Molekuláris Immunológia és Toxikológia osztály (MITO)

KUTATÁS

A cisztein metabolizmusáért felelős transzszulfurációs utak átprogramozása növekvő figyelmet kapott a daganatsejtek biológiájában, módosult működésüket több olyan daganattípusban is megfigyelték, amelyek rosszul reagálnak a hagyományos kezelési módokra, illetve nem létezik rájuk modern, célzott terápiás eljárás. A folyamat kulcsenzimei a rákos sejtek megnövekedett cisztein-igényének ellátása mellett olyan reaktív kénszármazékokat (RSS) állítanak elő, mint a kénhidrogén (H₂S) vagy a perszulfid részecskék (R-SSH), amelyek számos tumorképződést és progressziót érintő funkció szabályozásáért felelősek. Szerepüket feltárták többek között az oxidatív stressz elleni védelemben, a mitokondriális energiatermelésben, hipoxiában, a jelátviteli fehérjék aktivitásának módosításában illetve a metasztázisok kialakulásában is. A Molekuláris Immunológia és Toxikológia Osztályon (MITO) végzett kutatásaink fókuszpontja ezeknek a komplex hatásoknak a részletes, molekuláris szintű vizsgálata, új terápiás célpontok azonosítása érdekében.

Kutatócsoportunk az Országos Onkológiai Intézetben működő Nemzeti Tumorbiológiai Laboratórium aktív résztvevője, a program sikeréhez rangos nemzetközi folyóiratban megjelent közleményekkel járultunk hozzá.

Az osztály Biokémiai részlegén kollaborációban az Intézet járó- és fekvőbeteg osztályaival klinikai kutatásokat végzünk.

BETEGELLÁTÁS

Osztályunkon túlnyomó részt kutatómunka folyik, azonban diagnosztikai célú méréseket is végzünk az osztály Biokémiai részlegén:

• Farmakokinetikai célból és a mellékhatások előrejelzésére metotrexát plazma-koncentrációjának meghatározása.

• DPD enzim aktivitásának mérése 5-FU kezelés mellékhatásainak előrejelzésére.

• Hormonok, tumormarkerek, katekolaminok és kemokinek szintjének monitorozása ELISA, HPLC és RIA módszerekkel.

• Jelenleg kísérleti fázisban van különböző tumor és biológiai markerek meghatározása, amelyeket validálás után szeretnénk beilleszteni a diagnosztikába és a betegellátásba.

MUNKATÁRSAK

Munkatársaink tapasztalt vegyészek és biológusok, akik együtt dolgoznak multidiszciplináris projekteken.

• Dr. Nagy Péter, DSc, PhD, tudományos igazgató, tudományos osztályvezető
  Önéletrajz
  Publikációs lista
  Elérhetőség: peter.nagy@oncol.hu   (1)-224-8600 / 1170 vagy 3644

• Lénárt Zsuzsanna, BSc, adminisztrátor
  Elérhetőség: lenart.zsuzsanna@oncol.hu    (1)-224-8600 / 2170

• Czikora Ágnes, PhD, biológus

• Ditrói Tamás, PhD, vegyész

• Ditróiné Dóka Éva, PhD, vegyész

• Domán Andrea, PhD, vegyészmérnök

• Erdélyi Katalin, PhD, biológus

• Garai Dorottya, PhD, biológus

• Gyöngy Zsuzsanna, PhD, biológus

• Lopata Anna, PhD, biomérnök

• Borbényi-Galambos Klaudia, MSc, biológus, PhD hallgató

• Somodi Laura, PhD, biológus

• Szántó Noémi, MSc, vezető laboratóriumi asszisztens

• Hakl Annamária, MSc, laboratóriumi asszisztens

• Jurányi Eszter Petra, PhD hallgató

• Szatmári Réka Zsuzsanna, PhD hallgató

• Dörgő Daniella, MSc hallgató

• Kerényi Kornél, BSc hallgató

PUBLIKÁCIÓINK

Válogatott közlemények

K Borbényi-Galambos, Á Czikora, K Erdélyi, P Nagy
Versatile roles of cysteine persulfides in tumor biology
Current Opinion in Chemical Biology (2024) 79, 102440.

A Domán, É Dóka, D Garai, V Bogdándi, G Balla, J Balla, P Nagy
Interactions of reactive sulfur species with metalloproteins
Redox Biology (2023) 60, 102617.

Á Czikora, K Erdélyi, T Ditrói, N Szántó, EP Jurányi, S Szanyi, J Tóvári, T Strausz, P Nagy
Cystathionine β-synthase overexpression drives metastatic dissemination in pancreatic ductal adenocarcinoma via inducing epithelial-to-mesenchymal transformation of cancer cells
Redox Biology (2022) 57, 102505.

K Erdélyi, T Ditrói, HJ Johansson, Á Czikora, N Balog, L Silwal-Pandit, T Ida, J Olasz, D Hajdú, Z Mátrai, O Csuka, K Uchida, J Tóvári, O Engebraten, T Akaike, AL Børresen Dale, M Kásler, J Lethiö, P Nagy
Reprogrammed transsulfuration promotes basal-like breast tumor progression via realigning cellular cysteine persulfidation
Proceedings of the National Academy of Sciences (2021) 118(45), e2100050118.

V Bogdándi, T Ditrói, IZ Bátai, Z Sándor, M Minnion, A Vasas, K Galambos, P Buglyó, E Pintér, M Feelisch, P Nagy
Nitrosopersulfide (SSNO−) Is a Unique Cysteine Polysulfidating Agent with Reduction-Resistant Bioactivity
Antioxidants & Redox Signaling (2020) 33(18), 1277-1294.

P Nagy, É Dóka, T Ida, T Akaike
Measuring reactive sulfur species and thiol oxidation states: Challenges and cautions in relation to alkylation-based protocols
Antioxidants & Redox Signaling (2020) 33(16), 1174-1189.

É Dóka, T Ida, M Dagnell, Y Abiko, NC Luong, N Balog, T Takata, B Espinosa, A Nishimura, Q Cheng, Y Funato, H Miki, JM Fukuto, JR Prigge, EE Schmidt, ESJ Arnér, Y Kumagai, T Akaike, P Nagy
Control of protein function through oxidation and reduction of persulfidated states
Science Advances (2020) 6(1), eaax8358.

T Ditroi, A Nagy, D Martinelli, A Rosta, V Kožich, P Nagy
Comprehensive analysis of how experimental parameters affect H2S measurements by the monobromobimane method
Free Radical Biology and Medicine (2019) 136, 146-158.

V Bogdándi, T Ida, TR Sutton, C Bianco, T Ditrói, G Koster, HA Henthorn, M Minnion, JP Toscano, A van der Vliet, MD Pluth, M Feelisch, JM Fukuto, T Akaike, P Nagy
Speciation of reactive sulfur species and their reactions with alkylating agents: do we have any clue about what is present inside the cell?
British Journal of Pharmacology (2019) 176(4), 646-670.

D Garai, BB Ríos-González, PG Furtmüller, JM Fukuto, M Xian, J López-Garriga, C Obinger, P Nagy
Mechanisms of myeloperoxidase catalyzed oxidation of H2S by H2O2 or O2 to produce potent protein Cys-polysulfide-inducing species
Free Radical Biology and Medicine (2017) 113, 551-563.

Könyvfejezetek

D Garai, Z Pálinkás, J Balla, AJ Kettle, P Nagy
Measurements for sulfide-mediated inhibition of myeloperoxidase activity
In: Bełtowski J. (eds) Vascular Effects of Hydrogen Sulfide. Methods in Molecular Biology, vol 2007. Humana, New York, NY (2019) 179-203.

É Dóka, ESJ Arnér, EE Schmidt, P Nagy
ProPerDP, a Protein Persulfide Detection Protocol
In: Bełtowski J. (eds) Vascular Effects of Hydrogen Sulfide. Methods in Molecular Biology, vol 2007. Humana, New York, NY (2019) 51-77.

C Kevil, MM Cortese-Krott, P Nagy, M Feelisch, Cs Szabo
Cooperative interactions between NO and H2S: chemistry, biology, physiology, pathophysiology
Nitric Oxide Biology and Pathobiology 3rd Edition Ignarro L.J., Ed. Elsevier: (2017) 57-83 Invited chapter.

P Nagy
Mechanistic Chemical Perspective of Hydrogen Sulfide Signaling
Methods in Enzymology, Hydrogen Sulfide in Redox Biology Part A & B (2015) 554, 3-29. Invited chapter.

ALKALMAZOTT TECHNIKÁK ÉS MŰSZEREK

Metabolomika és proteomika (HPLC-MS/MS)

Enzimaktivitás, metabolitok, reaktív kénszármazékok meghatározása, stabil izotópos nyomjelzéséses fluxomikai mérések folyadékkromatográffal kapcsolt tandem tömegspektrometriával.

• Thermo Scientific LTQ XL lineáris ioncsapdás tömegspektrométer, Thermo Scientific Vanquish UHPLC készülék

• Thermo Scientific Q Exactive Focus orbitrap tömegspektrométer, Thermo Scientific Vanquish UHPLC készülék

• Thermo Scientific UltiMate 3000 HPLC fluoreszcens detektorral

Shotgun és célzott bottom-up proteomikai mérések

• Thermo Scientific Exploris 240 orbitrap tömegspektrométer, Thermo Scientific Ultimate 3000 nanoUHPLC, Thermo Scientific EASY-nLC II nano HPLC

Áramlási citometria

Áramlási citométer segítségével szuszpenzióban lévő sejteket vizsgálhatunk több ezer sejt/másodperc sebességgel.

• Beckman Coulter CytoFlex SRT sejt szorter

• Cytek Northern Lights spektrális áramlási citométer

Áramlási citometria alkalmazási lehetőségei:

• Fehérje expresszió vizsgálat (fluorofórral konjugált antitestek alkalmazásával)

• Sejtek immunfenotipizálása

• Sejtciklus és DNS tartalom analízis

• Sejtek életképességének meghatározása

• FRET (Förster Resonance Energy Transfer): fehérjék egymáshoz viszonyított távolságának vizsgálata

• Intracelluláris paraméterek mérése specifikus fluorofórokkal: ionkoncentrációk, membránpotenciál, intracelluláris enzimaktivitás, oxidációs állapot

• Kinetikai mérések

• Multiplex bead analízis (sejtek felülúszójából citokinek mennyiségi meghatározása)

• Sejtek szeparálása (FACS: fluorescence activated cell sorting): azonos fluoreszcenciás paraméterekkel rendelkező sejtek elválasztása, egysejtes klónok szelektálása

Sejt- és szövettenyésztés

Daganatos primer és metasztatikus humán sejtvonalak tenyésztése és vizsgálata (emlő, tüdő, pankreász és melanoma), valamint vérmintákból izolált neutrofil granulociták vizsgálata

• Steril sejttenyésztő fülkék, inkubátor, hypoxiás berendezés, fluoreszcens ImageXpress Pico és fénymikroszkóp, termosztálható vízfürdő, szonikátor, centrifugák

• Metabolikus aktivitás mérése Seahorse XF készülékkel

Xenograft illetve orthotopikus modellek készítése immunhiányos egérmodellekben

• Szövetfestési eljárások

• Spex 6770 és Braun Mikro-Dismembrator II szövet homogenizátorok

• egér vérminták analízise RX misano készülékkel

Molekuláris biológiai módszerek

Génexpresszió csendesítése/kiütése siRNS, shRNS technikával és CRISPR módszerrel

Nukleinsavak mennyiségi és minőségi kimutatása LightCycler 96 qPCR készülékkel

Emlős sejtvonalak tranziens és stabil transzfekciója

Plazmid konstrukciók tervezése és szaporítása

• baktérium tenyésztésre alkalmas rázógép

• PCR készülék

• agaróz gélelektroforézis készülék DNS és RNS elválasztásához

• Sanger szekvenálásra alkalmas SeqStudio szekvenátor

SDS-PAGE és Western blot technikák

Izolált fehérjék és sejt- illetve szövetlizátumok vizsgálata immunoblot módszerrel, 2D és 2D diagonál gélelektroforézis

• CBS Scientific gélelektroforézis készülék

• Bio-Rad Mini-Protean gélelektroforézis készülék

• Bio-Rad Trans-Blot Turbo Western blot készülék

• Kétdimenziós gélelektroforézis felszerelés

• Syngene G:BOX XX6 géldokumentációs rendszer

• Gélfestési eljárások: Coomassie Brilliant Blue, Ponceau S, ezüstfestés

Enzimkinetikai vizsgálatok

Enzimaktivitás assay-k, UV-látható és fluoreszcens spektroszkópiai vizsgálatok, oldatfázisú reakciókinetikai és mechanisztikus vizsgálatok

• BioTek PowerWave XS spektrofotométer és mikroplate olvasó

• Agilent Cary 8454 diódasoros UV-látható spektrofotométer

• Tecan Spark 10M multimode mikroplate olvasó – fluoreszcencia, abszorbancia és lumineszcencia követésére, beépített élő sejtek vizsgálatára alkalmas modullal

• Applied Photophysics SX20 szekvenciális stopped-flow spektrométer, fluoreszcencia és abszorbancia követésére alkalmas detektorral, quench-flow és anaerob kiegészítővel

• BioTek Epoch 2 spektrofotométer és mikroplate olvasó

SAJÁT ÉS KOLLABORÁCIÓS FEJLESZTÉSŰ MÓDSZEREK

ProPerDP – Protein Persulfide Detection Protocol
Fehérje perszulfidáció detektálására alkalmas kísérleti eljárás, amely izolált fehérjéken, intakt sejteken és szövetmintákon egyaránt alkalmazható.
Doka et al., Science Advances (2016) 2(1):e1500968.
Doka et al., In: Bełtowski J. (eds) Vascular Effects of Hydrogen Sulfide. Methods in Molecular Biology, vol 2007. Humana, New York, NY (2019) 51-77

Kis molekulatömegű és fehérje eredetű perszulfidok és reaktív kénszármazékok meghatározása
Speciális alkilezőszerrel kezelt biológiai mintákban (sejtek, lizátumok, vér, szövet) metabolom és proteom tioljainak, valamint per- és poliszulfidjainak mérése HPLC-MS/MS technikával.
Hamid et al., Redox Biology (2019) 21, 101096.
Akaike et al., Nature Communications (2017) 8(1), 1177

Hidrogén-szulfid meghatározása vérmintákból
Fluoreszcens származékképzést követő folyadékkromatográfiás H2S-szint meghatározás szérum és plazma mintákban.
Ditroi et al., Free Radical Biology and Medicine (2019) 136, 146-158.

CBS (cisztationin-béta-szintáz) enzimaktivitás meghatározása
CBS enzim kanonikus aktivitásának mérése stabil izotópos nyomjelzéses módszerrel HPLC-MS/MS technikával, vérplazmából valamint sejt- és szövetlizátumból.
Krijt et al., Journal of Inherited Metabolic Disease, (2011) 34(1):49-55.

MPO peroxidáz aktivitásának fluoreszcenciás meghatározása aktivált neutrofilek sejtfelülúszójából
Palinkas et al., British Journal of Pharmacology (2015) 172(6):1516-32.
Garai et al In: Bełtowski J. (eds) Vascular Effects of Hydrogen Sulfide. Methods in Molecular Biology, vol 2007. Humana, New York, NY (2019) 179-203.

MPO szulfánkén (S(0)) termelő kapacitásának fluoreszcenciás meghatározása
Garai et al., Free Radical Biology and Medicine (2017) 113, 551–563.

NYERTES PÁLYÁZATOK AZ ELMÚLT 5 ÉVBŐL

 2022-             Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Tématerületi Kiválósági Program; TKP2021-EGA-44
Redox Tumorbiológia
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2021-               Nemzeti Laboratóriumok Program
NLP-17, 2022-2.1.1-NL-2022-00010
Nemzeti Tumorbiológiai Laboratórium létrehozása
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2020-2021       Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Tématerületi Kiválósági Program; TKP2020-NKA-26
Az emlőrákok és a melanoma innovatív onkológiai kezelése
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2019-               Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
ED_18-1-2019-0025
Kutatórészleg létrehozása Prof. Elias Arnérnak az Országos Onkológiai Intézetben
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2019                 Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Tématerületi Kiválósági Program; TUDFO/51757/2019-ITM
Az emlőrákok innovatív onkológiai kezelése
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2019-2020       JSPS International Fellowship for Research in Japan; L19520
Kiváló kutatási eredményeket elérő külföldi kutatók meghívása, hogy hosszú-távú látogatások során japán kollégákkal együttműködve kutatást végezzenek.
Prof. Dr. Nagy Péter

2019-               Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Posztdoktori kiválósági program; PD132082
Cisztein perszulfidáció szerepe oxidatív stressz elleni védelemben és fehérjék funkcióinak szabályozásában
Dr. Dóka Éva – vezető kutató

 2018-2022       Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Kutatási témapályázat; K129286
A kénhidrogén védő szerepe MPO-ANCA asszociált vaszkulitiszben
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 2017-2019       Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal
Jelentős nemzetközi hatású kiemelkedő eredményeket elért kutatócsoportok támogatása; KH126766
A tioredoxin és glutation rendszerek és a CARS2 rendszer együttműködése a fehérje poliszulfidáció szabályozásában
Prof. Dr. Nagy Péter – vezető kutató

 OKTATÁS

1. Egyetemi kurzusok

• Redox chemistry in biological systems
  Oktatók: Prof. Dr. Nagy Péter, Prof. Ed Schmidt, Dr. Erdélyi Katalin, Ditróiné Dóka Éva, Ditrói Tamás
  Állatorvostudományi Egyetem

• Redox-biokémia. Reaktív Oxigén Származékok (ROS) képződése és szerepe biológiai rendszerekben
  Oktatók: Prof. Dr. Nagy Péter, Ditróiné Dóka Éva, Ditrói Tamás
  Debreceni Egyetem, Kémiai Intézet

2. Végzett és jelenlegi hallgatóink

Témavezető: Prof. Dr. Nagy Péter (eltérések egyedileg feltüntetve)

¹ Belső konzulens:        Dr. Varga Máté, ELTE
² Belső konzulens:        Prof. Dr. Fábián István, Debreceni Egyetem
³ Témavezetők:             Prof. Dr. Nagy Péter és Dr. Erdélyi Katalin, OOI MITO
⁴ Belső konzulens:        Lippai Mónika, ELTE
⁵ Belső konzulens:        Schlosser Gitta, ELTE
⁶ Belső konzulens:        Prof. Dr. Turányi Tamás, ELTE

3. Tehetséggondozás

• Nemzetközi Kémiai Diákolimpia felkészítő és válogató kurzus – Reakciókinetika témakör
  Oktató: Ditróiné Dóka Éva
  ELTE TTK Kémiai Intézet

FŐBB HAZAI ÉS NEMZETKÖZI EGYÜTTMŰKÖDŐ PARTNEREINK

• Takaaki Akaike, Tohoku University Graduate School of Medicine, Sendai, Japán

• Elias Arnér, Karolinska Institutet, Stockholm, Svédország

• Balla József, Debreceni Egyetem, Nephrológiai Tanszék

• Tobias Dick DKFZ, Heidelberg, Németország

• Geiszt Miklós, Semmelweis Egyetem, Élettani Intézet

• Martin Feelisch, Southampton University, Southampton, Egyesült Királyság

• Jon Fukuto, Department of Chemistry, Sonoma State University, Sonoma, California, USA

• Viktor Kožich, General University Hospital in Prague, Csehország

• Janne Lehtiö, Dept. of Onco-Pathology and Proteomics facility at the SciLifeLab, Stockholm, Svédország

• Juan Lopez-Garriga, Recinto Universitario de Mayagüez, Mayagüez, Puerto Rico

• Ed Schmidt, Dept. of Microbiology and Immunology, Montana State University, Montana, USA

• John L. Wallace, Department of Physiology and Pharmacology, University of Calgary, Calgary, Kanada; Antibe Therapeutics, Toronto, Kanada

• Christine Winterbourn, University of Otago Christchurch, Centre for Free Radical Research, Christchurch, Új-Zéland

• Günter Schwarz, Universität zu Köln, Köln, Németország

LINKEK

Multiverzum 2024. február 4. – Aminosav anyagcsere útvonalak átprogramozása agresszív daganat típusokban – Mediaklikk.hu videótár

Interjú Prof. Dr. Nagy Péterrel – Nők Lapja magazin

Magyar Tudomány Ünnepe 2023 – Magyar tudósok eredményei a rákkutatásban – Beszámoló az eseményről az Országos Onkológiai Intézet honlapján

Rákkutatás: biztató magyar eredmények – Tények videótár

A kén anyagcsere tumorbiológiai szerepét kutatták – medicalonline.hu

Különleges magyar felfedezés a rák ellen – Origó

A régió kiemelkedő szereplőjévé válik Magyarország a nemzetközi rákkutatásban – Az EMMI beszámolója Magyarország Kormánya honlapján

Világbajnok csapat élén – Innotéka magazin

Újabb lehetőségek a láthatáron a rák kezelésében – Informed.hu

Új terápiás utakat nyithat meg az onkológiában a kén-hidrogén – Daganatok.hu