Contract nr: 60/2005

Contract nr: 60/2005

Denumirea Proiectului RO: Efectul cadmiului asupra biomembranelor. Implicatii in apoptoza - APOCAD

Denumirea Proiectului ENG: The influence of cadmium on the epithelial Na+ channel. Implication in apoptosis - APOCAD

Perioada: 2005-2008

Contractor: Centrul International de Biodinamica Reprezentant autorizat: Director CSI Xx.Xxxxxxxxx Xxxxx Director de proiect : Xx.Xxxx Xxxxxxx

Partener 1: Universitatea Medicina si Farmacie Xxxxx Xxxxxxx, Bucuresti Partener 2: Universitatea Bucuresti, Facultatea de Biologie

Partener 3: Universitatea Babes –Bolyai Cluj, Facultatea de Biologie

REZUMATUL PROIECTULUI

Proiectul „Efectul cadmiului asupra biomembranelor. Implicatii in apoptoza” si-a propus studiul efectului cadmiului asupra biomembranelor celulelor renale. Am analizat aceste efecte in celule renale de cultura, in speta in celulele A6, care reprezinta o linie imortalizata izolata din nefronul distal al broastei cu gheare Xenopus laevis. Mai mult, prin faptul ca proiectul a generat colaborari ulterioare bilaterale intre Flandra, Belgia si Romania am avut oportunitatea unor studii pe celule renale umane in Facultatea de Medicina a universitatii de Antwerpen.

Proiectul s-a desfasurat prin participarea a trei grupuri cu experienta in domeniul studiilor biomembranelor celulare si artificiale.

Grupul de la Facultatea de Medicina si Farmacie Xxxxx Xxxxxxx, Catedra de Biofizica a urmarit efectele cadmiului la nivelul membranelor lipidice membranare bistraturilor lipidice membranare. La Facultatea de Biologie Universitatea Bucuresti s-au realizat studii ale structurii 3D a proteinei studiate (canalul epitelial de Na+) in timp ce Facultatea de Biologie, Universitatea Babes–Bolyai a furnizat informatii despre secventa canalului epitelial de Na+ si mutatiile punctiforme care se pot realiza prin comparatia secventei ENaC cu cele alte altor proteine din aceeasi familie.

In prima faza a proiectului, la care au participat partenerii de la Centrul International de Biodinamica, Universitatea Bucuresti si Universitatea Babes-Bolyai din Cluj si pe s-au evaluat potentialele interactiuni intre celulele renale si anumite metale grele. Etapa a constat in alcatuirea unui review al literaturii din domeniu referitoare la efectele metalelelor grele asupra functiilor renale, transportul epitelial in celulele renale si descrierea canalului epitelial de Na+ (ENaC), proteina studiata in acest proiect.

Experimentele preliminare au demonstrat faptul ca intr-adevar canalul epitelial de Na+ din celulele renale este sensibil la actiunea metalelor grele si reactioneaza diferit.

Etapa a doua a proiectului s-a concentrat asupra masuratorilor electrofiziologice a canalului epitelial de Na+ si a vizat stabilirea protocoalelor experimentale in scopul studiului efectelor metalelor grele asupra bistratului lipidic. Prin metoda dinamicii moleculare s-a prezentat un model 3D al canalului epitelial de Na+.

In etapa a treia a proiectului am studiat efectele metalelor grele asupra membranelor artificiale: bistrat lipidic si senzori pe care s-au depus lipozomi. Am propus, pentru prima data, studii cu metoda rezonantei plasmonilor de suprafata (SPR), a interactiunii dintre metale grele si inhibitori specifici ai canalului de Na+, dintre metale grele si bistratul lipidic.

Etapa a patra a constat in concentrarea studiului pe efectul cadmiului asupra canalului epitelial de Na+. Prin aceasta etapa am evaluat afinitatea Cd2+ pentru ENaC, competitia de legare cu Na+ si inhibitorul specific al canalului (amilorida) precum si interactia Cd2+ cu bistratul lipidic membranar..

In etapa a cincea am investigat metodelor de exprimare heteroloaga ale ENaC in oocite de X. laevis. De asemeni amabordat efectul apoptotic al Cd2+ la nivel celular. Au participat in desfasurarea acestei etape echipele de la Centrul International de Biodinamica si Universitatea de Medicina si Farmacie Xxxxx Xxxxxxx.

In etapa a sasea, prin exprimarea canalului in ovocite de Xenopus laevis am investigat efectul Cd2+ asupra ENaC-ului si iar prin mutageneza directionata si modelare moleculara am analizat locul de legare legare al metalului. Experimente preliminare de mutageneza dirijita s- au realizat la Universitatea Babes-Bolyai din Cluj, exprimarea mutantilor in ovocite si experimentele de electrofiziologie in Centrul International de Biodinamica, iar structura 3D a proteinei s-a investiga la Universitatea Bucuresti, Facultatea de Biologie.

In etapa a saptea am abordat problemele de efecte cumulate ale metalelor grele. Pe baza datelor din literatura care sustin de exemplu ca Zn inhiba efectul apoptotic al Cd, iar Fe il potenteaza vom face investigatii electrofiziologice ale mai multor metale aflate in solutie si vom analiza efectul acestora asupra biomembranelor celulelor renale