Käärmeenmyrkyn metalloproteinaaseista (SVMPs)

Kyyn METALLOPROTEINAASIT.
Snake venom metalloproteinases  (SVMPs)

Kyyn ei tarvitse odottaa kauan  mitään  metalloproteinaasikaskadia uhrissaan ja  proteolyysiä kuten viruksen tai bakteerin (esim st.c.),  vaan kyy antaa valmiit metalloproteinaasit myrkyssään, kuten HMP ( hemorrhaginen metalloproteinaasi) 

http://www.mdpi.com/2072-6651/2/10/2478
Tässä lähteessä  kuvatan rosmarinic acid -nimistä ainetta, joka vaikuttaa myrkkykäärmeen hemorrhagista toksiinia vastaan. 

• SVMPs. Nämä ovat eräs laji hemorrhagisia metalloproteinaaseja. Käärmeen myrkyn metalloproteinaasit ovat verenvuotoa aiheuttavia.

• LÄHDE:   GUTIERREZ José Maria et al. Hemorrhage induced by snake venom metalloproteinases : biochemical and biophysical mechanisms involved in microvessel damage

Sinkistä riippuvaiset metalloproteiinit aiheuttavat hemorrhagista aktiivisuutta ja sellainen on tyypillistä käärmeen myrkyille. Käärmeen myrkyn metalloproteinaasit ( SVMPs) jaotellaan eri ryhmiin P-1-IV sen mukaan, mitä niitten rakenteen domaanit sisältävät.

• P-III ryhmän SVMP metalloproteinaaseilla on disintegriinin kaltaisia ja cysteiinipitoisia domaaneja ja niiden vaikutus on vahvasti hemorrhaginen ( verenvuotoja aiheuttava) .

• P-I ryhmän SVMP metalloproteinaaseilla on vain metalloproteinaasidomaani.

SVMP:t  vaikuttavat hajoittamalla basaalimembraania ja ne pystyvät myös hydrolysoimaan endoteelisolun kalvoproteiineja kuten integriinejä ja cadheriineja, jotka kuuluvat solu-solu- ja solumatrix-adheesiofunktioihin.
Lisäksi disintegriinin kaltaiset ja cysteiinipitoiset domaanit ovat interaktiossa endoteelisolun integriinien kanssa vaikuttaen niiden kiinnittymisessä extrasellulaariseen matriksiin (ECM).

Se hemorrhagia, minkä käärmeenmyrkkyjen metalloproteinaasit aiheuttavat on kehossa in vivo äärimmäisen nopea tapahtuma ja samalla verisuonten kapillaarit osoittavat drastista rakenteen muuntumista muutamassa minuutissa.

Päinvastoin soluviljelmissä in vitro ei sellaista nopeaa endoteelista vauriota ole voitu osoittaa, vaan viljelmissä näkyy näiden solujen irtirepeytyminen ja pullistuminen ja vain useiden tuntien päästä nähdään osoitusta solujen apoptoottisesta vauriosta. Tämä ilmeinen epäsuhta in vivo ja in vitro tapahtumien välillä voitaneen selittää, kun otetaan huomioon niitä biofysikaalisia voimia, joita vallitsee mikroverisuonitasossa.

Arvellaan, että käärmeen  metalloproteinaasien (SVMP) vaikutus in vivo, kehossa, tapahtuu kahden vaiheen mekanismilla.

(1) Aluksi ne  vaikuttavat tuhoten basaalimembraania ja adheesioproteiineja kuten integriinejä ja täten heikontavat kapillaarien seinämää ja häiritsevät interaktioita, joita endoteelisoluilla ja basaalimembraanilla on keskenään.

(2) Sitten alkaa transmuraalinen paine vaikuttaa heikentyneisiin hiussuoniin ja aiheuttaa niiden pullistumista. Tästä taas seuraa, että endoteeli, verisuonen sisäpinta, tulee hyvin ohueksi, kunnes hiussuoniseinämä katoaa paikoitellen ja extravasaatiota tapahtuu (vuotoa suoniston ulkopuolelle).

Lisäksi endoteelisolut tulevat alttiimmiksi verenvirtauksen aiheuttamalle suonituppea  repivälle  vaikutukselle, mikä osaltaan alkaa pirstoa hiussuonten seinämiä.

(KUVA  normaalista integriinifunktiosta löytyy lähteestä
Åhlen K: Collagen binding integrin alfa2beeta1 activation system Integrin linked kinase. Focal adhesion complex and caveolin mediated activation)

 Otan viitteen otsikon lähteestä  jotta siitä saa englantilaisia hakusanoja tarvitaessa.

• ”Abstract

• Zinc-dependent metalloproteinases (MMPs) are responsible for the hemorrhagic activity characteristic of viperid snake venoms. 
•  Snake venom metalloproteinases (SVMPs) are classified in various groups (P-I-IV), according to their domain composition. 
•  P-III SVMPs, comprising metalloproteinase, disintegrin-like and cysteine-rich domains, exert more potent hemorrhagic activity than P-I SVMPs, which present only the metalloproteinase domain. 
• SVMPs degrade various components of the basement membrane and are also able to hydrolyze endothelial cell membrane proteins, such as integrins and cadherins, involved in cell-matrix and cell-cell adhesion. 
• In addition, disintegrin-like and cysteine-rich domains interact with endothelial cell integrins, interfering with their adhesion to extracellular matrix. 
• Hemorrhage induced by SVMPs is an extremely rapid event in vivo, with capillary endothelial cells showing drastic structural alterations within few minutes. In contrast, observations in cell culture conditions do not evidence such rapid endothelial cell damage. Instead, the main effect is detachment and rounding of these cells; it is only after several hours of incubation that cells show evidence of apoptotic damage. This apparent discrepancy between in vivo and in vitro observations can be explained if biophysical forces operating on microvessels in vivo are taken into consideration.

• It is proposed that SVMP-induced hemorrhage occurs in vivo by a 'two-step' mechanism. 
• (1) Initially, SVMPs degrade basement membrane and adhesion proteins, thus weakening the capillary wall and perturbing the interactions between endothelial cells and the basement membrane. 
• (2) Then, transmural pressure acting on the weakened capillary wall causes distention. As a consequence, endothelial cells become very thin, until the integrity of the capillary wall is lost at some points, where extravasation occurs. In addition, endothelial cells become more susceptible to blood flow-dependent shear stress, which further contributes to capillary wall disruption”.

Päivitys 16.4. 2014:
 Kyitten SVMP proteinaasit  muistuttavat imettäväisten ADAMTS proteinaasiperhettä lähinnä.(ADAM, jossa on trombospondin TS  tyypinen -1 motiivi)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570963911000951


Päivitys 22.7. 2014  kyyn myrkyn hemorrhagista proteiinia on  sanottu myös HMP nimiseksi alunalkaen .
Ruotsin Lääkärilehti  ottaa esille kyynpureman hoidon  . 

MMP-kaskadi

Apoptoosiresistenssi, invasiivisuus ja MMP-15

Näyttää siltä että keuhkosyöpä ja matrix-metalloproteinaasi eivät ole mitenkään suoraviivaisessa ja yksiselitteisessä suhteessa. Tässäkin esimerkki anti-apoptoottisesta  matrixmetalloproteaasista MMP-15.

LÄHDE:
Reimar Abraham, Juliane Schäfer et. al.    Identification of MMP-15 as an anti-apoptotic factor in cancer cells. Biol Chem. 2005 Oct 7;280 (40):34123-32 16093241 Cit:13 Department of Molecular Biology, Max-Planck-Institute for Biochemistry, 82152 Martinsried,

• Premalignit solut käyvät läpi varhaisen karsinogeenisen muuntumisensa aikana valintoja ja voi ilmetä kasvavaa apoptoosiresistenssia, joka suosii tuumorin elinkykyisyyttä. Tutkijat löysivät eri tekijöitten indusoiman kasvavan apoptoosiresistenssin tutkimissaan syöpäsoluklooneissa. Sitten he ottivat selvää mitkä geenit olivat taustalla tässä potentiellissa ominaisuudessa, mikä määrää herkkyyden apoptoottisille stimuluksille. Näitä eriäviä geenejä oli lukuisia. Näistä geeneistä he valitsivat tutkiakseen MMP-15 entsyymin, membraaniin ankkuroituneen matrix-metalloproteinaasin, anti-apoptoottisen aktiivisuuden käyttäen siRNA välitteistä poistogeenistä tekniikkaa ja ektooppista expressiota tutkituissa solulinjoissa yleistääksen löytöjä muihinkin syöpäsolulinjoihin

We have performed an in vitro selection for an anti-apoptotic phenotype that resembles the selection process that pre-malignant cells undergo in the initial phase of carcinogenesis in vivo. Using the cervical carcinoma cell line HeLa S3 as a model system, the selection procedure yielded cell clones that displayed increased resistance to apoptosis induced by Fas, tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand, and serum starvation. Gene expression profiling using gene family focused cDNA arrays revealed numerous genes that are differentially expressed in HeLa S3 and the resistant subclones and therefore are potentially involved in the definition of sensitivity to apoptotic stimuli.From the genes identified in this functional genomics approach we validated the anti-apoptotic activity of the membrane-anchored matrix metalloproteinase 15 (MMP-15) by means of small interfering RNA-mediated knock-down and ectopic expression in parental HeLa S3 cells and, to confirm a more general significance of our findings, in other cancer cell lines.

• Löytöjen relevanssia keho-olosuhteissa vahvisti MMP-15 ylisuuri esiintymä ihmisen keuhkon adenokarsinoomassa, kun verrattiin normaaliin keuhkoon. 
• Koska tiedetään, että MMP-15 edistää syövän invasoitumista, havainnot osoittavat, että tämä proteaasi liittää metastaasin ja apoptoosiresistenssin jollain tuntemattomalla säätelytavalla keskenään. 
•  Löydöt viittaavat vahvasti siihen, että syövälle tyypilliset piirteet  kuten metastaattinen potentiaali, minkä ajatellaan kehittyvän myöhään syövän progredioituessa, voivat ilmetä jo varhain anti-apoptoottisen fenotyypin valiutumisella.

The in vivo relevance of these findings is supported by the overexpression of MMP-15 in human lung adenocarcinoma compared with normal lung. Because MMP-15 is known to promote invasion, our results suggest that this protease connects metastasis and apoptosis resistance by an unknown regulatory mechanism. Our findings therefore strongly suggest that cancer characteristics such as metastatic potential, which are thought to evolve late in cancer progression, could be manifested early on by selection for an anti-apoptotic phenotype.

Avainsanat:
Keywords: mmp; anti-apoptotic; cancer; cell; cancer cell; anti-apoptotic factor; hela; gene; apoptosy; selection; lung; lung adenocarcinoma; resistance; cell line; resistant subclone;

(MMP-15 omaa monta eri nimeä: MT2-MMP, MTMMP2, SMCP-2, HGNC).Päivitys 16.4. 2014.
Löydöt osoittavat.että  MMP-15 voi olla  varhainen diagnostinen ja  prognostinen viite. 

MMP-15 (MT-MMP-2) aktivoi MMP-12 ( gelatinaasi A)

Matrixmetalloproteinaasien perhe MMP on ihmisen kehon normaalille ulkonäölle ja kaikille yksityiskohtaisille muodoille tärkeä fysiologinen sorvaaja ja kehon jatkuvasti samanlaisena pitäminen pitkän ajan kuluessa vaatii tätä järjestelmää.
 Sikiökasvun aikana ihmisen muodostuminen vaatii myös tätä järjestelmää kaikkiin pieniin hienoihin yksityiskohtiin.  
Reproduktiossa se on normaali prosessi ja kaikessa kudosten uudistumisessa.
Mutta se esiintyy myös taudeissa kuten artriitissa, niveltuhoissa ja syövässä, pahanlaatuisen taudin etenemisessä.
MMP proteiinit ovat kahta laatua, toiset erittyvät solun sisältä ulos (MMP) ja toiset sijaitsevat solukalvossa joltain osaltaan kiinni paikallisesti ( MT-MMP). Niitten toimittama funktio on tavallaan solun ulkotilassa tapahtuvaa aineenvaihduntaa, koska solun sisällä on toiset järjestelmät ubikitinylaatiot, lysosomit ym.

• MMP ei saa aktivoitua solun sisällä luonnollisestikaan ja ne erittyvät useimmiten pro-peptidinä.

 Extrasellulaaaritilassa oleva tilanne ja siellä olevat proteinaasit sitten aktivoivat sen. 

Plasmiini on vahva proteinaasi joka  voi  saada aikaan  MMP-aktivoitumisia. 

Mutta plasmiinin aktivaatiolla on edellytykset.

• MT-MMP- alaperheellä on transmembraani domaani, mikä osoittaa että ne ilmenevät solun pinnalla eivätkä ole eriteproteiineja.

MMP-15 aktivoi MMP-12 ( gelatinaasi A)

Tässä enemmän tällaisesta kalvoon ankkuroituneesta MMP-15 proteiinista Se on endopeptidaasi. Se pystynee aktivoimaan muita MMP- molekyylejä, joita erittyy. ( Sillä on monta nimeä: MT-MMP2, SMCP-2, HGNC.

Siis MMP-15 on endopeptidaasi, joka hajoittaa useita extrasellulaarien matriksin osia ja voi aktivoida progelatinaasi A- entsyymin, josta tulee gelatinaasi A  ( MMP-12).

Tämä lie syöpäinvaasiota vastaan taisteltaessa eräs tärkeä huomioonotettava kaskadijärjestelmä.

Päivitys 16.4. 2016

Keuhkosyöpä. MMP kirjosta

10.11. 2008
LÄHDE 1.  keuhkopsyövässä esiintyvistä matrixmetalloproteineista saatua tietoa:

 Melissa Lim¹, David M. Jablons¹

 Matrix Metalloproteinase Expression in Lung Cancer

http://www.springerprotocols.com/Abstract/doi/10.1385/1-59259-323-2:349

Yli 10 vuotta on jo tunnettu solidin tuumorin kasvuun ja leviämiseen liittyviä seikkoja kuten MMPs entsyymejä, matrixmetalloproteinaaseja. mutta tämä alue on vielä laajan ja intensiivisen tutkimuksen kohteena, jota voitaisiin ymmärtää eri matrixmetalloproteinaasien ilmeneminen ja osuus angiogeneesissä (verisuonten uudismuodostuksessa)

MMP- proteinaasi perhe on extrasellulaaristen proteiinien joukkio. Ne ovat sinkistä (Zn) riippuvia proteinaaseja, jotka kontrolloivat tuumorin kasvua edistämällä tuumoria ja sen verisuonten kehittymistä eli angiogeneesiä. Ne erittyvät latentteina proentsyymeinä ja sitten ne aktivoituvat, kun propeptididomaani (esipeptidi) niistä pilkkoutuu irti.

MMP- proteiinit säätyvät monitasoisesti ja tasoihin kuuluu (1) transkriptio, jossa muodostuu niiden mRNA, sitten (2) proteiinin aktivaatio ja sitten (3) interaktio endogeenien estäjäaineitten kanssa, kuten kudosperäisten MMP-estäjien TIMP- entsyymien kanssa( Tissue Inhibitors of MMPs).

KAIKENLAINEN EXTRASELLULAARIMATRIXIN  HAJOITTAMINEN
Vaikka niitä on lueteltu niitten kudosspesifisyyden mukaan, kollektiivisesti ne pystyvät hajoittamaan kaikkia ECM- komponentteja, extrasellulaarisessa matriksissa esiintyviä struktuureita sekä basaalimembraanissa (BM) että submukosassa esiintyviä rakenteita.

TUUMORIN KASVUN EDISTÄMINEN
Niitten kudoksenhajoitustyö toimii tuumorin kasvua edistäen. Niitä mainitaan mm kollagenaaseja, gelatinaaseja, stromelysiinejä.

 TYVIKALVON HAJOITTAMINEN
MMP-2 eli gelatinaasi A  ja MMP-9 eli  gelatinaasi  B ovat erityisen merkitseviä, koska ne hajoittavat kollagenityyppiä IV, joka on basaalikalvon (BM) pääainesta.

ANGIOGENEESIVAIHDE
Fang et al. osoittivat kondrosarkooman ( rustomaligniteetin) eläinmallsisa, että MMP-2 tekee vaihteen proteolyyttisessä tasapainossa kohti angiogeenista fenotyyppiä ja sitä tarvitaan uudissuonten muodostukseen, mitä syöpä taas kasvuolosuhteisiinsa vaatii.

Nykyisin tunnettujen matrixmetalloproteinaasien(MMP) luokittelua yhdestä lähteestä tässä alla. Ajan mittaan tarkistan tätä luetteloani:

• MMP-perhe, MMP-numero ja tavallinen nimi

Kollagenaasit
Kollagenaasi MMP-11, interstitialinen kollagenaasi
Kollagenaasi MMP-18, neutrofiili-kollagenaasi
Kollagenaasi MMP-13, kollagenaasi-3
Kollagenaasi MMP -18, Xenopus-kollagenaasi

Gelatinaasit
Gelatinaasi MMP -12, gelatinaasi A
Gelatinaasi MMP -19, gelatinaasi B

Stromelysiinit
Stromelysiini MMP -13, Stromelysiini-1
Stromelysiini MMP -10, Stromelysiini-2
Stromelysiini MMP -17, Matrilysiini

Elastaasi
Elastaasi MMP -12, Metalloelastaasi

MT-tyyppiset MMP entsyymit
Membrane Type (MT) metalloproteinases MT-MMPs
MMP- 14, MT-MMP- 1
MMP -15, MT-MMP -2
MMP -16, MT-MMP-3
MMP -17, MT-MMP-4
MMP-21, MT-MMP-5

LuokittelematonMMP -20, Enamelysiini
MMP -19
MMP -23
MMP- 24


Lähde 2. Onkogenomiikan alueelta vuodelta 2004.
http://www.nature.com/onc/journal/v23/n3/abs/1207140a.html
Nam Hoon Cho et al. MMP expression profiling in recurred stage IB lung cancer
2003.

I-asteen keuhkosyöpää ja sen uusiutumista tutkittiin. 10 keuhkosyöpäpostilasta oli tässä tutkimuksessa osallistujina ja heillä oli IB asteen keuhkosyöpä, joka ei ollutuusiutunut.  Heitä verrattiin ryhmään, jolla uusiutui saman asteen keuhkosyöpä. Tutkimuksessa 3 v aikaisemmin tehty biopsia toimi kriteerinä. Vertailtiin potilaita (joitten syöpä ei ollut uusiutunut, non recurred) potilaisiin joilla oli uusiutunut syöpä ( recurred) . Tehtiin cDNA- tutkimuksia.
 Mitkä geenit olivat säätyneet ylös niillä, joilla syöpä oli uusiutunut?
Matrix metalloproteinaasin MMP-10 geeni oli säätynyt ylös viidessä taapuksessa
MMP-12 geeni oli säätynyt ylös kahdessa tapauksessa,
MMP-11, MMP-14, MMP-15, fos, cyclin E2, E2F3, TGF- geenit olivat säätyneet ylös jokainen ainakin yhdessä tapauksessa.
Kaikkein tavallisimmin ylössäätyneitä geenejä toistuneessa keuhkosyövässä oli MMP-10, joka on stromelysiini-2 ja MMP-12, joka on makrofagielastaasi.
Sekä MMP-10 että MMP-12 transkriptit (mRNA) olivat merkitsevästi enemmän ylössäätyneenä kuin asteen IB toistumattomassa keuhkosyövässä (non-recurred stage IB lung cancer). Transkriptien pitoisuudet olivat identtisiä cDNA kirjosta saaduille tiedoille. Näitten yksikköjen vastaavat proteiinipitoisuudet arvioitiin immunohistokemiallisena kirjastona.
MMP-10 MoAb, monoklonaaliset vasta-aineet osoittivat paljon intensiivisempiä immunoreaktiivisuuksia uusiutuneessa   IB asteen keuhkosyövässä kuin uusiutumattomassa    keuhkosyövässä, . Tutkimukset osoittivat , että MMP-10 omaa tärkeän osan,, kun IB asteen keuhkosyöpä toistuu -  katsomatta syövän histologiseen tyyppiin.

Kommentti:
Tämä MMP- metalloproteaasien kontrollointi ja angiogeneesin typistys on vasta tutkimusvaiheessa ( Nobelia vaille) ja vain muutamia molekyylejä on lääkekäytössä. Mutta tämän kaltainen terapia on mosaiikkaa ja vaatii kaikkien MMP-entsyymien tarkan yksittäisen kartan tietämisen ja MMP-TIMP-kaskadien suhtautuminen fibrinolyysikaskadiin joka kylkii angiogeneesin ta angiostatiinin kaskadiin ja veren koagulaatiokaskadiin on saatava paremmin selville. Veren rheologinen tasapaino on tärkeä pitää yllä. Hyytymien olemassaolo ja resorboitumatta jääminen ei lie hyvä seikka. Ne pitävät kaikenlaiset kaskadit  aktivoituneina,  saati sitten jos henkilöt eivät liiku tarpeeksi ja immobilisaatio aiheuttaa  kaskadien  spontaania aktivoitumista.

Terapia (ja asian käsittäminen ) on räätälöitävä kokoon ja plasmiini ei saisi aktivoitua sivutielle siten, että se aktivoi MMP-kaskadin progressiiviseen kiihtymisen yli normaalin  plastisen  turnoverin ja kudosregeneraation. . Plasmiini tulee saada pysymään fysiologisena siten että se ei käänny toistaalta liikaa angiogeneesitielle, vaan on normaalilla angiostatiinitiellä sillä sivuprosentillaan (n 3%.) ja osaa hävitä ajallaan.

Avastiini (VEGF)  vaikuttaa tässä  kulmassa rheologian karttaa.

Toinen mahdollisuus on TIMP -vaikutuksen löytäminen jokaiselle spesifille MMP- molekyylille.

MMP molekyyli, oli se mikä tahansa siitä sarjasta, kiihdyttää positiivisella feef backilla toistenkin MMP- proteaasien pilkkoutumista ( laviinimaisesti)  ja se taas on käytännössä kudostuhoa. Kudostuho tulee myös koettaa jäähdyttää. – Strategia on monen tekijän summana.

Koska keuhkosyöpä alue on aivan omansa, se tulee erikseen kartoittaa MMP-vaikutusten suhteen. Myös uPA , tPA suhteen ja plasmiinin aktivaation suhteen keuhko toimii omalla tavallaan.

10.11.2008 15:12
Päivitystä 1.7. 2010
Päivitystä 16.4. 2014 

Monosyytti ja MMP-kaskadi

 Monosyytti, MMP   nyt:
HAKU 16.4. 2014.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24726061


Vanhoja pohdintoja. Monosyyttien reaktiotavasta influenssassa ja muissa RNA virusinfektioissa kuten ebolassa.

• Tämä on keskeneräistä pohdintaa. ...

Bouwman JJ, Visseren FL,  Procoagulant and inflammatory response of virus-infected monocytes. : Eur J Clin Invest. 2002 Oct;32(10):759-66. Diakonessen Hospital Utrecht, University Medical Center Utrecht, Bosch Medi Center, ‘s Hertogenbosch

STATIINIVAIKUTUS tromboottiseen prosessiin ja TF tekijään.
http://protein.bio.msu.ru/biokhimiya/contents/v67/full/67010099Fig1.gif
Statiinin asennus sellaiseen hoitotasoon, että aterogeneettinen prosessi on paremmin kontrollissa, on aiheellista sydän- ja verisuonitautisilla, metabolisessa oireyhtymässä, jossa lipidiprofiili on epätasapainossa.






Sitaatteja:
(Monocytes express u-PA receptors and bind u-PA as well as plasminogen, which lead to increased plasmin generation in close proximity to the monocyte membrane. Further, contact activation taking place in inflammatory lesions leads to plasmin generation).

Sitaatteja: Monocytes and other antigen-presenting cells (APC) play a central role in the chronic phase of inflammation and are implicated in several human diseases such as atherosclerosis, arthritis, impaired wound healing, and others. These pathological processes are generally accompanied by increased expression of proteolytic enzymes, among them the proteases thrombin and plasmin. It has been, for example, proposed that the increased expression of fibrinolytic genes in atherosclerotic plagues might have a causal effect on the development of atherosclerosis.



Artikkelin tutkijaryhmä esittää myös tällaisen seikan:

Plasmiinin indusoima monosyyttien aktivaatio voidaan farmakologisesti estää PPARgamma-aktivaattorilla ciglitazone, joka vaikuttaa kuten pro-MMP-2, (MMP-2 on gelatinaasi A, TIMP- järjestelmään legomaisesti sopiva molekyyli). Mikä on taustamekanismi? Tästä löytyy eras valaiseva viite. Se selittää, millä tavalla monosyytit eroavat mm makrofageista ja dendriitisoluista. Monosyyteissä on tekijä PPAR, jota on PPARa ja PPARgamma tässä erikseen katsottuna. PPARgammaan vaikuttamalla voidaan hillitä monosyyttien rekrytoitumista ja aktivoitumista , jolloin noidankehä saadaan ikäänkuin pysähtymään. Ciglitazoni jota tässä kuvataan, on prototyyppi tämän ryhmän lääkkeistä, joista kaksi on nykyisin käytetty eri indikaatiossa, siis uusina diabeteslääkkenä, eikä niinkään juuri minään ebolalääkkeenä. Siis tässä puuttuu turvallinen lääkeaine, jolla on indikaationa rauhoittaa monosyytit. Sitä paitsi onko rosiglitazonilla ja pioglitazonilla enää ciglitazonin tätä vaikutusta?


Sitaatti: We have also shown that the plasmin-induced monocyte activation can be pharmacologically inhibited by the PPARγ activator ciglitazone.

VIITE ja sitaatti edelleen samasta asiasta:

SYROVETS Tatiana et al. Ciglitazone inhibits plasmin-induced proinflammatory monocyte activation via modulation of p38 MAP kinase activity

Plasmin triggers chemotaxis and NF-KB- and AP-1-mediated proinflammatory gene expression in human peripheral monocytes (PM). Compared with macrophages and dendritic cells, PM express mainly the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) and traces of PPARa as detected by semiquantitative RT-PCR and immunoblotting. The PPARγ agonist ciglitazone, but not the PPARa agonist clofibric acid, concentration-dependently inhibited the plasmin-, but not the FMLP-induced PM chemotaxis. Similarly, release of interleukin (IL)-1α, IL-1β and tumor necrosis factor (TNF)-α from plasmin-stimulated PM was concentration-dependently inhibited by ciglitazone, but not by clofibric acid, while the LPS-induced TNF-a release remained unaffected by any of both PPAR agonists. Ciglitazone activates PPARγ as shown by a novel surface plasmon resonance analysis and inhibits the plasmin-induced activation of NF-KB and AP-1. It also inhibits p38 MAPK phosphorylation essential for the plasmin-induced PM chemotaxis and gene activation. Thus, activation of PPARγ by ciglitazone may allow controlling of the plasmin-mediated recruitment and activation of PM at sites of inflammation.


Monosyytti infektoituu viruksesta

(1) Monosyytti jossa on uPA reseptori ja plasminogeenireseptoria, aktivoituu uPA: sta , joka on plasminogeenin aktivaattori ja silloin plasminogeenista alkaa tulla plasmiinia.Huomaa, että monosyytti voi itse myös tuottaa uPA.

(Tässä on kuva eräästä  lihassolusta: KUVA on sinänsä hyvä, muta solu ei ole uPA tuottaja.

 http://www.bioscience.org/2005/v10/af/1503/figures.htm)

 Muodostunut plasmiini indusoi edelleen monosyytin rekrytoitumista ja aktivaatiota

 Tästä ilmeisesti seuraa enemmän myös plasmiinia , joka kääntyy massiivisuuden vuoksi proteolyysitielle aiheuttaen MMP-muodostuksen postiivisen feed back ilmiön. Eri MMP:t kehkeyttävät toisiaan lisää.

 Mutta samalla on kehittynyt muitakin proteaaseja kuten trombiinia.
Myös fibrinolyyttiset geenit aktivoituvat. Lisäksi tulehdus tuottaa sytokiinimyrskyn.
Kaikenkaikkiaan tulee rheologinen ja proteolyyttinen kriisitilanne, joka on eri viruksilla erilainen. Näistä pahimpia tuloksia on Ebola. Mutta kaikenlaista vähemmän nopeaakin pahaa tunnetaan.

Johtopäätös: On hyvä saada monosyytti –plasmiiniakseli tässä kuriin.

14.5.2009 16.4. 2016 Tämä on keskeneräinen kirj.

Makrofagi ja MMP-kaskadi. Plg/MMP-9 ja aortta-aneurysma

22.5. 2009.

Miksi MMP-9 –aktivaatio on kriittinen?

LÄHDE:
 Gong,Y Hart, E Shchurin et al. 
  Inflammatory macrophage migration requires MMP-9 activation by plasminogen in mice.
 2008 vol.118(no.9) . The Journal of Clinical Investigation

KTS: hyvä kuva!
http://img.medscape.com/fullsize/migrated/457/292/nm457292.fig2.jpg

http://journals.prous.com/journals/dnp/20051804/html/dn180257/images/francois_f2.gif

TULEHDUS merkkaa kriittisesti kardiovaskulaaristen tautien kehittymisessä.
 Leukosyyttien infiltraatio vauriokohtiin vaatii niiden lähtemistä pois verestä ja migraatiota basaalikalvon läpi. Tällainen prosessi taas vaatii extrasellulaarisen matrixin (ECM ) remodelling-tapahtuman, hyvin kouriintuntuvan muokkauksen.
 Niinpä tässä ilmenee  tarvetta käyttää rheologisen alueen resurssimolekyyliä plasminogeenia Plg, joka on proteaasi, joka kiinittyy extrasellulaariseen matriksiin (ECM) ja kun se konvertoituu, muuttuu aktiiviin muotoon, plasmiiniksi (plm), hajoaa monta ECM-proteiinia. mikä degradaatio  kuuluu myös plasmiinin yhteen tehtävalueeseen.
http://img.medscape.com/fullsize/migrated/409/578/pharm2007.08.fig2.jpg

PLASMIINI pystyy aktivoimaan aivan suoraa MMP-järjestelmän.
 MMP entsyymiot  ovat matrixmetalloproteinaaseja, entsyymeitä, joita tunnetaan yli 20 erilaista.
Tässä työssään tutkijat käyttivät plasminogeeni-poistogeenista (KO) hiirtä (Plg-/-) , jotta he saisivat selville, mikä on PLASMINOGEENIN rooli tulehduksellisten leukosyyttien migroituessa.

Sitten koehiirille tehtiin peritoniittia vastaava tila ( vatsakalvontulehdustila). Ne hiiret, joilta puuttui plasminogeeni, osoittivat heikentynyttä makrofagien siirtymää ECM basaalikalvon läpi ja MMP-9 aktivaatio oli myös niillä alentunut. Mutta jos niille nyt annettiin MMP-9 injektio, tämä vaikutti makrofagitilanteen korjaantumiseen tässä koe-eläinmallissa.

Sitten he tutkivat toista tautimallia hiiressä, vatsa-aortan aneurysmamallia(AAA) . Jos näiltä hiiriltä nyt puuttui plasminogeeni ja sen takia niillä oli vähempi määrä makrofagi-infiltraatiota, ne olivat suojassa aortan aneurysman muodostumiselta. Mutta jos niille nyt annettiin aktiivia MMP-9 metalloproteinaasia, mikä edisti makrofagien paikalletuloa, niissä alkoi kehittyä vatsa-aortan aneurysma. ( Kts. MONOSYYTTI- MAKROFAGI linja!)

Näistä tiedoista tutkijat päättelivät, että PLASMINOGEENI (Plg) säätelee makrofagien vaeltamista tulehduskohtaan aktivoimalla metalloproteinaaseista MMP-9 tekijän.
MMP-9 taas puolestaan säätelee solujen ( esim monosyyttien)  kykyä migroitua ECM kalvon läpi. Sen takia tulehdusvasteitten säätelyssä saattaa Plg/MMP-9 tie olla kiinnostava lähtökohta kun koetetaan hallita vatsa-aortan aneurysman kehittymistilannetta

Plasmiinin osuus matrixmetalloproteinaasien päällekytkeytymiseen on uudehkoa tietoa.., TÄMÄ on asiasta ensimmäinen kaava jonka löysin vuosia sitten:
http://www.ophtalmo.ulg.ac.be/images/schemaplm-pln.jpg

Tämä on konservatiivinen tieto plasminogeenista:
http://www.geocities.com/omfsesan/plasminogen2.gif

Plasminogeenin aktivaatio: Alalolevaan kuvaan on merkattu MMP aktivaatio plasmiinin funktioksi. Tähän voisi vielä merkata  TAFI aktivaatiokin plasmiinin funktioksi .
http://www.iovs.org/misc/newClarkFig1.jpg

Tausta inhibitio PAI sen proangiogeenisyys ja antiangiogeenisyys  kuvana.
http://www.iovs.org/misc/newClarkFig2.jpg

22.5.2009 16:05

Päivitys 16.4. 2014

Fytiini (IP6) säätää alas MMP-kaskadia

Hakusana IP6 and MMP-9 ( Matrix MetalloProteinase) . Yksi löytö.22.5. 2009.

LÄHDE:
Tantivejkul K, Vucenik I, Shamsuddin AM.
Inositol hexaphosphate (IP6) inhibits key events of cancer metastasis: I. In vitro studies of adhesion, migration and invasion of MDA-MB 231 human breast cancer cells. Baltimore, MD 21201, USA.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez

TAUSTA
Anti-syöpäaine inositolihexacisfosfaatti (The anti-cancer agent inositol hexaphosphate)(IP6) on runsas sisäinen komponentti sekä kasvien että nisäkäseläinten soluissa. Sen lisäksi ,että IP6 pystyy indusoimaan differentiaatiota ja estämään useitten syöpäsolulinjojen kasvua in vitro, sen on osoitettu estävän ja kumoavan sekä primäärituumoria että metastaaseja in vivo.

MATERIAALI JA METODIT
 :Tutkijat käyttivät työssään rintasyöpäsoluja ja selvittivät, mikä potentiaali fytiinillä IP6 oli solujen kiinnittymisten estämiseen, migraation ja invaasion estämiseen, mitkä ovat syövän metastaasissa niitä avainaskeleita. Tässä työssä tutkijat käyttivät extrasellulaarisen matrixin proteiineja, viljelmävauriomenetelmää, immunosytokemiaa ja zymografiaa ym modifikaatiota.

TULOKSET
IP6 käsittely aiheutti 65 % reduktion solujen adheesiossa fibronektiiniin ja 37 % aleneman adheesiossa kollageeniin. Migraatiota tutkimalla määritettiin, johtiko  solun adhesoitumisen vähenemä alentuneeseen motiliteettiin.
IP6 vähensi sekä migroituvien solujen lukumäärää että solumigraation ulottuvaisuutta ympäröivään alueeseen päin 72 prosentilla. Haptotaktinen solujen migraatio oli alentunut myös annoksesta riippuvalla tavalla. Aolujen migraatio fibronektiinilla estyi 65 %:sti, migraatio kollageenilla 32 %:sti ja laminiinilla 13%:sti. Immunosytokemialla havaittiin, että lamellipodirakenne puuttui IP6-käsitellyistä soluista verrattuna käsittelemättömiin soluihin. Tätä vastasi solujen vähentynyt kyky muodostaa soluverkkoa. Samoin soluinvaasio oli myös vähentynyt 72 %:lla – annoksesta riippuvalla tavalla, kun oli käsitelty IP6:lla.
Lisäksi IP6 merkitsevästi esti matrixmetalloproteinaasin MMP-9 eritystä, kun tehtiin zymografinen määritys.
 KTS: hyvä kuva!
http://journals.prous.com/journals/dnp/20051805/html/dn180317/images/heiland_f2.gif

JOHTOPÄÄTÖKSET
Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että IP6 estää ihmisen rintasyöpäsolujen metastaaseja in vitro ( koeputkessa) vaikuttamalla syöpäsolujen adheesioon (kiinnittymisiin, liimautumisiin), migraatioon ( vaeltamisiin) ja invaasioon ( leviämisiin).

(Huom fytiinin aineenvaihdunta ja entsyymipaneli sekä inositoliepimeerien joukko on suuri, joten selvät antisyöpä vaikutukset vaativat paljon lisätutkimuksia tullakseen yleistetyiksi) .

(Huom. Kirjoitan fytiinistä blogia aivan erikseen. Hakusana on myos Phytin, Fytiini, IP6. Jos joku haluaa lisätä ravintoonsa fytiiniä, sitä saa kaikenlaisista siemenistä, kuten auringonkukan siemenistä ym, pähkinöistä, manteleista, kaakoosta, jyvistä, myslistä)

MMP, TIMP, p53 ja lymfoma

May 23, 2009

MMPs ja TIMPs
Matrix-Metalloproteinaaseista ja niiden inhibiittoreista TIMP
 on tulossa Suomesta Oulun Yliopistosta väitöskirja

LÄHDE: Kyllönen Heli. 
Gelatinases, their tissue inhibitors and p53 in lymphomas
 Lääketieteellinen tiedekunta, Kliinisen lääketieteen laitos, Syöpätaudit ja sädehoito, Oulun yliopisto (2009) ISBN 978-951-42-9131-9 (PDF) ISSN 1796-2234 (Online) URN:ISBN:9789514291319
http://herkules.oulu.fi/isbn9789514291319/

LYMFOOMAT ovat heterogeeninen pahanlaatuisten tautien ryhmä, jossa kuitenkin on hyvä ennuste ja monet paranevat. Lymfoomat ovat kemoterapia-ja sädeherkkiä ja moni henkilö saadaan tervehtymään relapsistakin, jolloin jälkikontrollin pitää olla tehokasta. Relevanttienkaan radiologisten kuvausten antama ennuste tulevien relapsien mahdollisuudesta on kuitenkin kehno. Sentakia tarvitaan biologisia prognostisia ja ennustetta selventäviä merkitsijöitä, joitten avulla pystyttäisiin seulomaan esiin korkean relapsiriskin henkilöt jo diagnoosihetkellä tai jatkoseurannan aikana. Vaikka lymfoomanhoidossa on edistytty nopeasti, on niitäkin, jotka vielä menehtyvät tähän tautiin. Siksi on tarvetta hankkia enemmän tietoa lymfooman olennaisista biologisista piirteistä.

Gelatinaaseilla ( matrixmetalloproteinaaseilla MMP2 ja MMP-9) ja niiden kudosinhibiittoreilla TIMP-1 ja TIMP-2 on havaittu olevan osuutta kiinteiden tuumoreitten progressoitumisessa.

 Tuumoria vaimentava eli suppressoiva geeni on TP53 (guardian of the cell).
p53 grrnin mutatoituminen ja sen koodaaman valkuaisaineen yliesiintymä assosioituu elossapysymiseen useimmissa syöpätyypeissä. On myös jotain näyttöä siitä, että samaisilla proteiineilla olisi myös lymfoomissa prognostista merkitystä.

Tässä tutkimuksessa selvitetään lymfoomista gelatinaasien (MMPs) ilmenemä kudoksessa, niiden pitoisuudet plasmassa ja kliininen merkitys.
 Samoin selvitetään niiden kudosdinhibiittorit TIMPs lymfoomissa.

Materiaalina oli 249 primääriä kudosnäytettä Hodginin tauti (HD) potilailta tai follikulaarista tai diffuusia suurisoluista B-solulymfoomaa sairastavilta. Näistä näytteistä analysoitiin gelatinaasien (MMPs) ja (tai) niiden inhibiittorien (TIMPs) expressoituminen käyttämällä immunohistokemiallisia tutkimusmenetelmiä.
Follikulaarisen lymfooman suhteen tutkittiin myös p53-proteiini.

 Kerättiin plasmanäytteet 126 lymfoomapotilaalta ja 44 terveeltä kontrollilta ja nämä tutkittiin ELISA-menetelmällä.

TIMP-1 expressio korreloi Hodginintaudissa suuritilavuuksisiin kasvannaisiin ja nodulaarisen skleroosin alatyyppiin
 Follikulaarisessa lymfoomassa oli p53 tekijän liiallisuus  elossapysymisen riippumaton huonon prognoosin faktori ja histologisen transformaation ennuste.

 Plasman MMP-2 / TIMP-2 kompleksi vaikutti sopivan mahdolliseksi jatkoseurannan merkitsijäksi ennustettaessa lymfoomapotilaan relapsin riskiä.

Vastadiagnosoiduissa lymfoomapotilaissa ja niissä, joilla oli remissio havaittiin epänormaalisti kohonneet plasmapitoisuudet seuraavista merkitsijöistä:
MMP-2-TIMP-2 kompleksi, proMMP-2, TIMP-2 ja proMMP-2/TIMP-2 suhde – kun verrattiin terveissä kontrolleissä esiintyviin arvoihin. Mutta näiden mittareiden kliinistä merkitsevyyttä tarvitsee selvittää jatkotutkimuksin.

Avainsanoja:
biological marker, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) , immunohistochemistry, lymphoma,
MMP-2, matrix metalloproteinase 2,
MMP-9, matrix metalloproteinase 9,
prognosis, survival,
TIMP-1 , tissue inhibitor of metalloproteinase-1,
TIMP-2, tissue inhibitor of metalloproteinase-2,
tumor suppressor protein p53

KUVA (Allaolevat viiteet eivät ole tästä väitöskirjasta)
  Vertaa peruskaava MMP/TIMP suhteesta.
http://www.med.unibs.it/~airc/sandra/fig_1-2.gif
http://herkules.oulu.fi/isbn9514264916/html/graphic22.png
http://journals.prous.com/journals/dnp/20051805/html/dn180317/images/heiland_f2.gif
http://www.nature.com/ki/journal/v58/n5/images/4491846f1.gif
http://www.med.unibs.it/~airc/sandra/fig_1-4.gif
Näissä kuvissa ei ole viallisen hematopoieesin alkuvaiheen tapahtumista kuvaa.
23.5.2009
Päivitystä 16.4. 2014. 

Reperfuusio. MMP, TIMP ja veriaivoeste BBB

Miten aivokalvot  ( meninges) pysyvät integroituina ja  veriaivo-este BBB  funktionaalisena?

(Luonnollisesti täytyy asialla olla jotenkin jatkuva fysiologinen molekyylien  uudistuminen, turnover,  debriksen poisto ja geneettinen korjausluku ja  rakenteen säilyttäminen iänmukaisesti  optimaalisena. Tähän korvausjärjestelmään kuuluu  sorvausjärjestelmä: Jos tässä on epätasapainoa esim sorvaus on korvausta suurempi seuraa mm osteoporoosi tai kudosten tuhoutuminen ja katoaminen. Toisaalta taas  sikiöaikana  sorvauksen tulosta on sippoinen vauva eikä niin että ihmissikiöt  kasvaisivat kohdussa  kuin kasvi  esim äidin ravinnosta  riippuvalla energialla  ilman geneettistä sorvausta. Kukaan ei pystyisi runsaan ravinnon keskellä  länsimailla edes synnyttämään tai  kantamaan lasta joka ei muokkautuisi tällä sorvausjärjestelmällä koko ajan sippoiseksi ja optimaaliseksi  äidin keholle.  Toisaalta taas  nälkämaissakin  vauvat ovat  hyvä kuntoisia, koska ne ottavat ravinnon äidin kehosta ja  muokkautuvat normaaleiksi geeniohjelmalla  syntymähetkeen asti.

 Kalvojen metalloproteinaasit ovat  eräitä tällaisia muokkavia molekyylejä:  (MMPs ja TIMPs), mutta miten? niiden funktiota on pystytty havaitsemaan   patologisesta tilasta. Tässä otan esiin  erään eläinkokeen, jossa on tutkittu asiaa reperfuusiovaurion jälkitilan yhteydessä luonnollisen korjautumisprosessin aikana.

Tiivistelmä (Abstract)

• Tausta ja tarkoitus: Reperfusoitumisessa  (verenkierron palauttamisessa vaurioituneeseen kohtaan) rikkoutuu aivojen hiusverisuonistoa ja siitä seuraa aivoihin turvotusta ja verenvuotoa.Tiedettiin, että jos keskimmäinen aivovaltimo (Arteria cerebri media) tukkeutuu, tämä aiheuttaa kalvoa hajoittavien metalloproteinaasien (MMP) aktivoitumisen. Mutta metalloproteinaasien (MMP)  osuutta reperfuusion jälkeisiin kapiollaarivauriotapahtumiin ei oltu aiemmin tutkittu ja tähän tutkijat kiinnittivät nyt huomionsa. 

BACKGROUND and PURPOSE: Reperfusion disrupts cerebral capillaries, causing cerebral edema and hemorrhage. Middle cerebral artery occlusion (MCAO) induces the matrix-degrading metalloproteinases, but their role in capillary injury after reperfusion is unknown.

• Matrix metalloproteinaasit (MMP) ja kudosperäiset MMP-estäjät (TIMP) moduloivat hiussuonien läpäisevyyttä. 

Matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue inhibitors to metalloproteinases (TIMPs) modulate capillary permeability.

• Nyt  tutkijat mittasivat   veri-aivo esteen permeabiliteettia,  aivojen vesipitoisuutta ja elektrolyyttejä, MMP- entsyymeitä ja TIMP entsyymeitä useaan otteeseen reperfuusion jälkeen.( Menetelmissä oli mm. zymografisia mittauksia  , synteettisen MMP-estäjän käyttöä. Mittauksia tehtiin 3 tunnin, 48 tunnin ja  14 päivän päästä reperfuusiohetkestä.  Vaikutusta aivoturvotukseen mitattiin myös.

Therefore, we measured blood-brain barrier (BBB) permeability, brain water and electrolytes, MMPs, and TIMPs at multiple times after reperfusion. METHODS: Adult rats underwent MCAO for 2 hours by the suture method. Brain uptake of 14C-sucrose was measured from 3 hours to 14 days after reperfusion. Levels of MMPs and TIMPs were measured by zymography and reverse zymography, respectively, in contiguous tissues. Other rats had water and electrolytes measured at 3, 24, or 48 hours after reperfusion. Treatment with a synthetic MMP inhibitor, BB-1101, on BBB permeability and cerebral edema was studied.

•  Tuloksissa oli seuraavia havaintoja:  Sokerinottoa mitattaessa havaitiin, että sokerinotto nousi 3 ja 48 tuntia reperfuusiosta ja maksimaalinen permeabiliteetin lisääntyminen tapahtui 48 tunnin päästä sekä paluu normaaliin 14 päivän päästä .( Vapaa sokeri on toksinen aivoille, joten sen pääsy on normaalisti hyvin tarkasti säädeltyä. Jos veri-aivonesteen  pitävyys  laskee, sokeria  pääse enemmän läpi ilman kontrollia).

RESULTS: Brain sucrose uptake increased after 3 and 48 hours of reperfusion, with maximal opening at 48 hours and return to normal by 14 days.

• Havaittiin että sokerin nousuihin korreloiden 3 tunnin kohdalla nousi gelatinaasi A pitoisuus ( matrix metalloproteinaasi-2, MMP-2). 
•  Gelatinaasi-B ja  TIMP-1 olivat maksimaalisesti koholla  koholla 48 tunnin päästä
•   MMP-2  oli maksimaalisesti kohonnut 5. päivänä.
•  Gelatinaasi B ja TIMP-1 olivat maksimaalisesti kohonneet 48 tunnin päästä ( 2 vrk päästä)
•  TIMP-2 oli korkeimmillaan 5. päivänä-

There was a correlation between the levels of gelatinase A at 3 hours and the sucrose uptake. 
Gelatinase B and TIMP-1 were maximally elevated at 48 hours.
 The inhibitor of gelatinase B, TIMP-1, was also increased at 48 hours.

Tutkijoitten käyttämä aivoveriesteen avautumisen estoaine BB-1101 vähensi 3 tunnin päästä tapahtuvaa permeabiliteetin lisääntymää; aivoödemaa se vähensi 24 tunnin kohdalla, mutta se ei vaikuttanut 48 tunnin päästä tapahtuviin seikkoihin.

Treatment with BB-1101 reduced BBB opening at 3 hours and brain edema at 24 hours, but neither was affected at 48 hours.
JOHTOPÄÄTÖKSET:Alkuavautuminen veri-aivoesteessä 3 tunnin kohdalla johtui GELATINAASI A-pitoisuuksista ja sitä saattoi estää synteettinen MMP-inhibiittori.

Viivästynyt aivoverinesteen avautuminen, mikä johtui kohonneista GELATINAASI B- määristä ei reagoinut suotuisasti mainittuun MMP-inhibiittoriin, mistä voi päätellä että aivoveriesteen (BBB) vaurio on bifaasinen mekanismiltaan.

CONCLUSIONS:
The initial opening at 3 hours correlated with gelatinase A levels and was blocked by a synthetic MMP inhibitor. The delayed opening, which was associated with elevated levels of gelatinase B, failed to respond to the MMP inhibitor, suggesting different mechanisms of injury for the biphasic BBB injury.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9756602

Nikotiinin ja LPS:n vaikutus MMPs ja tPA. pitoisuuksiin

 Nikotiinin ja hammasjuuribakteerin  LPS rakenteen  vaikutus matrixmetalloproteiiniin ja kudoksen plasminogeeniaktivaattoriin TPA ja niiden inhibiittoreihin   ihmisen ostoéoblasteissa.
Nicotine and LPS increase MMPs and tPA

LÄHDE: Suomennan myöhemmin. MMP- kudosta sorvaavia proteiineja rauhoittavia tekijöitä ei ole monta, mutta Green tea on yksi niitä löydettyjä molekyylejä.

Katono T, Kawato Effects of nicotine and lipopolysaccharide on the expression of matrix metalloproteinases, plasminogen activators, and their inhibitors in human osteoblasts.Arch Oral Biol. 2009 Feb;54(2):146-55. Epub 2008 Nov 4.

• Tiedetään, että periodontiittibakteerin LPS voi aloitaa alveolaarisen luukadon indusoimalla potilaan sytokiineja.  Tupakanpoltto  lisää  periodontiitin riskejä ja vaikeuttaa  tätä tulehdusta. 

OBJECTIVE: Lipopolysaccharide (LPS) from periodontopathic bacteria can initiate alveolar bone loss through the induction of host-derived cytokines. Smoking increases the risk and severity of periodontitis. 

• Tutkijat tarkkailivat luusolusta , osteoblastista, nikotiinin ja bakteeritekijän(LPS) vaikutuksia seuraaviin  proteiineihin:ja niiden geenien  ilmentymiseen

matrixmetalloproteiinit, MMP,

MMP estäjät, TIMP

 plasminogeenin aktivaattorit (PA) 

PA estäjät PAI-1

Myös PGE(2) eikosanoidin tuotto katsottiin.  

We examined the effects of nicotine and LPS on the expression of matrix metalloproteinases (MMPs), plasminogen activators (PAs), and their inhibitors, including tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) and PA inhibitor-1 (PAI-1), in osteoblasts. 

Tutkimuksissa käytettyjä aineita:  polymyxin B, d-tubocurarine, NS398, Celecoxib.

METHODS: The cells were cultured with or without 10(-4) M nicotine and 100 ng/ml LPS for 12 days or with 100 microg/ml polymyxin B, 10(-4) M D-tubocurarine, 10 micromol/ml NS398, or 10(-6) M celecoxib in the presence of either nicotine or LPS for 12 days. The gene and protein expression levels for MMPs, PAs, TIMPs, and PAI-1 were examined using real-time PCR and ELISAs, respectively. PGE(2) production was determined using an ELISA. 

•  Tuloksista:  Nikotiinin tai bakteeritekijän lisääminen luusoluun nosti siinä seuraavien proteiinien ilmentymisen: MMP-1, MMP-2, MMP-3, kudostyyöpinen PA ( tPA).
•  Seuraavien proteiinine määrät laskivat: TIMP-1, TIMP-3 ja TIMP-4.
• Seuraaviin proteiineihin ei näkynyt olevan vaikutusta: TIMP-2 ja PAI-1

RESULTS: The addition of nicotine and/or LPS to the culture medium increased the expression of MMP-1, -2, and -3 and tissue-type PA (tPA); decreased the expression of TIMP-1, -3, and -4; and did not affect expression of TIMP-2 or PAI-1. 

• Jos läsnä oli d-tubokurariinia tai Polymyxin B antibioottia, niin nikotiini tai bakteerin LPS ei stimuloinut MMP-1 proteiinia lisääntymään. 
• Jos läsnä oli NS398 tai celecoxib anti-inflammatorinen lääke, oli  bakteeriaineksen LPS ja nikotiinin  stimuloiva vaikutus MMP_1 proteiinin suhteen aivan samanlaista, muta  eikosanoidia PGE(2) ei  tuottunut.  

In the presence of d-tubocurarine or polymyxin B, neither nicotine nor LPS stimulated the expression of MMP-1. In the presence of NS398 or celecoxib, the stimulatory effects of nicotine and LPS on MMP-1 expression were unchanged, but they were unable to stimulate PGE(2) production.

• Mitä tutkijat pystyivät päättelemään saamistaan tuloksista?  He arvelevat, että nikotiini ja hammasbakteerimateriaali stimuloivat luun resorboitumista ( katoamista) osteoidin turnover  eli kudosvaihtuvuusvaiheen aikana  lisäämällä  matrixmetalloproteinaasien (MMP)  ja  tPA:n tuottumista ja vähentämällä matrixproteiinien inhibiittorien  (TIMP)  tuottumista.  Lisäksi he ovat sitä mieltä, että  nikotiinin ja hammasbakteerimateriaalin stimuloiva vaikutus  eikosanoidin prostaglandiinin PGE(2) tuotantoon  on itsenäinen tapahtuma, joka ei riipu  niiden stimuloivasta vaikutuksesta MMP_1 ilmenemiseen. 

CONCLUSION: These results suggest that nicotine and LPS stimulate the resorption process that occurs during turnover of osteoid by increasing the production of MMPs and tPA and by decreasing the production of TIMPs. Furthermore, they suggest that the stimulatory effect of nicotine and LPS on PGE(2) production is independent of their stimulatory effect on MMP-1 expression.

Rheologisen kaskadin liitännäinen MMP kaskadi

Tämä on vain kertauksena reologisen puolen kaskadeista, koska MMP-TIMP-kaskadi kylkii siihen.

• Reologisia yksityiskohtia:  Rheological detail (Factor Va, FVia, activated C-protein)

REOLOGIAN alalta löysin uuden väitöskirjan lokakuun viime päiviltä.24.10.2009

 Kjellberg Ulla. Factor V Leiden mutation and pregnancy. Haemostasis during pregnancy in non-carriers and carriers of factor V Leiden mutation, with special emphasis on placenta-mediated and venous thromboembolic complication and on blood coagulation and fibrinolysis markers for prediction of complication.ISBN 978-91-628- 7904-4 ( 30.10.2009).

• Abtraktissa, tiivistelmässä, mainitaan seuraavaa:

Faktori V Leiden-mutaatio nostaa tromboembolisten laskimoperäisten tukosten riskiä (VTE, venous, thromboembolism) yleensäkin. Tiedetään myös, että raskauden aikana hemostaattinen tasapaino siirtyy normaalistikin hyperkoagulabiliteetin suuntaan, mistä seuraa kohonnut VTE-insidenssi eli laskimotukosten kohonnutta esiintymistä Tässä väitöstyössä seuratiin 42 naisen raskauden aikaa (pregnancy) ja lapsivuodeaikaa (puerperium) .
APC (proteiini joka aktivoituu trombiinista ja  trombomoduliinista)
Klassisen ja modifioidun aktivoidun-C proteiinin (APC) suhteet laskivat raskauden aikana.
Kuitenkin modifioidun suhde nousi normaaligeenisille tyypillisen alarajan yläpuolelle ja sitä voidaan käyttää havaitsemaan FVL-mutaatio raskauden aikana.
Protrombo
Kohonneet pitoisuudet fragmentteja  1+2 ( F1+2), liukoista fibriiniä ( soluble fibrin SF) ja D-dimeerejä viittaavat veren koagulaation aktivoitumiseen.
Lisäksi nousee seuraavat tekijät: fibrinogeeni, faktori VIII, PAI-1 ja PAI-2 ( plasminogeenin aktivaattorin inhibiittorit 1 ja 2) .
Seuraavien tekijöitten pitoisuudet laskivat: vapaa proteiini S, t-PA aktiivisuus ( kudosperäinen plasminogeenin aktivaattori, tissue plasminogen activator activity).
Varsinaisen Proteiini C:n -pitoisuudet säilyivät muuttumattomina.
Sonoclot-analyysi viittasi raskauden aikaiseen hyperkoagulaatiotaipumuksen. Sonoclot-käyrän samoja viitearvoja voidaan käyttää koko raskauden aikana.
Tutkimuksessa tyypattiin FVL-geeni 5986 naiselta. FVL kantajuuden prevalenssi oli 8.1%.
500 FVL geeninmutaation kantajaa ja 1058 kontrollia seurattiin pitempään ja hemostaassin merkitsijöitä rekisteröitiin. Mitään eroja ei havaittu istukkavälitteisissä komplikaatioissa raskauden kestoajassa. Seuraavien komplikaatioitten esiintymä oli matala: neonataali asfyxia, eklampsia, kohdunsisäinen sikiökuolema , synnytyksen aikainen sikiökuolema tai hyvin myöhäisen vaiheen selittämätön abortoituminen.
Yli 1000 ml verenmenetys synnytyksen aikana oli harvinaisempaa FVL-kantajuudessa.
FVL-kantajilla oli 3 tapauksessa syvä laskimotulppa (VTE) ja muilla ei ollut yhdessäkään tapauksessa. Pinnallisissa tromboflebiiteissä ei ollut ryhmien välillä eroa. On kyseenalaista genotyypittää FVL:n suhteen niitä terveitä naisia, joilla ei ole ollut laskimotulppia eikä genotyyppaus ole oikeutettua obstetrisen komplikaationkaan perusteella.
Raskauden aikana nousee F1+2 ja D-dimeeri ja pitoisuudet ovat korkeampia, mitä kahdeksan viikkoa synnytyksen jälkeen.
Liukoisen fibriinin (SF) muuntelut olivat vähäisiä tai niitä ei esiintynyt. Sekä FVL-kantajuudessa että kontrolleilla F1+2 ja SF olivat samoilla tasoilla raskauden aikana.
FVL-kantajuudessa oli D-dimeeripitoisuudet korkeammat sekä raskauden että lapsivuoteen aikana. Kaikkien merkitsijöiden pitoisuudet olivat samoilla alueilla naisilla, joilla oli tai joilla ei ollut komplikaatioita, eikä niihin vaikuttanut zygoottisuus tai lisänä ilmenevä trombofilia.
F1+2, SF tai D-dimeeri eivät siis pysty toimimaan FVL-kantajuudessa mitenkään plasentaperäisten komplikaatioitten tai syvän laskimotulpan riskin ennusteena.

• Väitöskirjan tausta-materiaalissa

 selvitettiin kuvan avulla koagulaation ja antikoagulaation sekä fibrinolyysin asemat toisiinsa. Verrattuna aiempiin paradigmaattisiin kaavakuviin tekijä oli selventänyt muutamia yksityiskohtia.

PLASMA sisältää korkean pitoisuuden proteaasi-inhibiittoreita. Sen takia useimpien seriiniproteaasien (koagulaatiotekijöitten) aktiivi muoto pystyy vaikuttamaan vain hyvin pienen aikaa, koska puoliintumisaika on äärimmäisen lyhyt, sekuntteja. Poikkeuksena on seitsemäs tekijä fVIIa, jota on aina hivenmääriä aktiivimuodossaan kiertämässä.

NORMAALI ENDOTEELI, verisuonten sisäpinta, pitää yllä veren juoksevuutta, fluiditeettiä estämällä (inhiboimalla) veren koaguloitumista ja verihiutaleitten eli trombosyyttien aggrekoitumista, kasautumista röykkiöön.

VERISUONEN VAURIOITUMINEN on tila, jossa veri altistuu endoteeliä syvemmällä kudoksessa oleville tekijöille, kudostekijälle , adhesiivisille ( takertuville) proteiineille kuten kollageenille, fibronektiinille, laminiinille, vitronektiinille ja vW-faktorille ja ne alkavat edistää verihiutaleitten eli trombosyyttien adheesiota, liimautumista vauriokohtaan, ja alkaa koagulaatio.

PRIMÄÄRI HEMOSTAASSI, käsittää suonen supistumisen, trombosyyttien aktivoitumisen:
 gpIb liittyy vW-faktoriin endoteelisoluissa.
 gpIIb tekee siltaa gpIIIa:han.
 Sitten IIbIIIa vaikuttaa että trombosyytit pystyvät liittymään toisiinsa fibrinogeenillä ja muodostuu alkutulppa, primary platelet plug.

SEKUNDÄÄRINEN HEMOSTAASSI varmistaa paremman vuodon tukkeamisen. Tässä osallistuvat proteolyyttiset entsyymit. Nämä koagulaatioentsyymit kiertävät normaalissa verenkierrossa aktivoitumattomina ( inertteinä) . Ne aktivoituvat proteolyyttisellä pilkkoutumisella (kuin ketjureaktiona) sitouduttuaan spesifiseen proteiinikofaktoriin fosfolipidipinnalla.
 Siis näissä koagulaatiotekijöissä oli yksi, joka ei ole kiertävässä veressäkään täysin inertti, vaan pysyttelee hivenmäärissä aktiivisena ( faktori VIIa, joka tekee kompleksin kudostekijän TF kanssa).

KUDOSTEKIJÄ TF, tissue factor on kalvoproteiini, jota on adventitian fibroblasteissa.

KOAGULAATIOTEKIJÖISTÄ 
 Kun verisuonen pinta vaurioituu, TF pääsee sitoutumaan ohikulkevan veren faktoriin VIIa. Nyt muodostuva kompleksi TF /;VIIa alkaa aktivoida erästä tekijää, joka sanotaan kymmenenneksi faktoriksi F X. Se aktivoituu F Xa muotoon.
Tämän tekijän kofaktori on F V, joka aktivoiduttuaan on F Va.
Nämä kaksi yhdessä (FXa ja FVa) alkavat aktivoida protrombiinista (FII) esiin trombiinia ( FIIa) .
Tätä alkua sanotaan ”TF pathway”- tieksi , kudosfaktori-tieksi , ja se on koagulaation aloittava jakso ( initial phase).Mainittu kompleksi pystyy aktivoimaan myös F IX-tekijän( yhdeksikön)

TROMBIINI sitoutuu verihiutaleitten,TROMBOSYYTTIEN , fosfolipidipintaan, jos siinä on Z-proteiinia. Tästä seuraa oikein ”thrombin burst”, amplifikaatio, kiihtyvä trombiinin muodostus. Trombiini pystyy aktivoimaan tekijät F V, F VIII, F XI, ja F XIII (“kolmetoista”) ja samoin trombosyytit ja stimuloi trombosyyttejä erittämään vaikuttavasisältöisiä jyväsiään.
FVIII a ( aktiivi kahdeksikko) aktivoi FXI (yhdentoista) ja se aktivoi FIX (yhdeksikön).
FVIIIa toimii kofaktorina sitten FIXa kanssa. Tämä on ”a tenase complex”, joka taas aktivoi tekijän FX.
Tällainen sykli jatkuu ja vaikuttaa, että yhä enemmän TROMBIINIA muodostuu.

TROMBIININ primääri rooli on muuttaa liukoinen fibrinogeeni fibriiniksi.  ( Mutta katsoa myös että fibrinolyysille tulee jonkinkaltaista säätelyä ,.estoakin: Trombiini aktivoi TAFI:n tässä vaiheessa. Trombomoduliinn läsnäolosta  sitten tulee lisää aktivaatiota TAFI:lle.  Kun on plasmiinin valmistumisvaihe plasmiini edelleen aktivoi TAFI - tekijää, fibrinolyysin inhibiittoria. TAFI ei omaa fysiologista inhibiitoria)

FIBRIINI on hemostaattisen tulpan pääkomponentti.
Fibriininmuodostuksen viimeinen vaihe ( final phase) on FXIII (” tekijän 13″) aiheuttama palautumattoman hyytymäverkon muodostus.

JOS  KOAGULAATIO-puolta ei olisi kontrolloimassa  myös sen kehkeytymisen eräässä vaiheessa alkava heräävä  vastavaikuttava ANTIKOAGULATIIVINEN puoli ja FIBRINOLYYSI    jokainen ihminen koaguloituisi parissa minuutissa 

Mutta jos antikoagulaatio ja fibrinolyysi eivät olisi taas puolestaan jarrutettavissa ja hieno. säädettävissä, ihmiskunta menehtyisi verenvuotoon pikaisesti.

 Tämän takia koagulaatiopuoli on melko voimakas ja helposti korostuva, jos ihminen joutuu johonkin poikkeustilaan, sillä elinaikaa pidentää globaalisti ottaen hyperkoagulaatiokyky enemmän kuin vuototilan luomiskyky.

KOAGULAATION kaikkein tärkein fysiologinen INHIBIITTORI on nimeltään ANTITROMBIINI. Se pystyy myös inhiboimaan muita aktivoituneita seriiniproteaaseja kuten TF/VIIa kompleksia, FIXa, FXa, FXIIa.

Toinen ”negatiivisen koagulaatiokontrollin” järjestelmä on C- ja S-proteiinit, joka  voi aktivoitua kun valmistunut trombiini alkaa vaikuttaa trombomoduliiniin (TM) ja niihin  struktuurinmuutosta. 

Fysiologinen antikoagulaatio järjestelmä käynnistyy asteittain hierarkisessa järjestyksessä  trombiinin muodostuttua ja siinä on osatekijänä vaurion lähellä olevan ehjän endoteelin trombomoduliini TM, johon kiinnittynyt trombiini restrukturoituu ja sitten aktivoi C-proteiinin S-proteiini kofaktorina ja muodostuu APC, aktiivi C-proteiini, joka saa hillittyä ja jarrutettua trombiinin kiihtyneen muodostumisen. Se on antikoagulatiivinen.

Tämän APC- funktion kehkeytymsessä voi geneettisillä tekijöillä olla merkitystä, koska koagulaatio-antikoagulaatio- fibrinolyysi- antifibrinolyysi ovat tarkasti ja monivivahteisesti ajoittuvia, säätyviä: ajoituksen muutoksia voi tapahtua, jos jokin aminohappo on mutatoitunut entsyymiproteiinissa. Koska tekijöitä kuitenkin on tavattoman monta, kompensoitumista tapahtuu ja tulos voi olla “normaali” monista lähtökohdista käsin. Tiedon lisääntyessä näistä voidaan myös lääkkeelläkin tasapainottaa tilannetta tarvittaessa.
(Huom. lisäykseni:  toisaalta kun  trombiini  vaikuttaa TM:n kanssa antikoagulatiivisen  APC:n  se  toisaalta taas  saa TAFI:n aktivoitumaan ja TAFIa  hillitsee fibrinolyysin voimakkuutta ja tavallaan koettaa pidentään hyytymän olemassaoloa). 

• Tapahtumien AJOITUS SEIKKA:

FVL_ mutaatiossa, jota tutkija tarkasti pohti, on kyse aktiivin C-proteiinin (APC)- tekemästä FVa tekijän pilkkomisesta. Tuloksena pitäisi olla inhiboitunut FVa ( FVia).
http://www.scripps.edu/mem/gale/research_files/image009.gif
Pilkkoutuminen tapahtuu normaalisti nopeasti ja täysin: kahteen arginiiniin (506 ja 306). Mutta jos S-proteiinissa on poikkeavuus, pilkkoutumisen ajoittuminen on hieman poikkeava, hidastunut. Arg 506 kohta pilkkoutuu nopeasti mutta vain osittain , Arg306 kohta pilkkoutuu täysin, mutta hitaasti. Siis tämä trombiinin muodostuksen toinen kiihdyttäjä (accelerator) ei jarrutu nopeasti ja täysin, mistä seuraa tiettyä enempää hyperkoagulabiliteettia, "normaalifunktion perässä laahaamista". Siis APC siis kyllä muodostuu, mutta sen teho ei ole paras mahdollinen.

Tekijä mainitsee muistakin hemostaasi tekijöistä seuraavaa.

• ANTITROMBIININ määrä sinänsä ei vaihtele raskauden aikana kuten ei C-proteiinin määrä sinänsä. 
• TROMBOSYYTTIEN aktiivisuus nousee raskauden aikana, mutta raskauden viimeisen kolmanneksen aikana niiden lukumäärä laskee lisääntyneen konsumption takia. 
• Kudostekijälle (TF) on oma inhibiittorinsa TFPI, jonka määrä nousee raskauden aikana.http://www.med.unc.edu/mackmanlab 
• Z-proteaasi-inhiboi tekijää FXa ja proteiini Z lisää reaktiota.

• Entä sitten kun FIBRIINI on jo muodostunut?Fibriini taas aiheuttaa fibrinolyysin aktivoitumisen. Fibriini on proentsyymin ja aktivaattorin asettumisalusta.

• PLASMINOGEENI (plg) on proentsyymi, joka pilkkoutuu vahvaksi PLASMIINI-entsyymiksi(plm).
• t-PA on plasminogeenin aktivaattori, joka e.m. aktivoimisen tekee. Plasminogeeniä sitoutuu fibriiniin ja fibriini itsekin stimuloi tätä pilkkoutumista plasmiiniksi.
• PLASMIINI pilkkoo fibriinistä degradaatiotuotteita (FDP), ja nämä tuotteet sinänsä toimivat luonnollisina antikoagulantteina estäen trombiinivaikutusta ja estäen fibriinin polymeroitumista: ”Natural anticoagulants”.

Mitkä ovat FIBRINOLYYSIN PÄÄESTÄJÄT, inhibiittorit ?

• PAI-1 
• alfa2-antiplasmiini 
• lipoproteiini (a) 
• TAFI = Thrombin Activated Fibrinolysis inhibitor (TAFI :lla ei ole omaa  estäjäänä).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Fibrinolysis.png

Kun KOAGULAATIOTEKIJÄ F XIII tekijä on vaikuttanut fibriiniin ja siinä on muodostunut poikkisiltoja, tuloksena syntynyt palautumaton hyytymä on paljon resistentimpi plasmiinin entsymaattiselle vaikutukselle ja pilkkomisille kuin ennen “ tekijää 13.” ilmenevä fibriinimuoto.

MONIA MUITA TEKIJÖITÄ osallistuu tähän hemohomeostaasiin,
 toiset kiihdyttävät koagulaatiota,
 toiset jarruttavat,
toiset kiihdyttävät antikoagulaatiota
ja toiset jarruttavat,
toiset kiihdyttävät fibrinolyysiä
 ja toiset jarruttavat,
 joten vikatoimintojen mahdollisia kohtia on paljon, mutta kukin voi edistää omaa reologista terveyttään ottamalla huomioon terveellisestä elintavasta annetut ohjeet ( liikunta ja ravinto).

Mainittakoon tässä että 
 plasmiini pystyy aktivoimaan myös matrixmetalloproteaasien (MMPs) ( kudosta sorvaavien) entsyymien joukkoa, joten tulpanjälkeinen kudosten korjaantuminen ja verisuonen avautuminen ennalleen putkeksi on mahdollista tässä yhteistyössä.

Tässä tosin on kahden alueen sorvausta, riippuen aivan verenkierron tilanteesta-
: verisuonten sisäisestä  ( veren fluiditeetistä,  rheologisesta funktionaalisuudesta)
 tai ulkoisesta tilanteesta ( ECM matrix tapahtumista)

.Verisuonten sisäiseen osallistuu ensisijaisesti plasmiinista itsestään pilkkoutunut angiostatiini, jota aina muodostuu pikkuisen, mutta tilanteen pahentuessa, sitä generoituu tilanteen mukaisesti- angiogeneesin ja angiostatiinin suhteet rheologiassa pyrkivät tavalla tai toisella olemaan elossapysymistä edistäviä yhteenlaskettuna tuloksena tapahtumista.

u-PA teitse voi plasmiinista käsin aktivoitua MMP-klaskadit ja ne taas vaikuttavat angiostatiinin lisäpilkkoutumista ja ECM  tapahtumia.  Normaalisti MMP määrät ovat miltei olemattomia kiertävässä veressä, mutta patologisissa tiloissa niitä on kirjavat profiilit taudista riippuen.

Näillä reologisilla ja verisuonia sekä matriksia moduloivilla asioilla on lähinnä merkitystä ulkopuolisen säätelyn tarpeen takia esim sikiöaikana, reproduktiossa,  trauman, raskauden, anestesian ja operaation yhteydessä , mutta aina ne fysiologisissa puitteissa vastaavat kehon jatkuvasta uudistumisesta ja plastisuudesta, normaaliudesta.
http://en.wikipedia.org/wiki/Angiostatin

MMP TIMP kaskadin  sijoittuma rheologiseen kaskadiin.
 http://www.lbtd.ulg.ac.be/mmp.html