Impact of oxidative DNA base lesion repair in heart failure.

Betydning av oksidativ DNA skade for hjertesvikt.Titusenvis av skader forekommer i arveanleggene i hver enkelt celle i kroppen i løpet av et døgn. Pga av effektive mekanismer for reparasjon blir tilnærmet alle skader reparert. I dette prosjektet ser vi på betydningen av reparasjon av oksidative DNA skader for kardiologiske sykdommer.I dette prosjektet undersøker vi betydningen av reparasjon av oksidativ skade på DNA for hjerte og kardiovaskulær sykdom. Vi har et spesielt fokus på DNA glykosylaser som gjenkjenner oksidative skader på basene (byggenstenene) i DNA. DNA glykosylaser initierer baseutkuttingsreparasjon som er den viktigste reparasjonsmenkanismen for fjerning av oksidativ skade på arveanleggene. Det dreier seg om en helt ny tilnærming til sentrale kardiologiske problemstillinger. Prosjektet har som ambisjon å løse problemstillinger i skjæringspunktet mellom kardiologi og molekylærbiologi og representerer et tverrfaglig samarbeid mellom molekylærbiologisk og kardiologisk ekspertise på tvers av vanlige faggrenser. Prosjektet vil kunne kaste lys over nye patogenetiske mekanismer ved utvikling av hjerte- og karsykdom og vil på lengre sikt kunne danne grunnlag for nye former for terapi og utviklingen av nye biomarkører i den aktuelle pasientgruppen. Vi har generert flere musestammer (Neil1, Neil2, Neil3)med defekt reparasjon av oksidative DNA base skader som vi benytter i en ekperimentell modell for hjertesvikt. Et omfattende studie av DNA glykosylasen Neil3 i hjertesviktmodellen er nettopp avsluttet og har gitt spennende resultater. Vi finner at Neil3 er viktig for overlevelse etter infarkt. Neil3 har en viktig funksjon for regenerering av nytt vev etter infarkt. Vi viser at Neil3 bidrar til økt proliferasjon av progenitorceller i hjertet. I Neil3 defekte dyr finner vi lavere ekspresjon av markører for angiogenese og celleinfiltrasjon etter infarkt. I forsøk som foregår paralellt med hjertestudien har vi nylig påvist at Neil3 har en viktig funksjon under regenerering av hjernevev etter iskemi.

Impact of oxidative DNA base lesion repair in heart failure.Vi har etablert og utført flere studier med musemodeller for hjerte-iskemi og artherosklerose hvor vi ser på betydningen av oxidativ DNA skader. Vi bruker DNA reparasjonsdefekte mutanter for å evaluere betydningen av redusert reparasjon.I løpet av det første året har vi kjørt igjennom hjerte-iskemi forsøk med våre DNA reparasjonsdefekte mutanter og finner klare forskjeller mellom vildtype og mutanter i bl a regenerering av hjertevev. Vi bruker både immunhistokjemi, RNA kvantifisering, biokjemiske assay og cellebiologiske assay for å karakterisere dyrene under iskemi.Vi har hatt et spesielt fokus på Neil3 som viser seg å være en viktig regulator av proliferasjon etter iskemi. 3-7 dager etter iskemi oppreguleres Neil3 ca 20 ganger. Vi antar at Neil3 er viktig for cellecyklus progresjon og er nødvendig for å fjerne skader som blokkerer replikasjon. Vi har vist at Neil3 fjerner hydantoiner svært effektivt fra enkelttrådet DNA. Det er tidligere vist at hydantoiner er cytotoksiske skader som blokkerer replikasjon. Cardiosphere assay viser at Neil3 har en spesifikk rolle i proliferasjon av stam progenitor celler. Vekst av cardiospherer viser seg å være betydelig svekket i Neil3 dyr. Dette ser ut til å være en spesialisert funksjon for Neil3 som ikke kan erstattes av andre funksjonelle homologer slik som Neil1 og Neil2. Som en siste del av prosjektet skal vi kvantifisere DNA skadeomfanget i iskemisk og ikke-iskemisk område. I en annen del av prosjektet har vi etablert en musestamme for artherosklerose (ApoE) hvor vi studerer betydningen av DNA base skader. Hittil har vi krysset denne musestammen med flere av våre DNA reparasjonsdefekte muse modeller, inkludert Neil3, Neil1, Neil2, MutY og Ogg1. For øyeblikket etablerer vi immunohistokjemiske protokoller for kvantitering av plaque dannelse.