VEGA 2/0143/17

Diastolická funkcia ryanodínového receptora a tvorba arytmogénnych vápnikových vĺn        

Vedúci projektu: Alexandra Zahradníková (2017), Alexandra Zahradníková, ml. (2018-2019)

Trvanie: január 2017 – december 2019
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava (2017), Ústav experimentálnej endokrinológie BMC SAV, Bratislava (2018-2019)

Anotácia:

Pri niektorých typoch civilizačne a geneticky podmienených arytmií dochádza v srdcových myocytoch počas diastoly k anomálnemu uvoľňovaniu vápnika a k tvorbe vápnikových vĺn, ktoré iniciujú srdcové arytmie. Správna diastolická funkcia systému vápnikovej homeostázy zahŕňa reguláciu diastolického uvoľňovania vápnika prostredníctvom ryanodínových receptorov. Anomálne uvoľňovanie vápnika nie je z hľadiska vzniku vápnikových vĺn dostatočne objasnené. Zameriame sa na určenie vzťahov medzi lokalizáciou diád ako miest uvoľňovania vápnika a tvorbou vápnikových vĺn a ich vývoj počas maturácie a fyziologickej hypertrofie myocytov. Výstupom projektu bude lepšie pochopenie faktorov riadiacich vápnikovú homeostázu v srdcových myocytoch a ich narušenie pri tvorbe vápnikových vĺn.

Kľúčové slová:

Myokard, myocyt, vápniková homeostáza, vápniková signalizácia, ryanodínový receptor, super- rozlišovacia STED mikroskopia, matematické modelovanie

Ciele:

Celkovým cieľom projektu je charakterizovať reguláciu diastolickej aktivity RyR v priebehu ontogenézy a fyziologickej hypertrofie. Na dosiahnutie tohto cieľa sme si vytýčili nasledovné špecifické ciele:

  • Získať kvantitatívne údaje o tvorbe vápnikových vĺn počas maturácie a fyziologickej hypertrofie kardiomyocytov a možnostiach ich farmakologického ovplyvnenia.
  • Získať kvantitatívne údaje o lokalizácii a prostredí diád – miest uvoľňovania vápnika v priebehu maturácie a fyziologickej hypertrofie kardiomyocytov.
  • Pomocou matematického modelovania riešiť vzťah lokalizácie a prostredia diád k náchylnosti myocytov k
    tvorbe vápnikových vĺn.

Publikácie:

Eur Biophys J Iaparov B, Moskvin AS, Zahradnik I, Zahradnikova A (2019): Stochastic and deterministic approaches to modelling calcium release in cardiac myocytes at different spatial arrangements of ryanodine receptors. Eur Biophys J 48: 579–584 doi: 10.1007/s00249-019-01378-z.
PLoSOne Skrabanek P, Zahradnikova A Jr (2019): Automatic assessment of the cardiomyocyte development stages from confocal microscopy images using deep convolutional networks. PLoS One 14: e0216720, doi: 10.1371/journal.pone.0216720.
FrontiersPhysiol Cagalinec M, Zahradnikova A, Zahradnikova A Jr, Kovacova D, Paulis L, Kurekova S, Hotka M, Pavelkova J, Plaas M, Novotova M, Zahradnik I (2019). Calcium signaling and contractility in cardiac myocyte of wolframin deficient rats. Front Physiol 10: 172, doi: 10.3389/fphys.2019.00172.
FrontiersPhysiol Faltinova A, Tomaskova N, Antalik M, Sevcik J, Zahradnikova A (2017). The N-terminal region of the ryanodine receptor affects channel activation. Front Physiol 8: 443.