Új irányvonalak a betegségek kezelésében a XXI-ik században: redox fehérjék lehetséges génterápiás alkalmazása

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY Dr. Lekli István egyetemi tanársegéd Dr. Tósaki Árpád tanszékvezető egyetemi tanár DE OEC Gyógyszerésztudományi Kar, Gyógyszerhatástani Tanszék, Debrecen

Új irányvonalak a betegségek kezelésében a XXI-ik században: redox fehérjék lehetséges génterápiás alkalmazása A XX-ik század a farmakológia területén a szintetikus és természetes eredetű gyógyszerfejlesztés irányvonala volt a betegségek kezelését illetően. A XXI-ik század feltehetően a diagnosztika, a genomika, a proteomika és lipidológia, valamint az ezekkel összefüggő transzlációs és személyi terápia százada lehet. Az előbb említett alap és kutatási irányvonalakat és azokkal összefüggő szempontokat a gyógyszerfejlesztés és terápia szemszögéhez kapcsolva, feltétlenül szükségszerű lesz figyelembe venni a betegségek kialakulásának mechanizmusait a szakszerű gyógyszeres kezelés céljából. Az irányvonalakhoz, amelyek kétségtelenül divatos irányvonalak a jövő gyógyszerfejlesztési célkitűzése és stratégiája szempontjából, elengedhetetlennek kell tekinteni, és hozzá-, illetve össze kell kapcsolni az alapkutatások eredményeit a klinikai úton szerzett tapasztalatokkal. Mindezekhez alapvető fontosságú szempontként hangsúlyozni kell a prevenció, illetve a preventív medicina jelentőségét, hiszen egy betegség kialakulásának a megelőzése 15–20-szor kevesebb költségráfordítást igényel, mint egy már adott és kialakult betegedés kezelése. Tehát a prevenció nem csak egy kiemelkedő fontosságú egészségügyi kérdés, hanem alapvető fontosságú nemzetgazdasági kérdés is. A szintetikus gyógyszeres, illetve az egyre nagyobb területet hódító biológiai és személyre szabott terápia alkalmazásához alapvető fontosságú a betegségek genetikai alapjainak pontos és egyre részletesebb megismerése és megértése, hiszen csak ekkor lehetünk sikeresek a betegségek legyőzésében. A betegségek morbiditásának és mortalitásának tekintetében a kardiovaszkuláris megbetegedések mindig az élvonalba tartoztak, s dobogós helyet foglaltak ott el és foglalnak el napjainkban is. A jelen összefoglalóban a szív megbetegedésének, iszkémiás állapotának lehetséges genetikai hátteréről és kezelési lehetőségéről kívánunk szólni az alapkutatások szemszögéből. 2010;XVIII(4):17–22.

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 17

MOTESZ

Az iszkémiás szívbetegségek és a különböző okok miatt kialakuló szívelégtelenség mai napig is vezetik a mortalitási és morbiditási statisztikákat. A különböző farmakonok alkalmazása, mint pl. ACE-gátlók, ARB-k, béta– blokkolók, vizelethajtók stb. jelentős mértékben javították a betegek életminőségét, viszont a morbiditási adatok így is túlságosan magasak. Ebből eredendően tehát egyre növekszik az igény új terápiás stratégiák kialakítására. A betegségek molekuláris patomechanizmusának alaposabb megértése lehet az alapja annak, hogy a különböző betegségek patogenezisében résztvevő molekulákat azonosítsuk, és azok funkcióit génszinten próbáljuk a megfelelő irányba befolyásolni. Ez történhet a célmolekula overexpressziójával, vagy annak elcsendesítésével (RNS interferenciával), a kóros elváltozást okozó mutáció/deléció génszintű javításával, illetőleg valamilyen „hamis” molekulával megváltoztathatjuk a célstruktúra intracelluláris mozgását (33).

A génbeviteli módszerek Az ideális génbeviteli módszert egy olyan vektor jelentené, amelyet intravénásan adagolva a szívizomsejtek specifikusan felvennének, és az kizárólag csak a szívizomban fejtené ki a hatását. Az egyik nagy jelentőségű probléma azonban az, hogy a keringő vér mennyisége miatt az alkalmazott anyag nagymértékben meghígulna, bár az AAV jelentős specificitást mutat a szívizomra, ami segítheti a terápia sikerét (26). További nehézség lehet az a tény, hogy a rágcsálókon használt dózisok és kapott eredmények átkonvertálása humán alkalmazásra nem mindig sikeres. A szívizomba történő génbevitelnek jelen ismereteink szerint két fő útja lehetséges, az egyik a koronáriákon keresztüli, míg a másik a direkt szívizomba történő injektálás. A vaszkulatúra felőli megközelítés klinikailag relevánMAGAZIN

17

2010.12.06. 12:56:52

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY sabbnak tűnhet, azonban a hatékonyságához feltétlenül növelni kell az erek permeabilitását valamilyen előkezeléssel, illetve növelni kell a perfúziós nyomást, amelynek kivitelezése már problematikusabb lehet (25, 27). A szívbe történő direkt injektálást nagymértékben behatárolja az elérhető szívszövet és a beinjektált terület nagysága. A módszer hátránya továbbá még – de ez kisebb jelentőségű – a tű által okozott sérülés. Mindezek ellenére a módszer könnyen használható lehet például nyitott szívműtétek esetén, amikor a szív könnyen hozzáférhető a génterápiás beavatkozás elvégzéséhez (34).

Hordozó anyagok A génterápia folyamán a kitűzött cél, amely szerint terápiás szintet kell elérnünk bizonyos fehérjék expreszsziójából és transzlációjából, amelyek elengedhetetlenek a fiziológiás szívműködéshez, s javítják a szívizom teljesítményét, illetőleg elnémítsunk bizonyos „káros/kóros” fehérjék funkcióit. A cél eléréséhez elengedhetetlen a fehérjéket kódoló DNS sejtmagba történő bejuttatása, amely kivitelezhető a plazmid DNS adagolásával vagy a target szekvencia vírusszekvenciába történő beépítésével. A plazmid DNS-sel történő génbeviteli módszer számos előnye ellenére (olcsó, nem okoz gyulladást, nem immunogén) mégsem vált be alacsony transzfekciós és azt követő alacsony expressziós szintek miatt (9, 28). Kardiológiai szempontból három jelentősebb víruscsoport áll jelenleg rendelkezésünkre a génterápiára, amelyek közé tartoznak az adenovírusok, az adeno–aszszociált vírusok és a lentivírusok (3). A vírusok különböznek a beilleszthető szekvencia nagyságában, a szív iránti tropizmusban, a gyulladásos válaszban, immunogenitásban és abban, hogy a bevinni kívánt DNS milyen hosszan expresszálódik a bevitelt követően. Az adenovírusok humán „C” altípusának 2-es és 5-ös altípusát alkalmazzák a leggyakrabban. Ezek a vírusok egészen 35 kilobázis (kB) nagyságig képesek befogadni a kívánt DNS szekvenciát, s a bevitelt követően néhány nap alatt igen magas géneszpressziós szintet hoznak létre, amely kb. mindössze két hét időtartamig marad fenn (3, 28). Az említettek mellett az adenovírus terápiára jellemző két másik kialakuló szövődmény: a gyulladás és az immunogenitás. Az immunválasz következtében jelentős mértékű gyulladás alakulhat ki, ami a fertőzött sejtek eliminációjához vezet. Ennek elkerülése érdekében a virális genomot egyre nagyobb mértékben kivonták, létrehozva ezzel a harmadik generációs („gutless”) adenovírus vektorokat, amelyek sokkal kisebb intenzitású immunreakciót váltanak ki (7). Az adeno–asszociált vírusok (AAV) általában 4,5 kB 18

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 18

MOTESZ

nagyságú szekvenciát képesek befogadni. Az AAV-vel történő génterápiát követő egy év múlva is stabil expressziót mutattak ki (3). Egyszeri iv. injekciót követően a szívizomban és a vázizomban hatékony génbevitel történt. Viszont a tüdőben, az agyban és más vizsgált szövetben nem volt kimutatható a bevinni kívánt gén és annak kódolt fehérjeproduktuma, de az AAV genom kimutatható volt (2). A lentivírusok a retrovírusok családjába tartoznak. Lentivírusokkal történő génterápiát követően nem alakul ki gyulladás és immunválasz a szervezetben, s hasonlóan hatékonyak a szívizom transzfektálására, mint az adenovírusok, azonban a lentivírusok esetén a génexpresszió hosszabb időn keresztül stabil. Mindezek mellett nagyjából 18 kB nagyságú szekvenciát képesek inkorporálni (16, 35). Mivel viszont a lentivírus alapú génterápiánál a vektorok HIV–1 vírusból származnak, ezért nagy specificitást mutatnak a CD4+ T sejtekre vonatkozólag. Később ezek módosított változatait állították elő azért, hogy növeljék a többi szövet iránti affinitását. Viszont a lentivírusok humán alkalmazásával kapcsolatban így is további biztonsági aggályok állnak fenn, mivel azok HIV–1 vírusból származnak (8).

Redox fehérjék A redox szabályozás alapvető fontosságú a sejtek fiziológiás működésében. A szervezet szövetei az oxidatív folyamatok ellensúlyozására és egyensúlyban tartása érdekében különböző antioxidáns rendszerekkel vannak „felszerelve”, azonban ha az egyensúly felbomlik, az oxidatív folyamatok túlsúlya és a védekező antioxidáns rendszerek meggyengülése oxidatív stresszhez vezet. Az oxidatív stressz több különféle betegség, így jó néhány kardiovaszkuláris megbetegedés, mint például a szívizom iszkémia/reperfúió (I/R) indukálta károsodások vagy a diabéteszes kardiomyopátiák hátterében áll. A thioredoxin (Trx) szupercsalád tagjai aktívan közreműködnek a reaktív szabadgyökök befogásában, illetve eliminációjában, tehát a reaktív intermedierek semlegesítésében, így aktív szerepet játszanak az intracelluláris redox környezet egyensúlyának biztosításában (1). A Trx egyike a legjelentősebb és legfontosabb redox érzékeny fehérjéknek, amelyet szinte kivétel nélkül minden élő sejt előállít az életműködése folyamán. Az emlősökben ezidáig a thioredoxin (Trx) fehérjének két fő típusát azonosították. A Trx–1 a citoszolban és a sejtmagban található, míg a Trx–2 a mitokondriumokban lokalizálódik. A thioredoxin rendszer három komponensből áll, így a thioredoxin/NADPH/thioredoxin reduktázból, illetve ehhez kapcsolódó thioredoxin függő peroxidázokból, a peroxiredoxinokból (1. ábra) (1). MAGAZIN

2010;XVIII(4):17–22.

2010.12.06. 12:56:54

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY 1. ábra. A folyamat lépéseit az ábra szemlélteti. A Trx, mind pedig a Grx képes az oxidálódott fehérjék redukciójára. A folyamat során a fehérjék redukálódnak, a Trx és Grx pedig oxidálódik. A Trx redukálását a Thioredoxin reduktáz (TrxR) végzi. A Grx reaktiválása pedig gluthationnal történő reakcióban valósul meg, a gluthation redukcióját a gluthation reduktáz (GR) valósítja meg.

-

-

Mindkét Trx szerepet játszik a sejtekben, mint antioxidáns molekula, egyfelől a redukált Trx képes az oxidált fehérjék diszulfid hídjainak redukálására, másrészt a Trx–függő peroxiredoxinok képesek a hidrogén–peroxid bontására (13, 24). A Trx–1 és –2 antioxidáns hatásaik mellett bizonyos redox regulációs funkciókat is ellátnak. Normál körülmények között a redukált Trx–1 a sejtplazmában, a Trx–2 a mitokondriumban kötődik az ASK–1-hez (Apoptosis Signal regulating Kinase 1) és megakadályozza az apoptózis elindulását. Oxidatív stressz folyamán a Trx oxidálódik és ledisszociál az ASK–1-ről, amely így aktiválódik és aktiválja (foszforilálja) a Jnk-t (c–Jun N-terminal Kinase) és a p38 MAPK-t (p38 Mitogen–Activated Protein Kinase) s ezáltal apoptózist indukál. A Trx módosítja a Ras/Raf/Erk útvonalat is, amely szintén gátlólag hat az apoptózis kialakulási folyamatára (17, 18, 24). A fentebb említettek mellett a redukált Trx megvédi, illetve szabályozza az Akt foszfolarizációs státuszát, amely által elősegíti a sejtek károsodásokkal szembeni ellenállóképességét, és így a túlélés folyamatát. Továbbá a Trx szabályozza különböző transzkripciós faktorok, mint pl. az AP–1 (Activator Protein 1), NF-B (Nuclear Factor kappa–light–chain–enhancer of activated B cells), p53 (protein 53 vagy tumor protein 53) és HIF–1 (Hypoxia–inducible factor–1) DNS-hez történő kötődését (5, 10, 11). A mitokondriális Trx–2 fontos szerepet tölt be az apoptózis szabályozásában azáltal, hogy gátolja a citoktóm–c felszabadulását a mitokondriumokból, és ilyen módon meggátolja a kaszpáz függő apoptózis kialakulását (1). Továbbá kimutatták azt is, hogy a Trx–1 a HO–1-el (Heme oxygenase 1) és 2010;XVIII(4):17–22.

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 19

MOTESZ

VEGF-el (Vascular endothelial growth factor) segíti az angiogenezist (14). A thioredoxin fehérje szupercsalád jelentős képviselői közé tartoznak a glutaredoxinok (Grx). A glutaredoxin rendszer tagjai a glutaredoxin/NADPH/glutation/ glutation reduktáz (1. ábra). Az emlősök sejtjeiben ezidáig négy glutaredoxin fehérje altípust azonosítottak. A sejtplazmában és a sejtmagban megtalálható a Grx–1, az elsősorban mitokondriálisan elhelyezkedő Grx–2, a citoplazmában található Grx–3/PICOT (Protein Kinase C–Interacting Cousin of Thioredoxin), valamint a mitokondriális elhelyezkedésű Grx–5 (1). Hasonlóan a Trx–1-hez, a Grx–1-nek is kimutatták azt a szerepét, hogy kötődik az ASK–1-hez és gátolja az ASK–1/SEK–1/Jnk–1 útvonalat és ezáltal az apoptózis kialakulását. A Grx–1 overexpressziója fenntartja az Akt redox állapotát, ezáltal a sejtek túlélését segíti, és gátolja az apoptózis folyamatát. Kimutatták továbbá azt is, hogy az Ras/Raf/Erk szignáltranszdukciós útvonal befolyásolásával a Grx–1 képes csökkenteni a kardiomiociták hipertrófiás ingerre adott válaszát, továbbá képes mérsékelni az angiotenzin II indukálta p38 MAPK aktiválódást (22, 32). Transzgén (Tg) állatokon végzett tanulmányok kimutatták, hogy a Grx–1 overexpresszió a kísérleti egerek szívszövetében mérsékli az I/R indukálta csökkent balkamra funkciót és az infarktusos terület mértének nagyságát. A Grx–1 Tg állatok szívében csökkent az ROS mennyisége I/R követően, szemben a Grx–1 „knock out” (KO) állatokkal, amelyben az utóbbi emelkedett. A tanulmány továbbá rávilágít arra a tényre is, hogy prekondicionálás során mind a patkány, mind az egér szívszövetben megnő a Grx–1 szintje. A CdCl2, mint a Grx fehérjék inhibitora, megszüntette a prekondició–indukálta protektív hatásokat, jelezvén a Grx fehérje fontos szerepvállalását az iszkémiás PC protektív hatásainak kialakulásában (21). A Grx–2 központi szerepet játszik a mitokondriumok redox környezetének a fenntartásában, több mitokondriális fehérje aktivitásában, így többek között a mitokondriális komplex I-ében is. A Grx–2 expressziója megvédte a szívizomsejteket a doxorubicin és 2–dezoxy–glükóz indukálta apoptózistól azáltal, hogy megakadályozta a citokróm–c felszabadulását s így meggátolja a kaszpáz–3 aktiválódását (6, 20). Diotte és munkatársai kimutatták, hogy a Grx–2 overexpressziója képes kivédeni a doxorubicin indukálta toxikus szívhatásokat (4). A mitokondriumok szerepe ugyancsak kulcsfontosságú az I/R-indukálta károsodások kialakulásában. Munkacsoportunk ezért vizsgálta a mitokondriális Grx–2 Tg (transzgén) állatok szívszövetének változásait I/R-ban. Transzgén (Tg) állatok szívét alávetettük 30 perc iszkémiának és 120 perc reperfúziónak, majd hasonlítottuk MAGAZIN

19

2010.12.06. 12:56:54

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY azok funkcióit a nem Tg állatok szívfunkcióihoz. Eredményeinkből kiderült, hogy Tg állatok szívében csökkent az infarktusos terület nagysága és az apoptózis mértéke, valamint szignifikáns mértékben javultak a posztiszkémiás szívfunkciók a kontrollcsoporthoz képest. További vizsgálataink kiderítették azt is, hogy a Grx–2 Tg állatok szívében csökkent az I/R indukálta citokróm-c felszabadulása, a kaszpáz–3 és kaszpáz–9 aktiválódása, valamint a mitokondriális kardiolipin–vesztés. Továbbá csökkent a reaktív oxigéngyökök mennyisége, és a GSH/ GSSG arány is megtartott maradt. Ezek mellett a Grx–2 Tg állatok szívében fokozódott az Akt, a Bcl–2 valamint az NF–B aktivitása (23). Jeong és munkatársai kimutatták, hogy a Grx–3/PICOT szív-specifikus overexpressziója gátolja a szívizom túlnyomásra (pressure overload) adott hipertófiás válaszát. A tanulmányban leírják, hogy a PICOT overexpresszió javítja a mioflilamentumok Ca++ érzékenységét, valamint fokozza a Ca++ visszavételét az SR-ba (12). A szerzők továbbá rávilágítottak arra is, hogy a PICOT overexpreszsziója csökkenti a fenilefrin és ET–1 indukálta PKC, PKC, és PKC, valamint az ERK1/2 és a Jnk MAP kinázok aktivációját.

Redox fehérjék, mint célfehérjék a génterápiában Jelenleg csak néhány kísérletes munka taglalja ezen fehérjék konkrét génterápiás alkalmazását. Ezen munkák is elsősorban apró rágcsálókon végzett kísérletek, amelyek azonban megfelelő értelmezés mellett irányt mutathatnak az esetleges nagyobb emlősök génterápiájára, majdan pedig a humán vizsgálatokhoz történő felhasználásra. Amint azt már a fentiekben említettük, a Trx–1 és Trx–2 kardioprotektív szerepét több színvonalas tanulmány is bizonyította, amelyekben Tg állatcsoportokat használtak, továbbá több olyan közlemény látott napvilágot, amely kardioprotektív vegyületek hatásmechanizmusában a Trx fehérjék indukcióját azonosította. Egy korábbi Trx–1 transzgén állatokkal végzet tanulmányban kimutatták a Trx–1 alapvető szerepét az iszkémiás szívizom redox regulációjában. A tanulmány szerint Trx–1 inhibitorral az iszkémiás prekondicionálás kardioprotektív hatását is lecsökkentették (31). Tao és munkatársai kimutatták, hogy a szisztémásan adagolt rekombináns humán Trx felvételre kerül a szívizomsejtek által, továbbá a reperfúzió iniciálása előtti adagolása csökkenti az apoptózis mértékét és az infarktusos területet. A rekombináns humán Trx kardioprotektív hatásáért – legalábbis részben – a p38 MAPK aktiválódásának 20

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 20

MOTESZ

gátlását tették felelőssé. A dolgozatban kimutatták, hogy a Trx S–nitrozilálódása növeli annak kardioprotektív hatását (30). Egy nemrégiben megjelent tanulmányban a szerzők spontán magasvérnyomásos patkányokat vetettek alá Trx–1 génterápiának, majd azt követően tartós iszkémiás állapotot indéztek elő. Az eredmények alapján a szerzők csökkent infarktusos területet, valamint apoptózist, illetve például magasabb szív ejekciós frakciót találtak a Trx–1 génterápiás csoportban. Molekuláris szinten a Trx–1 mellett megemelkedett a HO–1 és Bcl–2 szintje, amelyeket a szerzők, mint a kardioprotekciót mediáló molekulákat azonosítottak be. A tanulmány egyik legelegánsabb része a vektorbevitel módja volt, hiszen a kísérletek során a szerzők nem végeztek torakotómiát, hanem echokardiográf segítségével bőrön keresztül injektálták be a vektorokat a szívizomba (15). Ugyanez a munkacsoport egy a közelmúltban megjelent tanulmányban számol be arról, hogy Trx–1 génterápia segíti az angiogenezist az iszkémiás diabéteszes szívizomban, továbbá csökkenti az iszkémia indukálta balkamrai „remodelling”-et (29). A szerzők kisebb mértékű apoptózist detektáltak mind a szívizomban, mind pedig az endotel sejtekben. Továbbá a Trx–1 génkezelt csoportban emelkedett HO–1, VEGF és p38 MAPK– fehérje expressziót, valamint csökkent p–Jnk és p38 MAPK– fehérjeszintet detektáltak, amelyek a Trx–1 génterápia indukálta kardioprotekció molekuláris alapjai lehetnek. Mind a Grx–1 és Grx–2 overexpressziója védi a szívizmot az I/R indukálta károsodásokkal szemben (21, 23). Ezek alapján döntöttünk úgy, hogy megvizsgáljuk a Grx–1 génterápiás alkalmazását. Eredményeink alapján a Grx–1 génterápia csökkentette az I/R indukálta károsodásokat diabéteszes egereken (19). Kísérleteinkben cukorbeteg egerek szívébe direkt injektáltuk a Grx–1 szekvenciát kódoló adenovírust, majd négy nappal a műtét után az állatok szívét izoláltuk és 30 perc iszkémiának, valamint 120 perc reperfúziónak vetettük alá. Eredményeink szerint a Grx–1 génterápia védelmet nyújt az I/R indukálta károsodásokkal szemben diabéteszes állapotokban is. A Grx–1 terápiás csoportban jelentősen jobb posztiszkémiás bal kamra funkciót mértünk a kontroll (kezeletlen) csoporthoz viszonyítva. Továbbá a Grx–1 terápiában részesült állatok szívében kisebb infarktusos területet és alacsonyabb apoptózist detektáltunk I/R után, mint a kontrollcsoportokban. A Grx–1 génterápia megakadályozta az Ask–1, Jnk, p38 MAPK útvonal és a c–Src aktiválódást, ami arra utal, hogy a Grx–1 génterápia gátolja az I/R indukálta halál útvonal aktiválódását. Vizsgálatainkból kiderült az is, hogy a Grx–1 terápiában részesült állatok szívében aktiválódott az Akt–FoxO túlélési útvonal. Mindezek MAGAZIN

2010;XVIII(4):17–22.

2010.12.06. 12:56:54

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY mellett emelkedett HO–1 és eNOS szintet detektáltunk a kezelt állatok szívében. Nem csak az itt felsorolt néhány molekula génterápiás alkalmazásának lehet jelentősége. Gondoljunk arra, hogy a Grx–2 overexpressziója képes kivédeni a doxorubicin indukálta károsodásokat, ha ezt először kis állatokban, majd nagyobb állatokban is meg lehetne valósítani génterápiás módszerekkel, későbbi humán alkalmazása mekkora segítséget jelentene a daganatok terápiája során, mikor a doxorubicin alkalmazása lenne szükséges. A szív hypertrófia kivédésére a PICOT mutatkozik potenciális jelölt fehérjének, mivel több tanulmány is beszámolt már annak hypertrófia ellenes hatásairól. Azonban nem szabad elfelednünk azt a tényt, hogy ezek az adatok apró rágcsálókon kapott eredményeket tükröznek, továbbá azt, hogy a génterápia általában az iszkémia előtt vagy azzal egy időben történt, ami klinikai szempontból viszonylag kis jelentőséggel bír, bár a prevenció szempontjából jelentős lehet. További tanulmányok szükségesek annak érdekében, hogy kiderüljön az a tény, hogy mi történik akkor, ha ezeket a molekulákat iszkémia után adagoljuk. Az iszkémiás állapotok kezelésekor nagy szerepe lehet többek között a rekombináns humán Trx adagolásának, amelyet a szívizom képes jó arányban felvenni, akár az akut terápia részét is képezheti.

Irodalom 1. Ahsan, M. K., I. Lekli, D. Ray, J. Yodoi, and D. K. Das: Redox regulation of cell survival by the thioredoxin superfamily: an implication of redox gene therapy in the heart. Antioxid Redox Signal, 2009. 11(11): p. 2741-58. 2. Buning, H., M. U. Ried, L. Perabo, F. M. Gerner, N. A. Huttner, J. Enssle, and M. Hallek: Receptor targeting of adeno-associated virus vectors. Gene Ther, 2003. 10(14): p. 1142-51. 3. de Muinck, E. D.: Gene and cell therapy for heart failure. Antioxid Redox Signal, 2009. 11(8): p. 2025-42. 4. Diotte, N. M., Y. Xiong, J. Gao, B. H. Chua, and Y. S. Ho: Attenuation of doxorubicin-induced cardiac injury by mitochondrial glutaredoxin 2. Biochim Biophys Acta, 2009. 1793(2): p. 427-38. 5. Ema, M., K. Hirota, J. Mimura, H. Abe, J. Yodoi, K. Sogawa, L. Poellinger, and Y. Fujii-Kuriyama: Molecular mechanisms of transcription activation by HLF and HIF1alpha in response to hypoxia: their stabilization and redox signal-induced interaction with CBP/ p300. EMBO J, 1999. 18(7): p. 1905-14.

2010;XVIII(4):17–22.

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 21

MOTESZ

6. Enoksson, M., A. P. Fernandes, S. Prast, C. H. Lillig, A. Holmgren, and S. Orrenius: Overexpression of glutaredoxin 2 attenuates apoptosis by preventing cytochrome c release. Biochem Biophys Res Commun, 2005. 327(3): p. 774-9. 7. Fleury, S., R. Driscoll, E. Simeoni, J. Dudler, L. K. von Segesser, L. Kappenberger, and G. Vassalli: Helper-dependent adenovirus vectors devoid of all viral genes cause less myocardial inflammation compared with first-generation adenovirus vectors. Basic Res Cardiol, 2004. 99(4): p. 247-56. 8. Follenzi, A., L. E. Ailles, S. Bakovic, M. Geuna, and L. Naldini: Gene transfer by lentiviral vectors is limited by nuclear translocation and rescued by HIV-1 pol sequences. Nat Genet, 2000. 25(2): p. 217-22. 9. Gray, S. J. and R. J. Samulski: Optimizing gene delivery vectors for the treatment of heart disease. Expert Opin Biol Ther, 2008. 8(7): p. 911-22. 10. Hirota, K., M. Matsui, S. Iwata, A. Nishiyama, K. Mori, and J. Yodoi: AP-1 transcriptional activity is regulated by a direct association between thioredoxin and Ref-1. Proc Natl Acad Sci U S A, 1997. 94(8): p. 3633-8. 11. Hirota, K., M. Murata, Y. Sachi, H. Nakamura, J. Takeuchi, K. Mori, and J. Yodoi: Distinct roles of thioredoxin in the cytoplasm and in the nucleus. A two-step mechanism of redox regulation of transcription factor NF-kappaB. J Biol Chem, 1999. 274(39): p. 27891-7. 12. Jeong, D., H. Cha, E. Kim, M. Kang, D. K. Yang, J. M. Kim, P. O. Yoon, J. G. Oh, O. Y. Bernecker, S. Sakata, T. T. Le, L. Cui, Y. H. Lee, H. Kim do, S. H. Woo, R. Liao, R. J. Hajjar, and W. J. Park: PICOT inhibits cardiac hypertrophy and enhances ventricular function and cardiomyocyte contractility. Circ Res, 2006. 99(3): p. 307-14. 13. Jimenez, A. and A. Miranda-Vizuete: Purification and characterization of delta3Trx-1, a splicing variant of human thioredoxin-1 lacking exon 3. Protein Expr Purif, 2003. 27(2): p. 319-24. 14. Kaga, S., L. Zhan, M. Matsumoto, and N. Maulik: Resveratrol enhances neovascularization in the infarcted rat myocardium through the induction of thioredoxin-1, heme oxygenase-1 and vascular endothelial growth factor. J Mol Cell Cardiol, 2005. 39(5): p. 813-22. 15. Koneru, S., S. V. Penumathsa, M. Thirunavukkarasu, L. Zhan, and N. Maulik: Thioredoxin-1 gene delivery induces heme oxygenase-1 mediated myocardial preservation after chronic infarction in hypertensive rats. Am J Hypertens, 2009. 22(2): 16. Kumar, M., B. Keller, N. Makalou, and R. E. Sutton: Systematic determination of the packaging limit of lentiviral vectors. Hum Gene Ther, 2001. 12(15): p. 1893-905. MAGAZIN

21

2010.12.06. 12:56:54

KLINIKUM ÉS TUDOMÁNY 17. Kuster, G. M., D. R. Pimentel, T. Adachi, Y. Ido, D. A. Brenner, R. A. Cohen, R. Liao, D.A. Siwik, and W. S. Colucci: Alpha-adrenergic receptor-stimulated hypertrophy in adult rat ventricular myocytes is mediated via thioredoxin-1-sensitive oxidative modification of thiols on Ras. Circulation, 2005. 111(9): p. 1192-8. 18. Kuster, G. M., D. A. Siwik, D. R. Pimentel, and W. S. Colucci: Role of reversible, thioredoxin-sensitive oxidative protein modifications in cardiac myocytes. Antioxid Redox Signal, 2006. 8(11-12): p. 2153-9. 19. Lekli, I., S. Mukherjee, D. Ray, N. Gurusamy, Y. H. Kim, A. Tosaki, R. M. Engelman, Y. S. Ho, and D. K. Das: Functional recovery of diabetic mouse hearts by glutaredoxin-1 gene therapy: role of Akt-FoxO-signaling network. Gene Ther, 2010. 17(4): p. 478-85. 20. Lillig, C. H., M. E. Lonn, M. Enoksson, A. P. Fernandes, and A. Holmgren: Short interfering RNA-mediated silencing of glutaredoxin 2 increases the sensitivity of HeLa cells toward doxorubicin and phenylarsine oxide. Proc Natl Acad Sci U S A, 2004. 101(36): p. 13227-32. 21. Malik, G., N. Nagy, Y. S. Ho, N. Maulik, and D. K. Das: Role of glutaredoxin-1 in cardioprotection: an insight with Glrx1 transgenic and knockout animals. J Mol Cell Cardiol, 2008. 44(2): p. 261-9. 22. Murata, H., Y. Ihara, H. Nakamura, J. Yodoi, K. Sumikawa, and T. Kondo: Glutaredoxin exerts an antiapoptotic effect by regulating the redox state of Akt. J Biol Chem, 2003. 278(50): p. 50226-33. 23. Nagy, N., G. Malik, A. Tosaki, Y. S. Ho, N. Maulik, and D. K. Das: Overexpression of glutaredoxin-2 reduces myocardial cell death by preventing both apoptosis and necrosis. J Mol Cell Cardiol, 2008. 44(2): p. 252-60. 24. Nishida, K. and K. Otsu: The role of apoptosis signal-regulating kinase 1 in cardiomyocyte apoptosis. Antioxid Redox Signal, 2006. 8(9-10): p. 1729-36. 25. O’Donnell, J. M. and E. D. Lewandowski: Efficient, cardiac-specific adenoviral gene transfer in rat heart by isolated retrograde perfusion in vivo. Gene Ther, 2005. 12(12): p. 958-64. 26. Palomeque, J., E. R. Chemaly, P. Colosi, J. A. Wellman, S. Zhou, F. Del Monte, and R. J. Hajjar: Efficiency of eight different AAV serotypes in transducing rat myocardium in vivo. Gene Ther, 2007. 14(13): p. 989-97. 27. Raake, P., G. von Degenfeld, R. Hinkel, R. Vachenauer, T. Sandner, S. Beller, M. Andrees, C. Kupatt, G. Schuler, and P. Boekstegers: Myocardial gene transfer by selective pressure-regulated retroinfusion of coronary

22

Motesz Magazin 2010 december OK.indd 22

MOTESZ

veins: comparison with surgical and percutaneous intramyocardial gene delivery. J Am Coll Cardiol, 2004. 44(5): p. 1124-9. 28. Rissanen, T. T. and S. Yla-Herttuala: Current status of cardiovascular gene therapy. Mol Ther, 2007. 15(7): p. 1233-47. 29. Samuel, S. M., M. Thirunavukkarasu, S. V. Penumathsa, S. Koneru, L. Zhan, G. Maulik, P. R. Sudhakaran, and N. Maulik: Thioredoxin-1 gene therapy enhances angiogenic signaling and reduces ventricular remodeling in infarcted myocardium of diabetic rats. Circulation, 2010. 121(10): p. 1244-55. 30. Tao, L., E. Gao, N. S. Bryan, Y. Qu, H. R. Liu, A. Hu, T. A. Christopher, B. L. Lopez, J. Yodoi, W. J. Koch, M. Feelisch, and X. L. Ma: Cardioprotective effects of thioredoxin in myocardial ischemia and reperfusion: role of S-nitrosation [corrected]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2004. 101(31): p. 11471-6. 31. Turoczi, T., V. W. Chang, R. M. Engelman, N. Maulik, Y. S. Ho, and D. K. Das: Thioredoxin redox signaling in the ischemic heart: an insight with transgenic mice overexpressing Trx1. J Mol Cell Cardiol, 2003. 35(6): p. 695-704. 32. Urata, Y., Y. Ihara, H. Murata, S. Goto, T. Koji, J. Yodoi, S. Inoue, and T. Kondo: 17Beta-estradiol protects against oxidative stress-induced cell death through the glutathione/glutaredoxin-dependent redox regulation of Akt in myocardiac H9c2 cells. J Biol Chem, 2006. 281(19): p. 13092-102. 33. Vinge, L. E., P. W. Raake, and W. J. Koch: Gene therapy in heart failure. Circ Res, 2008. 102(12): p. 1458-70. 34. Williams, M. L. and W. J. Koch: Viral-based myocardial gene therapy approaches to alter cardiac function. Annu Rev Physiol, 2004. 66: p. 49-75. 35. Zhao, J., G. J. Pettigrew, J. Thomas, J. I. Vandenberg, L. Delriviere, E. M. Bolton, A. Carmichael, J. L. Martin, M. S. Marber, and A. M. Lever: Lentiviral vectors for delivery of genes into neonatal and adult ventricular cardiac myocytes in vitro and in vivo. Basic Res Cardiol, 2002. 97(5): p. 348-58. Levelezési cím Dr. Tósaki Árpád tanszékvezető egyetemi tanár DE OEC Gyógyszerésztudományi Kar Gyógyszerhatástani Tanszék Debrecen 4032, Nagyerdei krt. 98. Tel.:/Fax: (52) 255 586 E–mail: [email protected]

MAGAZIN

2010;XVIII(4):17–22.

2010.12.06. 12:56:54