Analiza proteomu osteoblastów stymulowanych nowym kompozytem HAp-glukan przy wykorzystaniu metody mikromacierzy białkowych

• Autorzy: Sawiniec J. , Borkowski K. , Malewski T. , Ginalska G.

Warianty tytułu

EN

Proteomic analysis of osteoblasts stimulated with new HAp-glucan composte by using the protein microarrays method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Hydroksyapatyt (HAp) jest uznanym materiałem kościozastępczym, jednakże jego szerokie zastosowanie w chirurgii i ortopedii ograniczone jest poprzez jego niską poręczność chirurgiczną. Wytworzenie połączenia HAp-polimer organiczny prowadzi do uzyskania biomateriału o korzystniejszych właściwościach. Zastosowanie kliniczne nowego kompozytu musi być poprzedzone jego kompleksowymi badaniami molekularnymi, zarówno na poziomie transkryptomu jak i proteomu. Szczególnie ważne jest określenie zmian jakie może on wywołać na szlakach apoptozy, nekrozy czy też karcynogenezy. Zaproponowana przez nas nowoczesna technika mikromacierzy białkowych pozwala na jednoczesną ocenę zmian stężenia wielu białek biorących czynny udział w ważnych szlakach metabolicznych. Celem naszych doświadczeń było porównanie wpływu granulatu HAp i kompozytu HAp-glukan na zmiany zachodzące w stężeniu różnych białek osteoblastów. Za wyniki istotne funkcjonalnie przyjęto te oznaczenia, w których stosunek pomiędzy poziomem białek w osteoblastach stymulowanych HAp w porównaniu do biokompozytu był około dwukrotnie zmieniony. Nasze badania wykazały, że poziomy ponad 90. procent białek nie uległy istotnym statystycznie zmianom. Wyraźne zmiany obserwowano w grupie białek regulujących szlaki apoptozy. Szczególnie znamienny był wzrost poziomu białka AKT (anti-protein kinase B@alpha;) oraz obniżenie poziomu białka PTEN (phosphatase and tensin homolog) w osteoblastach stymulowanych nowym kompozytem. Obydwa te efekty mogą być odpowiedzialne za zwiększenie zdolności komórek stymulowanych nowym kompozytem HAp-glukan do migracji i zasiedlania ubytków kostnych.

EN

Hydroxyapatite (HAp) is well known as a bone-replacement material, but its widespread use in orthopedic and surgery is limited by its poor surgical handiness. To overcome this problem, Hap is frequently combined with organic polymers. The clinical use of new designed hydroxyapatite-glucan composite should be preceded by its complex tests on transcriptome and proteome level to find and identify changes that may trigger the pathways of apoptosis, necrosis or carcinogenesis. The effective tool, such the protein microarray technology enables simultaneous assessment of changes in concentrations of many proteins involved in the important metabolic pathways. The aim of our study was to compare the changes in the concentration of different osteoblast proteins caused by granular HAp or HAp-glucan composite stimulation. The proteins were assessed as functionally significant, when the ratio between the level of protein in cells stimulated with Hap compared to the cells stimulated with the Hap-glukan composite was changed @ge;2-fold. Our study showed that the levels of over 90 % of proteins were not statistically changed. The significant changes were observed in the group of proteins that were responsible for regulation of apoptosis pathways. The increase of level of AKT (Anti-Protein Kinase B@alpha;) and the decrease of level of PTEN (Phosphatase and Tensin Homolog) in osteoblasts stimulated with the Hap-glukan composite may lead to enhancement of cell survival and migration.

Słowa kluczowe

PL

mikromacierze białkowe; hydroksyapatyt; PTEN; szlaki sygnałowe

EN

protein microarrays; hydroxyapatite; PTEN; cell signalling pathways

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 4
• Strony: 769--772
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Sawiniec J.

autor

Borkowski K.

autor

Malewski T.

autor

Ginalska G.

• Uniwersytet Medyczny w Lublinie, Katedra i Zakład Biochemii i Biotechnologii, ul. W. Chodźki 1, 20-093 Lublin,

Bibliografia

• [1] Hench L.L.: Bioceramics. J. Am. Ceram. Soc., 81, 7, (1998), 1705-1728.
• [2] Mehlisch D.R., Leider A.S., Roberts W.E.: Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol., 70, 6, (1990), 685-92.
• [3] TenHuisen K.S., Martin R.I., Klimkiewicz M., Brown P.W.: J. Biomed. Mater. Res., 29, 7, (1995), 803-10.
• [4] TenHuisen K.S., Brown P.W.: J. Biomed. Mater. Res., 28, 1, (1994), 27-33.
• [5] Belcarz A., Ginalska G., Zima A., Polkowska I., Ślósarczyk A., Szyszkowska A.: Engineering of Biomaterials, 12, 88, (2009), 14-18.
• [6] Sawiniec J., Borkowski K., Paluszkiewicz P.: Annales UMCS, 21, 1, (2008), 85-89.
• [7] Ghobrial I.M., McCormick D.J., Kaufmann S.H., Leontovich A.A., Dai N.T., Krajnik K.L., Stenson M.J., Melhem M.F. Novak A.J., Ansell S.M. Witziq T.E.: Blood, 105, 9, (2005), 3722-30.
• [8] Smith L., Watson M.B., O’Kane S.L., Drew P.J., Lind M.J., Cawkwell L.: Mol. Cancer Ther., 5, 8, (2006), 2115-20.
• [9] Sawiniec J., Borkowski K., Borkowska A., Malewski T., Przekora A., Ginalska G.: Annales UMCS, DDD, Pharmacia, 23, 2, (2010), 27-33.
• [10] Simpson L., Parsons R.: Exp. Cell Res., 264, (2001), 29-41.
• [11] Besson, A., Robbins S.M., Wee Yong V.: Eur. J. Biochem., 263, (1999), 605-611.