gátlóval együtt. A TGFb ugyancsak apoptózist indukált limfomákban, amely rapamycinnel (mTOR-gátló) fokozható volt. A daganatnövekedés szempontjából szolid tumorokban elengedhetetlen az angiogenezis. Kiderült, hogy a vérerek pl. májmetasztázisok esetében több módon is biztosíthatják a daganatsejtek táplálását, ami eltérő mechanizmusra utal és eltérő terápiát igényel. Felhívtuk a figyelmet a limfangiogenezis fontosságára is. A daganat matrixában levő szabályozók közül a szindekán-1 különböző konstrukcióit sikerült előállítani és ezekkel vizsgálni az egyes domének hatását. A daganatok kialakulásával vagy transzformációjukkal kapcsolatos vizsgálatok során limfomákban vált bizonyítottá az aberráns szomatikus mutáció és az aktiváció indukált citidin deamináz szerepe, a májrák megjelenésekor pedig az ovális sejtek és a Hering csatornák jellegzetességeinek tisztázása, részben az őssejtekhez való viszonyuk, részben marker jellegük alapján. A vizsgálatokba a 3 év során 15 PhD hallgató kapcsolódott be, és 7-en sikeresen megvédték értekezésüket. | The project intended to study molecular events influencing behavior of cancer cells in order to use them either as diagnostic markers or therapeutic targets. Along this line the frquency and types of EGFR mutations were described in NSCLC (adenocc), and also the successful use of TRAIL to induce apoptosis, especially in combination with IKK-inhibitors, in lung cancer cells resistant against anti-EGFR agents. Another key regulator, TGFb was also able inducing apoptosis in lymphoma cells, given with rapamycin (mTOR-inhibitor). For solid tumors angiogenesis is essential for survival. It was shown that liver metastases can obtain vasculature in different manners, which suggest different mechanisms and the necessity of alternative approaches in anti-angiogenesis. The importance of lymphangiogenesis was also documented. Besides vessels tumor matrix contains several regulatory factors, as syndecan-1. Some of its artificial constructs were applied to understand the functions of the structural domains. Many experiments were concerned with development and transformation of cancer. In lymphomas the role of aberrant somatic mutations and the activation induced cytosine deaminase served special attention. In the liver the relation of oval cells and Hering chanelles to stem cells was described and proposed as diagnostic markers. This project sponsored the scientific activity of 15 PhD students and helped in some cases (7) to defend successfully their thesis

A halálreceptor szignálutak működésének változásai a malignus transzformáció során. = Changes in death receptor signaling during malignant transformation

Kutató munkánk során a terveknek megfelelően vizsgáltuk a daganatsejtek aktív sejthalálát szabályozó jelátviteli utak működését. Vastagbélrák sejtekben kimutattuk, hogy a TRAIL halálligand által kiváltott apoptózis szabályozásában elsősorban az IAP (Inhibitor of Apoptózis) fehérjék, elsősorban a XIAP játszik szerepet. A XIAP gátlása közvetlenül siRNA-vel, vagy a SMAC/DIABLO mitokondriumból történő felszabadulását indukáló hatóanyagokkal illetve SMAC/DIABLO oligopeptidekkel fokozhatja a vastagbélráksejtek TRAIL érzékenységét. A rhabdomyoszarkómák esetében kimutattuk, hogy proteasoma gátlók a DR5 halálreceptor expressziójának és aggregációjának növelésével és a Bcl-2 expressziójának gátlásával fokozzák a TRAIL hatékonyságát. Tüdőrákokban kimutattuk, hogy az EGFR (Epidermális Növekedési Faktor Receptor) gátlókra rezisztens tüdődaganatok esetében a TRAIL kezelés hatékony lehet a jövőben. A mellékpajzsmirigy daganatok esetében a kutatási terv eredeti hipotézisével összhangban azt találtuk, hogy a transzformáció során a pro-apoptotikus gének (pl. TRAIL) expressziója emelkedik, azonban ezt az antiapoptotikus (pl. IAP) gének expressziója kompenzálhatja. Nemzetközi kollaborációban kimutattuk, hogy a FAS halálreceptor expressziójának szabályozásában szerepe lehet egy specifikus CpG sziget hypermetilációjának hólyagrákokban. Kutatásaink tehát számos lehetséges terápiás célpontot azonosítottak a halálreceptorok jelátviteli mechanizmusában. | During our research project we have studied several aspects of the signal transduction pathways regulating the active cell death in tumor cells. In colon cancer, we identified the IAP family of proteins (Inhibitor of Apoptosis Proteins), in particular XIAP as the main regulator of TRAIL sensitivity. Silencing of XIAP expression or indirect inhibition by the drug induced release of the SMAC/DIABLO peptide from the mitochondria or by SMAC/DIABLO mimetic oligopeptide restored TRAIL sensitivity. In rhabdomyosarcomas, we found the upregulation and increased aggregation of DR5 death receptor and downregulation of Bcl-2 as the main mechanism of synergism between TRAIL and proteasome inhibitors. In lung cancer cells we found that cells resistant to EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) inhibitors are often sensitive to TRAIL. In the malignancies of the parathyroid gland we found an upregulation of proapoptotic proteins (E.g. TRAIL) which is compensated by the upregulation of anti-apoptotic proteins (e.g. IAP). In international cooperation we found a single CpG site of which hypermethylation can regulate the expression of FAS death receptor in bladder cancer. This research project has identified several potential anti-cancer therapeutic targets in the signal transduction pathways of death receptors

Disrupted Neural Regeneration in Dry Eye Secondary to Ankylosing Spondylitis - With a Theoretical Link between Piezo2 Channelopathy and Gateway Reflex, WDR Neurons, and Flare-Ups

This study aimed at analyzing the corneal neural regeneration in ankylosing spondylitis patients using in vivo corneal confocal microscopy in correlation with Langerhans cell density, morphology, and dry eye parameters. Approximately 24 ankylosing spondylitis subjects and 35 age- and gender-matched control subjects were enrolled. Data analysis showed that all corneal nerve-fiber descriptives were lower in the ankylosing spondylitis group, implicating disrupted neural regeneration. Peripheral Langerhans cell density showed a negative correlation with nerve fiber descriptions. A negative correlation between tear film break-up time and corneal nerve fiber total branch density was detected. The potential role of somatosensory terminal Piezo2 channelopathy in the pathogenesis of dry eye disease and ankylosing spondylitis is highlighted in our study, exposing the neuroimmunological link between these diseases. We hypothesized earlier that spinal neuroimmune-induced sensitization due to this somatosensory terminal primary damage could lead to Langerhans cell activation in the cornea, in association with downregulated Piezo1 channels on these cells. This activation could lead to a Th17/Treg imbalance in dry eye secondary to ankylosing spondylitis. Hence, the corneal Piezo2 channelopathy-induced impaired Piezo2-Piezo1 crosstalk could explain the disrupted neural regeneration. Moreover, the translation of our findings highlights the link between Piezo2 channelopathy-induced gateway to pathophysiology and the gateway reflex, not to mention the potential role of spinal wide dynamic range neurons in the evolution of neuropathic pain and the flare-ups in ankylosing spondylitis and dry eye disease

Characteristic mTOR activity in Hodgkin-lymphomas offers a potential therapeutic target in high risk disease – a combined tissue microarray, in vitro and in vivo study

BACKGROUND: Targeting signaling pathways is an attractive approach in many malignancies. The PI3K/Akt/mTOR pathway is activated in a number of human neoplasms, accompanied by lower overall and/or disease free survival. mTOR kinase inhibitors have been introduced in the therapy of renal cell carcinoma and mantle cell lymphoma, and several trials are currently underway. However, the pathological characterization of mTOR activity in lymphomas is still incomplete. METHODS: mTOR activity and the elements of mTOR complexes were investigated by immunohistochemistry on tissue microarrays representing different human non-Hodgkin-lymphomas (81 cases) and Hodgkin-lymphomas (87 cases). The expression of phospho-mTOR, phospho-4EBP1, phospho-p70S6K, phospho-S6, Rictor, Raptor and Bcl-2, Bcl-xL, Survivin and NF-kappaB-p50 were evaluated, and mTOR activity was statistically analyzed along with 5-year survival data. The in vitro and in vivo effect of the mTOR inhibitor rapamycin was also examined in human Hodgkin-lymphoma cell lines. RESULTS: The majority (>50%) of mantle cell lymphoma, Burkitt lymphoma, diffuse large B-cell lymphoma, anaplastic large-cell lymphoma and Hodgkin-lymphoma cases showed higher mTOR activity compared to normal lymphoid tissues. Hodgkin-lymphoma was characterized by high mTOR activity in 93% of the cases, and Bcl-xL and NF-kappaB expression correlated with this mTOR activity. High mTOR activity was observed in the case of both favorable and unfavorable clinical response. Low mTOR activity was accompanied by complete remission and at least 5-year disease free survival in Hodgkin-lymphoma patients. However, statistical analysis did not identify correlation beetween mTOR activity and different clinical data of HL patients, such as survival. We also found that Rictor (mTORC2) was not overexpressed in Hodgkin-lymphoma biopsies and cell lines. Rapamycin inhibited proliferation and induced apoptosis in Hodgkin-lymphoma cells both in vitro and in vivo, moreover, it increased the apoptotic effect of chemotherapeutic agents. CONCLUSIONS: Targeting mTOR activity may be a potential therapeutic tool in lymphomas. The presence of mTOR activity probably indicates that the inclusion of mTOR inhibition in the therapy of Hodgkin-lymphomas may be feasible and beneficial, especially when standard protocols are ineffective, and it may also allow dose reduction in order to decrease late treatment toxicity. Most likely, the combination of mTOR inhibitors with other agents will offer the highest efficiency for achieving the best clinical response