OETDK.

Introduction: Signal transducer and activator of transcription-3 (STAT3) is a transcription factor mainly found in the cytoplasm in its inactive form. It regulates the expression of genes involved in various biological processes, including oncogenic genes like Bcl-2, an antiapoptotic protein. Targeting STAT3 is a potential strategy for cancer therapy, as its activation involves tyrosine phosphorylation, dimerization, and nuclear translocation, with serine phosphorylation playing a role in optimal STAT3 function and cell cycle progression. This research focused on chelidonine, an alkaloid from Chelidonium majus, and its impact on STAT3 phosphorylation and Bcl-2 levels in human T lymphoma cells (Kit225 K6). Methods: Cells are cultured in RPMI 1640 medium with various supplements at 37 °C and 5% CO2. Kit225 K6 cells require IL-2 for growth. In IL-2-deprived experiments, Kit 225 K6 cells are cultured without IL-2 for 48 hours before alkaloid treatment. For alkaloid treatment, cells are cultured with chelidonine at specified concentrations and durations, with the alkaloid solution diluted with DMSO. Control samples also receive the same amount of DMSO. Results: Our data showed that chelidonine increased the levels of constitutive pSer-STAT3 in a significant proportion of the T cells tested. We observed a similar effect on Bcl-2 expression. Both effects evolved in a concentration- and time-dependent manner and showed transient behavior over the time frame of our experiments with a maximum magnitude observed at 12 hours. Furthermore, the subpopulation with elevated pSer-STAT3 level and the subpopulation with increased Bcl-2 expression showed high overlap. Discussion: Flow cytometry assesses cell death by measuring sub-G1 cells, PI binding (indicating membrane integrity), and Annexin V binding (indicating phosphatidylserine accessibility). This approach made it possible to assess the effect of the alkaloid on a cell-by-cell basis, allowing us to reveal possible heterogeneities within the cell population and to correlate the observed effects with each other.

Témavezető: Dr. István Csomós és Dr. Dóczy-Bodnár Andrea

Lysosomal dysfunction has been associated with a wide range of diseases; they can be neurodegenerative, cardiovascular, and even cancerous. For instance, lysosomal dysfunction can be caused by various damage to the lysosomal membrane that leads to the release of lysosomal contents into the cytoplasm - known as lysosomal membrane permeabilization (LMP) -, resulting in autophagy, inflammation, or even cell death. Cancer cells were observed to exhibit a higher susceptibility to LMP and influence the activity, quality, and composition of lysosomes, which can play a role in developing resistance to treatments. Tumor-cell-recognizing cytotoxic T lymphocytes (CTLs) are responsible for cancerous cell elimination. Previously, CTLs were confirmed to have high lysosomal membrane stability; that observation encouraged us to analyze its reasoning. We plan to apply different methods to decide whether it is due to many lysosomes per CTL or the altered composition of the lysosomal membrane itself. For that purpose, we used galectin puncta assay, which is currently considered the most sensitive method for LMP detection. It detects galectin availability for antibodies from damaged lysosomes, forming a punctate staining pattern. We have induced lysosomal membrane damage as positive control on THP-1 and MCF-7 cells by applying LLOMe, a known LMP-inducing lysosomal poison. Cathepsin C in lysosomes converts LLOMe into a detergent-like compound, causing membrane damage and leading to LMP. We focused on detecting LGALS1/galectin-1 and LGALS3/galectin-3 by using indirect fluorescence labeling to bind antibodies to these two galectins within the cells. That allowed us to visualize the puncta formation by confocal microscopy and quantify it via flow and imaging cytometry. Our next step is to perform the galectin puncta assay on CTLs.

Témavezető: Dr. Zsolt Bacso

Introduction: PPARγ is a nuclear receptor regulating lipid homeostasis. Lamin A is a component of the nuclear lamina encoded by the LMNA/C gene, which forms a meshwork at the periphery of the nucleus and interacts with hetero- and euchromatin. It is also present in the nucleoplasma. Aims: We wanted to know if the absence of lamin A has an impact on the mobility and chromatin binding of PPARγ. Methods: We created EGFP-tagged PPARγ by molecular cloning, and created stable cell lines by viral transduction of mouse adult WT (MAF-LMN A+/+) and KO (MAF-LMNA-/-) cells. We studied the long- and short-range mobility of EGFP-PPARγ by fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) and fluorescence correlation spectroscopy (FCS), respectively. Results: By using FCS, we identified a slow, DNA-bound, and a fast, freely diffusing ortransiently bound PPARγ population. Upon agonist ligand treatment (rosiglitazone, RSG, 1 μM) a significant increase of the slow population appeared in both cells (WT, KO) relative to the untreated cells. On the other hand, the diffusion coefficient of both components remained unchanged. We carried out FRAP measurements at the nuclear periphery (mainly heterochromatin region) and at the central (mostly euchromatin) region. In the central part the recovery time of the slow component (DNA-bound EGFP-PPARγ) increased upon RSG treatment in Lamin A KO cells, whereas no significant change was found in the recovery time of the fast component (transiently bound or free EGFP-PPARγ). On the other hand, at the periphery the slow fraction increased upon ligand treatment in WT cells significantly. Upon ligand treatment, the slow fraction of KO cells was shorter than that of WT cells. The recovery times of the fast and slow populations remain unchanged in both cell lines. The average recovery times of the ligand treated cells was shorter for the KO cells relative to the WT cells both at the central and peripheral regions. This indicates that long-range diffusion in KO cells is faster. To conclude, the absence of lamin A may weaken PPARγ-DNA interactions in ligand-treated cells.

Témavezető: Dr. Vámosi György és Pialy Sen

Multidrug Resistance (MDR) is responsible for more than 50% of ineffective cancer chemotherapies. One of the major causes of MDR is the overexpression of certain members of the ATP-Binding Cassette (ABC) superfamily, such as P-glycoprotein (Pgp). Pgp is expressed in the plasma membrane and it can export broad range of substrates out of cells including many anti-neoplastic drugs. Upon its transport cycle, Pgp is believed to alternate between conformations facing the cytoplasm (inward-facing (IF) conformer) and the extracellular side (outward-facing (OF) conformer). UIC2 is a conformation sensitive antibody selectively recognizing the IF Pgps. Previous research has suggested that Pgp is present both in raft and non-raft microdomains. However, little is known about the functional significance of its dual localization. In confocal microscopy-based co-localization studies carried out with raft and non-raft markers, it was found that Pgps spontaneously taking up the UIC2-reactive IF conformation are predominantly raft-localized, while those that take up this conformation in the presence of Pgp inhibitors, such as cyclosporine A (CsA), reside in the non-raft microdomains. Raft and non-raft membrane microdomains may each have a different melting temperature (Tm), which may affect the function of raft and non-raft resident Pgps differently. Therefore, we investigated how a temperature difference (30 vs 37°C) affects the activity of Pgp and how it influences the effect of a known substrate/activator, verapamil (Vp), on the ABC protein. The function dependent IF to OF conformation change of Pgp was studied by following the kinetics of UIC2 dissociation. CsA completely inhibited the dissociation of UIC2, while in the absence of drugs we observed comparable UIC2 dissociation from the raft-associated Pgps at both temperatures supporting that this temperature decrease is not sufficient to inhibit Pgp activity. At 37°C, Vp had noticeable stimulatory effect on UIC2 dissociation at 1 µM concentration, it had insignificant effect at 40 µM, while it had strong inhibitory effect at 100 µM concentration. Interestingly, Vp behaved differently at 30°C, as we have not observed stimulation by 1 µM Vp. We assume that the temperature decrease reduces membrane fluidity and increases membrane packing that affects the interaction of Pgp with its substrates. In future experiments we will study the effects of different substrates on the function of raft and non-raft resident Pgps.

Témavezető: Prof. Kormosné Goda Katalin Klára

A heterotrimer interleukin-15 receptor (IL-15R) egy ligand-specifikus α-alegységgel és két jelátvitelért felelős alegységgel (β és γc) rendelkezik. Az α-alegység a professzionális antigénprezentáló sejtek (APC) felszínén ko-expresszálódik az IL-15 citokinnel, amelyet a transz-prezentáció során a T/NK-sejtek felszínén kifejeződő βγc receptor-heterodimernek mutat be. Az antigénprezentáció, a T-sejt aktiváció kezdeti lépése szintén az APC-T-sejt kölcsönhatáson alapul (TCR/MHC II). Az IL-15 a T-sejtek hosszú távú túlélésében játszik szerepet, az IL-15 transz-prezentáció pedig az immunológiai memória szempontjából elengedhetetlen. Munkacsoportunk korábban kimutatta a receptorok és alegységeik transzlokációját az immunológiai szinapszisba (IS). A citoszkeleton strukturális feladatai mellett mérvadó a sejtalkotók térbeli elhelyezkedésének szabályozásában, illetve az intracelluláris anyagszállítás irányának meghatározásában. A membrán belső felszínéhez kapcsolódó aktin filamentumoknak például szerepe van az IS-ok kialakításában. Célunk volt, hogy megvizsgáljuk, milyen hatással van az F-aktin hiánya a transz-prezentáció és antigénprezentáció során kialakuló IS-ok létrejöttének valószínűségére és a receptor alegységek asszociációjára. Az általunk használt modellrendszer egy retrovirális transzdukcióval (RT) módosított, mCherry fluoreszcens proteinnel konjugált α-alegységet expresszáló Raji B-sejtvonalból, valamint RT révén felszínén β-alegységet kifejező Jurkat T sejtvonalból állt. A Jurkat sejtek a γc-alegységet endogén módon expresszálják. Az antigénprezentáció indukálásához a Raji sejteket Staphylococcus Enterotoxin E szuperantigénnel kezeltük, míg a transz-prezentáció kiváltásához IL-15 citokinnel. Mindkét folyamat, illetve azok együttes indukálása során is vizsgáltuk az aktin polimerizációt gátló Latrunculin A hatását, mellyel Raji és Jurkat sejteket külön-külön vagy együtt kezeltünk, titrálási sor alapján meghatározott koncentrációban. Picoquant TCSPC kiegészítővel ellátott Nikon A1 konfokális mikroszkóppal, fluoreszcencia élettartam meghatározásán alapuló Förster rezonancia energiatranszfer mérésekkel vizsgáltuk az α- és β-alegységek, a CD3 és MHC II asszociációját, valamint az alegységek feldúsulását az IS-ban, majd a kiértékelést Matlab segítségével végeztük. A kapott eredmények alapján a kialakult IS-ok száma csökkent aktin hiányában, azonban nem volt hatással az α- és β-alegységek, valamint a CD3 és MHC II asszociációjának, feldúsulásának mértékére.

Témavezető: Kenesei Ádám és Dr. Hegedüs Éva

Az Interleukin-15 (IL-15) receptor egy ligandspecifikus (IL-15Rα) és két jelátvitelért felelős (β, γc) alegységgel rendelkezik. Az IL-15 elsősorban transz-prezentáción (TP) keresztül működik, amelynek során az IL-15Rα-hoz kötött IL-15-öt expresszáló antigénprezentáló sejt (APC) a ligandumot a szomszédos T/NK-sejt által kifejezett βγc receptor-heterodimernek mutatja be. Az antigénprezentáció (AP), a T-sejt aktiváció kezdeti lépése szintén az APC-T-sejt kölcsönhatáson alapul. Arra szerettünk volna választ találni, hogy az aktin filamentumoknak milyen szerepe van az immunológiai szinapszison belüli receptorok és receptor alegységek asszociációjában és transzlokációjában. Ennek tanulmányozásához a munkacsoport által korábban használt modellt alkalmaztuk, ahol egy B-sejt (Raji), és egy T-sejt (Jurkat) között kialakítható immunológiai szinapszis IL-15, SEE szuperantigén és IL-15+SEE kezelés mellett. Latrunculin A segítségével gátoltuk az aktin polimerizációját, majd megfigyeltük, hogy a polimerizált aktin részleges vagy teljes hiánya milyen módon befolyásolja a szinapszisképzést. A szinapszis kialakulás valószínűségének megállapításához konfokális mikroszkóppal végeztünk méréseket. A kiértékelést Fiji ImageJ és GraphPad Prism 8 programok segítségével végeztük. Azt tapasztaltuk, hogy az aktin polimerizáció gátlásakor az immunszinapszisok kialakulásának valószínűsége csökkent függetlenül attól, hogy a Jurkat vagy Raji sejteket kezeltük Latrunculin A-val. Amikor mindkét típusú sejtet kezeltük még inkább csökkent a szinapszisok száma, így a Latrunculin A által kiváltott hatás additívnak bizonyult. Megfigyeltük, hogy mind a kontroll, mind a Latrunculin A-val kezelt mintákban dupla kezelés (IL-15+SEE) esetén alakult ki a legtöbb és IL-15 kezelés mellett a legkevesebb szinapszis. A szinapszisok kialakulása után előfordult, hogy valamelyik sejt membránja leszakadt és egy membrán fragmentum a másik sejt membránjához tapadt. A Raji sejtből leszakadó membrán fragmentumok száma főként az IL-15-tel kezelt mintákban, a Jurkat membrán fragmentumainak aránya pedig SEE kezelés mellett nőtt meg leginkább.

Témavezető: Dr. Kenesei Ádám és Dr. Vámosi György

A dipólpotenciál a biológiai membránok azon elektromos tulajdonsága, amely a membránt alkotó molekulák és rendezett vízmolekulák dipólmomentumából adódó elektrosztatikus potenciál, ami a membránfehérjék térszerkezetét jelentősen befolyásolja. Ennek értéke a membrán összetételétől függően megváltozhat, illetve kísérletesen is változtathatjuk a membránba épülő anyagokkal (floretin, 6-ketokolesztanin). Vannak olyan anyagcsere-betegségek (Gaucher-kór, SLO-szindróma), ahol a szervezet lipidháztartása megváltozik, ezáltal a sejtmembrán összetétele is módosul, emellett pedig immunológiai tünetek is megjelennek. Az interleukin-2 (IL-2), valamint ennek membránreceptora (IL-2R) az immmunrendszer szabályozásában központi szerepet játszanak. Fontos szerepük van a T sejtek osztódásában és differenciálódásában, ezáltal számos kórkép kialakulásában is (pl. sclerosis multiplex, T-sejtes leukémia). Az IL-2 receptora a JAK-STAT, a PI3K és a MAPK jelátviteli útvonalon keresztül fejti ki hatását. Munkacsoportunk korábban kimutatta, hogy a transzmembrán potenciál – amelyet az intra- és extracelluláris térben eltérő ionkoncentráció hoz létre –  hatást gyakorol az IL-2 receptorok mobilitására és jelátviteli hatékonyságára. Nagy Péter munkacsoportja pedig igazolta, hogy a dipólpotenciál hatást gyakorol az erbB receptorok jelátvitelére. A kutatás során célunk olyan biofizikai méréseket elvégezni, melyek alapján összefüggést találhatunk a dipólpotenciál változása és az IL-2R jelátvitele között, ennek eredményeképpen az immunrendszer ez idáig ismeretlen szabályozó folyamataira deríthetünk fényt. Ezáltal mélyebben megérthetjük a szervezet lipid-háztartásának és az immunrendszerrel összefüggő betegségek kapcsolatának. A kutatásunkhoz a K6 sejtvonalat alkalmazzuk, amely egy T-sejtes leukémiában szenvedő betegből származó helper T-sejtvonal. Ezen sejtvonalon áramlási citometriával tanulmányozzuk, hogy a fenti dipólpotenciál-módosító kezelések (floretin, 6-ketocholestanol) hogyan változtatják az IL-2 receptor jelátviteli hatékonyságát a JAK-STAT útvonalon keresztül. Az áramlási citométer segítségével az egyes sejtek paramétereit – pl. a STAT5 IL-2/15 által kiváltott foszforilációját – egyenként vizsgálhatjuk anti-foszfo-STAT5 antitestek segítségével. Ez a technika lehetővé teszi nagy sejtmennyiség több paraméterre történő mérését rövid idő alatt. Terveink közt szerepel az IL-2R mobilitásának mérése fluoreszcencia mikroszkópos módszerekkel.

Témavezető: Dr. Vámosi György

A SARS-CoV-2 fertőzés a vírus tüskefehérjék és a gazdasejt koleszterinben gazdag lipidtutajaiban dúsuló ACE2 és TMPRSS2 fehérjék kölcsönhatásával kezdődik. Korábban kimutattuk, hogy a terápiában is használt ciklodextrineket (CD) tartalmazó remdesivir formulációk a remdesivirtől függetlenül gátolják a tüskefehérjék ACE2 kötődését és internalizációját a membrán koleszterinszintjének csökkentése és a lipidtutajok integritásának megbontása által. A különböző variánsú tüskefehérjék ACE2 affinitása és a kötődés koleszterinfüggése közötti kapcsolatot korábban nem vizsgálták. Feltevésünk szerint az eltérő ACE2 affinitással rendelkező variánsok különböző koleszterin- és így CD-érzékenységgel jellemezhetők, amely terápiás relevanciával bírhat. Ezért célunk, hogy összehasonlítsuk a klinikailag releváns (WT, Alfa, Béta, Delta, Omikron Ba1 és Ba2) SARS-CoV-2 variáns tüskefehérje receptorkötő domének (RBD-k) kötődési hatékonyságát és megvizsgáljuk annak koleszterinérzékenységgel és lipidtutaj preferenciával való korrelációját. Továbbá vizsgáljuk a koleszterinkivonás hatásait a különböző variánsú tüskefehérje trimerek internalizációjára. ACE2-t és TMPRSS2-t stabilan expresszáló HEK293 sejtekben áramlási citometriával kimutattuk, hogy a különböző variánsú tüskefehérje RBD-k eltérő hatékonysággal kötődnek az ACE2-höz, és a folyamat hidroxipropil-β-ciklodextrin (HPβCD) általi gátlásának mértéke negatívan korrelál a kötődési hatékonysággal. Emellett megvizsgáltuk az RBD kötődés mértéke és a sejtmembrán lipidtutaj tartalma közötti korrelációt, amely során a lipidtutajokat kolera-toxin B alegységgel vagy egy környezetérzékeny fluorofórral azonosítottuk. Kimutattuk, hogy az alacsony ACE2 affinitású variánsok (pl. WT, Omikron Ba1) erősebb preferenciával rendelkeznek a magasabb tutajtartalommal rendelkező sejtek iránt, mint azok, amelyek magas affinitással bírnak (pl. Delta). Konfokális mikroszkópia és kvantitatív 3D képanalízis segítségével azt vizsgáljuk, hogy ezek a változások megjelennek-e a különböző variánsú tüskefehérje trimerek intracelluláris felvételének mértékében és HPβCD-érzékenységében. Eredményeink alapján a SARS-CoV-2 tüskefehérje variánsok ACE2 kötődési hatékonysága negatívan korrelál a kötődés koleszterinérzékenységének mértékével, amelynek hátterében az állhat, hogy a variánsok eltérő preferenciát mutatnak a tutajon belül, illetve kívül elhelyezkedő ACE2 receptorok iránt. ÚNKP-23-2-I-DE-197, ÚNKP-23-5-DE-488, ÚNKP-23-4-II-DE-169, OTKA FK143400, OTKA FK146740

Témavezető: Dr. Zákány Florina és Dr. Kovács Tamás

A Piezo1 mechanoszenzitív kationcsatornák szerepe a mechanikai inger detektálása és fiziológiai jelekké történő alakítása. A vázizomzat működését jelentősen befolyásolja a feszítettségi állapot, ezen szövettípusban kiemelt fontossággal bírhatnak a mechanikai ingerek által aktivált csatornák a nem-kontraktilis szövetekhez képest. A Piezo1-csatorna izomregenerációban és a szatellita sejtek működésében betöltött szerepéről állnak rendelkezésünkre adatok, de kevés információ van arról, hogy a vázizom teljesítményében és a kalcium-homeosztázisban miként vesz részt. Kutatásunkban górcső alá vettük a Piezo1-csatorna funkcióját a vázizomzatban. A fehérje expresszióját mind egér, mind humán mintákban kimutattuk. Fiatal izommintákat kezeltünk a csatorna farmakológiai aktivátorával (Yoda1), illetve inhibitorával (Dooku1). Mangán-quench mérésekkel igazoltuk a csatorna hozzájárulását a kalciumbeáramláshoz. A farmakológiai aktiváció és gátlás izomerőre kifejtett hatását m. extensor digitorum longus (EDL) és m. soleus-on vizsgáltuk fiatal BL6/C57 egérmintákon. 20 µM Dooku1-gyel történő előkezelés lecsökkentette a maximális izomerőt 55%-kal rángás és 22%-kal tetanusz esetén m. extensor digitorum longus-ban. Ez az érték 76% rángás és 67% tetanusz esetén m. soleus-ban. A fárasztási kinetika nem mutatott jelentős különbséget a csatorna gátlását követően. A farmakológiai modulátort további vizsgálatokban is alkalmaztuk, teszteltük a hatását különböző szarkomerhosszak mellett. A Dooku1, mint inhibitor kifejezettebb negatív hatást mutatott az izomrostok erőgenerálásában növekvő szarkomerhosszak esetén. Kutatásunk eredményei azt mutatják, hogy a Piezo1-csatorna fontos szerepet tölt be a vázizomzat működésében és ígéretes célpont lehet az izomteljesítmény fokozásában. Megfigyeléseink továbbá bővebb információt szolgáltathatnak a vázizomzat hossz-feszülés kapcsolatát illetően, arra utalva, hogy az eddigi kereszthíd ciklus jelenleg leírt mechanizmusa módosításra és/vagy kiegészítésre szorul.

Témavezető: Dr. Dienes Beatrix és Szabó László