Az omecamtiv mecarbil hatásai bal kamrai izolált szívizomsejtek összehúzódásaira és Ca2+ tranzienseire RÁCZ VIVIEN
Általános orvos, Osztatlan, 11. félév Debreceni Egyetem
Általános Orvostudományi Kar
Bevezetés: A szívizom kontraktilitásának javítása a szisztolés funkciózavar és szívelégtelenség kezelésének alapja lehet. Az utóbbi időben egy új támadáspontú gyógyszerjelölt jelent meg a klinikai tanulmányokban, az omecamtiv mecarbil (OM) nevű molekula. Az OM miozin motor közvetlen aktiválása révén képes a szívizom kontraktilitást szelektíven fokozni.
Cél: Az OM izolált szívizomsejtek kontraktilitására és Ca2+
tranzienseire kifejtett hatásainak vizsgálata.
Módszer: Az OM hatásainak vizsgálatát kutya izolált bal kamrai szívizomsejtjein végeztük, melyeket Fura-2 AM kalcium szenzitív fluoreszcens festékkel töltöttünk fel a kísérlet előtt.
Különböző koncentrációjú OM kezeléseket végeztünk (30-100- 300-1000 nM). A sejtek kontrakcióját téringerléssel stimuláltuk, a szarkomerhossz rövidülését és az intracelluláris Ca2+
koncentráció változásait párhuzamosan rögzíteni képes eszközt alkalmaztunk.
Eredmények: Az OM kezelések hatására az izolált szívizomsejtek (n=5-6) nyugalmi szarkomerhossza (1,96±0.01 µm) jelentősen csökkent OM kezelés hatására (1.93±0.05, 1,78±0,02, 1,55±0,05 és 1,45±0,02µm, 30, 100, 300 és 1000 nM OM mellett, P<0,05). Az OM hatására kontrakció időtartama jelentősen megnyúlt (1,2±0,4, 2,0±0.1, 6,1±1,2 és 8,1±0,8 s, P<0,05, n=5-6). A kontrakció és a relaxáció kinetikája egyaránt lelassult nagy koncentrációjú OM alkalmazása esetén (1000 nM esetében 0,03±0,01 vs. 0,4±0,1 µm/s, illetve 0,03±0,01 vs.
0,29±0,15 µm/s, P<0,05). A kezelés az intracelluláris Ca2+
koncentráció változásait nem befolyásolta.
Konklúzió: Az nyugalmi szarkomerhosszra, a kontrakció és a relaxáció kinetikájára kifejtett hatásai alapján az OM szupraterápiás dózisokban történő alkalmazása során a pozitív inotróp hatás mellett, a diasztolés funkció romlására is számítani lehet, amely befolyásolhatja a szer klinikai hatékonyságát.
A munkát támogatta: EFOP-3.6.2-16-2017-00006 és GINOP 2.3.2 15 2016 00043, Szív és érkutatási kiválóságközpont (IRONHEART)
Témavezetők: Dr. Ráduly Arnold Péter, PhD hallgató, DE ÁOK Dr. Tóth Attila, egyetemi tanár, DE ÁOK
A citotoxikus ödéma szimultán depolarizációt okoz anoxiás agyszeletekben
TÓTH RÉKA
Általános orvos, Osztatlan, 11. félév Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar
Bevezetés: A terjedő depolarizációk (SD) citotoxikus ödémát idéznek elő és növelik a léziók kiterjedését a cerebrovaszkuláris kórképekben. Korábbi agyi iszkémiás-anoxiás in vivo kísérleteinkben egy eddig ismeretlen, jelentős agykérgi volument érintő, szimultán depolarizációt (SiD) azonosítottunk.
Feltételezzük, hogy az SiD az asztrociták kóros duzzadása miatt fellépő globális hiper-excitabilitás következménye. Célunk az SiD szövetszintű patomechanizmusának in vitro leírása volt.
Módszerek: Hím, Wistar patkányok (n=10) agyából 350 μm vastag coronalis szeleteket készítettünk, melyeket mesterséges cerebrospinális folyadékban (aCSF) inkubáltunk. Ödémát hipoozmotikus médium (HM) alkalmazásával (20 perc), anoxiát O2 megvonással (2,5 perc) idéztünk elő. Az SD és SiD-hez tartozó szöveti fehér fényű reflektancia fokozódást CCD kamerával, a helyi mezőpotenciál változást üvegkapilláris mikroelektródával követtük nyomon. A sejtduzzadást Golgi-Cox festéssel és elektronmikorszkópiával igazoltuk. A Na-K-Cl-kotranszportert Bumetaniddal (1 mM), az aquaporin-4-et TGN-020-al (100 μM) gátoltuk.
Eredmények: A HM kezelés hatására kialakuló spontán SD (terjedési sebesség: 3,06 ± 0,61 mm/perc, amplitúdó: 16,62±5,96 mV) az asztrociták permanens duzzadását okozta a cortexben. Az SiD kizárólag HM-ben, O2 megvonás után az SD-vel érintett agykérgen alakult ki (HM: SiD; n=10, normál aCSF: SD; n=8).
Az SiD növelte a depolarizált terület nagyságát (SiD vs. SD:
56,2±5,6 vs. 33,7±7,5 %). A Bumetanid+TGN-020 kezelés csökkentette az SD-k hosszát (Bumetanid+TGN-020 vs. kontroll 77,37±36,41 vs. 131,63±41,14 s), és gátolta az SiD kialakulását.
Megbeszélés: Eredményeink előtérbe helyezik az asztrocita pufferrendszer fontos élettani jelentőségét, és segíthetnek megérteni az SD-k progresszív, infarktusképző szerepét.
Megfigyeléseink alapján a citotoxikus ödéma farmakológiai gátlása kulcsfontosságú lehet a másodlagos sérülések mérsékléséhez a cerebrovaszkuláris kórképekben.
Támogatók: PD128821, GINOP-2.3.2-15-2016-00048, EFOP-3.6.1-16-2016-00008, SZTA (EMMI, TSZ:
11136-2/2019/FIRFIN), UNKP-18-2-I-SZTE-120.
Témavezetők: Frank Rita, PhD hallgató, SZTE ÁOK Dr. Menyhárt Ákos, egyetemi adjunktus, SZTE ÁOK
The thermal effects of acute and chronic acidosis in relation to the transient receptor potential vanilloid-1 channel VICTOR NABSETH
General medicine, Unified, 8. semester University of Pécs
Medical School
Introduction: Several antagonists of the transient receptor potential vanilloid-1 (TRPV1) channel were reported to cause hyper- or hypothermia. Believed to be in the peritoneum, these channels are tonically activated by protons and drive the reflectory inhibiton of thermogenesis. Our aim was to investigate the thermoregulatory role of TRPV1 channel in acute and chronic metabolic acidosis in mice.
Materials and methods: In C57BL/6 and TRPV1 knockout (KO) adult mice, we measured the changes of deep body temperature (Tb) with thermocouple telemetry. Acute or chronic acidosis was induced by an intraperitoneal infusion of NH4Cl (6 M; 0.1 ml/10g) or by 12-day drinking and 2-times intraperitoneal injections of 0.5 ml, 0.28 M NH4Cl, respectively. Blood pH measurements were performed within 1 min after blood collection with cardiac puncture
Results: Administration of NH4Cl resulted in markedly lower blood pH both acutely and chronically (P < 0.05 for both). Acute acidic load caused a drop in Tb by ~3°C compared to vehicle in C57BL/6 mice. Similarly to acute acidosis, the chronic administration of NH4Cl also significantly (P<0.05) lowered the basal Tb in the mice. The acute acidosis-induced hypothermia was exaggerated by more than a degree (~4.5°C) in the TRPV1 KO mice.
Conclusions: We conclude that systemic acidosis leads to a drop in Tb, which is less pronounced in chronic acid load. The exaggeration of the hypothermia in TRPV1 KO mice suggests that TRPV1 channels play a limiting role in the thermal changes associated with severe, acute forms of acidosis.
Supervisors: Dr. András Garami, associate professor, PTE ÁOK Dr. Zoltán Rumbus, PhD student, PTE ÁOK
Investigation and functional rescue of a nephrogenic diabetes insipidus causing S127F substitution in the V2 vasopressin receptor
XINARI ELENA
General Medicine, Unified, 8. semester Semmelweis Egyetem
Faculty of Medicine
Nephrogenic Diabetes Insipidus (NDI) is a disorder where the kidneys do not respond to vasopressin (antidiuretic hormone) to concentrate urine. In most of the NDI cases, the symptoms are due to loss-of-function mutations of V2 vasopressin receptors (V2R) in the kidney and the patients present with polyuria and polydipsia. We isolated a novel mutation in the V2R, the S127F substitution where its caused loss-of-function seemed to lead to NDI.
In this study, we investigated the possible functional rescue of the S127F missense mutation and determined the effect of vasopressin receptor ligands, such as Tolvaptan and MCF-14, on the cell surface presence of V2R in cells expressing this mutation.
The Tolvaptan belongs to the Vaptan drug family of V2R antagonists that can bind to this receptor and can be used to treat hyponatremia, whereas the MCF14 is a cell permeable high-affinity agonist for the V2R. We were able to investigate the effects of Tolvaptan and MCF-14 on the S127F mutant V2R. We transfected HEK-A cells with HA-tagged S127F V2 receptors, then treated the cells with either Tolvaptan or MCF-14 or vehicle for 18 hours. We then examined the localization of S127F V2R by immunolabeling the HA-tag on the receptors, both intracellularly and extracellularly. The cellular localization was visualized by using ImageXpress microscopy system, where it was found that both Tolvaptan and MCF-14 gave promising results in the rescue of the mutant S127F V2R. By the treatment with either of the two, there was an increased receptor localization on the cell membrane. We also confirmed this finding in CytoFLEX flow cytometry measurements. Based on our data, we could interpret that localization of S127F, which was mostly found in the endoplasmic reticulum due to the mutation, is partially rescued by the Tolvaptan and MCF14 treatments. It seems that the Tolvaptan and MCF14 worked as pharmacochaperones and they promoted the trafficking of the mutant receptor from the endoplasmic reticulum to the membrane.
These results could support the further investigation of the potential usage of pharmacochaperons in patients with NDI due to S127F mutation of V2R.
Supervisors: Dr. András Balla, associate professor, SE ÁOK Kinga Kovács, PhD student, SE ÁOK
The late sodium current is regulated by intracellular calcium concentration
FUJII ERIKA
General medicine, Unified, 5. semester University of Debrecen
Faculty of Medicine
Introduction: The late sodium current [I(Na,late)] has a pathophysiological role in several heart diseases. Despite this fact its contribution to the ventricular action potential (AP) is not well characterized under physiological circumstances.
Our goals were: [1] to visualize I(Na,late) during a canine ventricular AP, under physiological conditions and after blocking the L-type calcium current (LTCC) with nisoldipine; and [2] to determine how blockade of I(Na,late) affects the shape of ventricular APs with normal intracellular calcium [Ca(i)]
homeostasis and when Ca(i) is chelated.
Methods: Experiments were performed in enzymatically isolated canine left ventricular myocytes. AP voltage clamp technique was used to visualize I(Na,late) during the AP by its specific blockers, GS-458967 (GS, 1 μM) or tetrodotoxin (TTX, 10 μM) at pacing rate of 1 Hz, either under physiological conditions or in 1 μM nisoldipine. Conventional microelectrode technique was used to determine the effects of 1 μM GS on the AP waveform at rates of 0.5-3.33 Hz in normal Ca(i) homeostasis and after the application of BAPTA-AM (5 μM for 30 minutes).
Results: The GS-, and TTX-sensitive currents both displayed a peak at the AP upstroke attributable to the early sodium current, and then showed a sustained, gradually decreasing current due to I(Na,late). In nisoldipine, I(Na,late) was smaller than under control conditions. GS significantly reduced the maximal rate of depolarization (Vmax) and AP amplitude, most likely because of an early sodium current blocking effect. Furthermore, GS shortened the AP duration and depressed the plateau phase. At higher frequencies, effects of GS on APA and Vmax were more pronounced, indicating a stronger early sodium current peak blockade under these conditions. Effects of GS on AP length and AP plateau were less prominent with faster pacing. GS had a smaller effect on all the previously mentioned AP parameters when the intracellular calcium was buffered with BAPTA-AM.
Discussion: This is the first time that the physiological profile of I(Na,late) was visualized in canine ventricular myocytes. Based on our data, reducing Ca(i) seems to reduce I(Na,late).
Supervisor: Dr. Balázs Horváth, assistant professor, DE ÁOK
Intraamygdaloid oxitocin hatása helytanulási folyamatok szabályozásában
TAIGISZER MÁRTON CSABA Általános Orvos, Osztatlan, 8. félév KISS ORSOLYA
Általános Orvos, Osztatlan, 10. félév Pécsi Tudományegyetem
Általános Orvostudományi Kar
Bevezetés: Az oxitocin (OT) egy főként a hypothalamus paraventricularis és supraopticus magjában termelődő neuropeptid. Közismert perifériás hatásainak mélyebb megismerése mellett az utóbbi évtizedekben centrális hatásainak felderítését célzó kutatások is nagy hangsúlyt kaptak. Szerepet játszik többek között a szexuális magatartás befolyásolásában, a szülői viselkedés kialakításában, valamint különféle szociális és tanulási folyamatokban. Ezáltal a rendszer felborulása olyan betegségek kialakulásában juthat szerephez, mint az autizmus spektrum zavar, vagy a skizofrénia. Jelen kutatásunk az amygdala centrális magjába (CeA) injektált OT hatásának vizsgálatára irányult.
Módszerek: Kutatásunk során először sztereotaxikus műtéti technika segítségével bilaterálisan krónikus vezető kanült ültettünk hím Wistar patkányokba. Ezeken keresztül történt az anyagbeadás. Első körben, az OT dózisfüggőségének vizsgálatához, három csoportra osztottuk őket (10 ng OT, 100 ng OT, kontrollcsoport) és Morris-féle úsztatási tesztben vizsgáltuk a helytanulási és memória folyamatokat. Miután a 10 ng-os dózis bizonyult a leghatékonyabbnak, a második kísérletben, melyben az OT specifikusságát vizsgáltuk az OT receptorra, a 4 csoport a következőképpen alakult: 10 ng OT; 10 ng OT + OT antagonista;
OT antagonista; kontrollcsoport. Itt is Morris-féle úsztatási tesztet alkalmaztunk.
Eredmények: A 10 ng OT kezelésben részesült állatok esetében szignifikánsan csökkent a látencia idő, azaz hamarabb találták meg a platformot. 100 ng esetén nem találtunk szignifikáns változást. Az antagonista előkezelés kivédte az OT hatását, az antagonista ugyanakkor önmagában nem befolyásolta az állatok viselkedését.
Következtetés: Igazolást nyert azon hipotézisünk, miszerint a CeA-ba injektált OT dózistól függően javítja a helytanulási és memória folyamatokat Morris-féle úsztatási tesztben.
Témavezető: Dr. László Kristóf, egyetemi docens, PTE ÁOK