Informacije o fakultetu

Uloga unutarstaničnog života Francisella tularensis u patogenezi eksperimentalne tularemije
 
Akronim: FRANCYCLE

 

 
hrzz_logo_2017.png
 

Financiranje: Hrvatska zaklada za znanost
Trajanja projekta: 2017. do 2021.
Iznos financiranja: 915.000,00 HRK
 

Projektni tim

Voditeljica projekta: 
Prof.dr.sc. Marina Šantić, Zavod za mikrobiologiju i parazitologiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci 
 
Suradnici
Prof.dr.sc. Maja Abram, Zavod za mikrobiologiju i parazitologiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci 
dr.sc. Mateja Ožanič, Zavod za mikrobiologiju i parazitologiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci 
Mirna Mihelčić, dr. vet. med., Zavod za mikrobiologiju i parazitologiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci  
Valentina Marečić, Zavod za mikrobiologiju i parazitologiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
Izv.prof.dr.sc. Sanja Štifter, Zavod za opću patologiju i patološku anatomiju, Medicinski fakultet Sveučilišta u Rijeci
Prof.dr.sc. Jiri Stulik, Vojni institut, Fakultet vojnih medicinskih znanosti, Hradec Kralove, Češka
Dr.sc. Marek Link, Vojni institut, Fakultet vojnih medicinskih znanosti, Hradec Kralove, Češka
Prof.dr.sc. Anders Sjostedt, Sveučilšte u Umei, Medicinski fakultet, Centar za molekularnu infektologiju, Umea, Švedska-konzultant
 
Sažetak:
Francisella tularensis je gram-negativna, visoko infektivna, fakultativno unutarstanična bakterija koja, u životinja i ljudi, uzrokuje tularemiju. Rod Francisella čini pet vrsta: F. tularensis, F. philomiragia, F. hispaniensis, F. noatunensis i F. novicida. Dvije podvrste F. tularensis, subsp. tularensis (Tip A) i subsp. holarctica (Tip B) najčešći su uzročnici bolesti u ljudi. Uzimajući u obzir način širenja i visoku infektivnost, Američki Centar za kontrolu i prevenciju bolesti je svrstao obje podvrste, F. tularensis subsp. tularensis i F. tularensis subsp. holarctica, u skupinu 1 bioloških agensa. Živi vakcinalni soj F. tularensis (engl. Live Vaccine Strain, LVS), dobiven je od virulentnog soja subsp. holarctica. Iako neinfektivan za čovjeka, LVS je visoko virulentan za miša, stoga je idealan za proučavanje čimbenika virulencije F. tularensis. No, nije vjerojatno da će LVS postati licencirano cjepivo obzirom da nema genetskog objašnjenja za atenuaciju ovog soja. Otkrivanje molekularnih i staničnih mehanizama unutarstaničnog života F. tularensis  neophodno je kako za razumijevanje patogeneze tularemije, tako i razvoj novih lijekova i cjepiva u cilju što uspješnijeg nadzora nad infekcijom. Unutarstanični život F. tularensis je jedinstven u odnosu na druge unutarstanične bakterije. Za razliku od fagosoma s inertnim česticama, koji se spaja s lizosomom u roku od nekoliko minuta nakon internalizacije, fagosom koji sadrži francizelu (FCP - Francisella containing phagosome) zaustavljen je u fazi kasnog nezakiseljenog endosoma, nakon čega slijedi postupni bakterijski izlazak u citosol. Mehanizmi kojima Francisella manipulira staničnim organelama nije razjašnjen. Očito je da Francisella kruži kroz različite unutarstanične odjeljke; FCP i vakuolu koja sadrži francizelu (FCV – Franicisella containing vacuole). Zbog važnosti ovih staničnih odjeljaka u uspostavi i održavanju infekcije, po prvi put ćemo izolirati fagosom i vakuolu u kojima se nalazi Francisella. Ovo je potpuno novi pristup u razumijevanju njihove uloge u unutarstaničnom životu  francizela. Nadalje, FCP i FCV ćemo analizirati tijekom njihovog sazrijevanja koristeći kvalitativnu proteomiku sa ciljem uočavanja razlika u proteinskom sastavu. Dodatno, pretpostavljamo da se značajni dio interakcije sa citosolom domaćina ostvaruje putem autofagije. Moguće je da, u kasnijoj fazi infekcije, Francisella oblikuje oštećenu FCV u autofagnu vakuolu. U predloženom projektu, upravo s ovog gledišta istražit ćemo francizelom-induciranu autofagiju. Brojna su istraživanja usredotočena na dio bakterijskog genoma poznatijem kao Francizela patogeni otok (FPO). Neke FPO mutante pokazuju jednoobrazan fenotip karakteriziran nemogućnošću bijega iz fagosoma, izostankom unutarstanične replikacije te gubitkom virulencije in vivo. Mutante vakcinalnog soja LVS (pdpC) i visoko virulentnog soja F. tularensis subsp. tularensis (SCHU S4) pokazuju slabu unutarstaničnu replikaciju, no izražene druge citopatične učinke; jedinstveni fenotip koji se razlikuje od onog u mutanti T6SS i svih drugih FPO mutanti. Još neobjavljeni rezultati naših istraživanja pokazuju da se pdpE mutanta replicira u stanici jednako dobro kao i divlji soj, ali pokazuje različitu kolokalizaciju s unutarstaničnim biljezima te interakciju s autofagosomom. Želimo dokazati da su FPO proteini (PdpC, IglC, IglI, PdpE i IglG) koji su efektori tipa VI sekrecijskog sustava uključeni u regulaciju procesa autofagije. Autofagija se smatra jednim od efektorskih mehanizama urođene imunosti protiv unutarstaničnih bakterija. Dokazana je mogućnost moduliranja autofagije posredstvom određenih citokina, ali i obrnuto, utjecaja autofagije na lučenje proupalnih citokina. Podaci o ulozi autofagije u regulaciji citokinske mreže tijekom tularemije su još uvijek rijetki i proturječni. Stoga bi naša daljnja istraživanja, posebno u modelu Atg5 transgeničnih miševa, trebala pridonijeti boljem razumijevanju autofagije kao imunom odgovoru na infekciju francizelom. Mladi znanstvenici koji sudjeluju u projektu će dobiti izvrsnu mogućnost za stjecanje novih znanja i vještina u području bakterijske patogeneze što će im omogućiti pokretanje vlastitih istraživačkih projekata. Očekivani rezultati doprinijet će rasvjetljavanju patogeneze tularemije te pridonijeti razvoju novih terapijskih i specifičnih preventivnih strategija baziranih na autofagiji.

Publikacije: 
Marecic V, Shevchuk O, Ozanic M, Mihelcic M, Steinert M, Jurak Begonja A, Abu Kwaik Y, Santic M. Isolation of F. novicida-Containing Phagosome from Infected Human Monocyte Derived Macrophages. Front Cell Infect Microbiol. 2017 Jul 5;7:303. Q1
Fabrik I, Link M, Putzova D, Plzakova L, Lubovska Z, Philimonenko V, Pavkova I, Rehulka P, Krocova Z, Hozak P, Santic M, Stulik J. The Early Dendritic Cell Signaling Induced by Virulent Francisella tularensis Strain Occurs in Phases and Involves the Activation of Extracellular Signal-Regulated Kinases (ERKs) and p38 In the Later Stage. Mol Cell Proteomics. 2018 Jan;17(1):81-94. Q1
Spidlova P, Stojkova P, Dankova V, Senitkova I, Santic M, Pinkas D, Philimonenko V, Stulik J. Francisella tularensis D-Ala D-Ala Carboxypeptidase DacD Is Involved in Intracellular Replication and It Is Necessary for Bacterial Cell Wall Integrity. Front Cell Infect Microbiol. 2018 Apr 10;8:111. Q1
 
Pozvana predavanja:
Šantić Marina. Isolation of F. novicida-containing phagosome from infected human monocyte derived macrophages. CEFORM. Keszthely, Mađarska, 19-21.10.2017.
Šantić Marina. Being alerted: Francisella tularensis and the pathogenesis of tularemia. Prvi hrvatski kongres o biosigurnosti i biozaštiti. Zagreb, Hrvatska, 7-9.12.2017.
 
Usavršavanja:
Mirna Mihelčić. Znanstveno usavršavanje, 08.-22.07.2017., INSERM Lion, Francuska.
Valentina Marečić. Znanstveno usavršavanje, Erasmus+ , 01.-30.06.2017., Faculty of Military Health Sciences, Hradec Kralove, Češka.
Mateja Ožanič. Znanstveno usavršavanje, 24.10.2017.-24.11.2017., Institute of Molecular Genetics, Prag, Češka.
Marina Šantić. ERASMUS+ razmjena nastavnog osoblja, 20.-24.11.2017. Fakultet zdravstvenih studija, Tartu, Estonija.
Marina Šantić, Tečaj za rad u BSL2 i BSL 3 uvjetima. 16.-18.04.2018. Kopenhagen, Danska