GlycoMod
FcRn-om vođena modulacija glikozilacije u vaskularnom endotelu
Akronim projekta:
GlycoMod
Šifra projekta:
IP-2026-3262
Voditelj projekta:
doc. dr. sc. Ivan Gudelj
Suradnici:
prof. dr. sc. Zrinka Rajić
prof. dr. sc. Lidija Bach-Rojecky
prof. dr. sc. Biljana Nigović
dr. sc. Barbara Radovani Trbojević
doc. dr. sc. Ivica Matak
dr. sc. Zvonimir Mlinarić
Mihael Grdunac, univ. mag. pharm.
Trajanje projekta:
15. 12. 2026. - 14. 12. 2029.
Sažetak
Cilj projekta je definirati i terapijski modulirati glikozilaciju u vaskularnom endotelu putem FcRn-a kroz četiri specifična cilja: (O1) uspostavu standardiziranih modela humanih endotelnih stanica (EC); (O2) karakterizaciju glikozilacije IgG-a posredovane FcRn-om u upalnim uvjetima; (O3) razvoj konjugata Fc-inhibitora neuraminidaze (Fc-NAI); i (O4) in vivo procjenu njihove farmakokinetike, biodistribucije i bioloških učinaka.
Glavna je hipoteza da glikozilacija IgG-a nije nepromjenjiva nakon sekrecije, već se dinamički regulira tijekom recikliranja posredovanog FcRn-om u endotelnim stanicama. U upalnim uvjetima dolazi do pojačane ekspresije endotelnih glikozidaza, osobito neuraminidaze 1 (NEU1), što dovodi do desijalizacije IgG-a i povećanja njegove proupalne aktivnosti, uz istodobne promjene glikozilacije površine endotelnih stanica. Time se signalni put endotelnog FcRn-a prepoznaje kao dosad nepoznata regulatorna os koja kontrolira funkciju protutijela i vaskularnu upalu.
Za ostvarenje navedenih ciljeva primijenit će se sljedeće metode. Uspostavit će se standardizirani modeli humanih endotelnih stanica. Kvantitativno će se karakterizirati promjene glikozilacije IgG-a i površine endotelnih stanica posredovane FcRn-om, primjenom tekućinske kromatografije temeljene na hidrofilnim interakcijama uz ultra-visokoučinkovitu tekućinsku kromatografiju s fluorescentnom detekcijom, u kombinaciji s analizom ekspresije gena koji kodiraju glikoenzime. Konjugati Fc-NAI konstruirat će se primjenom konstrukata Fc-dijela humanog IgG1 optimiziranih za vezanje na FcRn, koji će se eksprimirati u stanicama jajnika kineskog hrčka (CHO) i povezati s inhibitorima NEU1. Njihovo unutarstanično usmjeravanje, otpuštanje inhibitora i inhibicija enzimske aktivnosti procijenit će se in vitro, nakon čega će uslijediti ispitivanja farmakokinetike, biodistribucije, ciljanja endotela i promjena glikozilacije in vivo u mišjim modelima.
Očekivani rezultati uključuju dobivanje mehanističkih dokaza o remodeliranju glikozilacije IgG-a i endotelnih stanica ovisnom o FcRn-u, identifikaciju ključnih endotelnih enzima te validaciju konjugata Fc-NAI kao ciljanih modulatora glikozilacije. Projekt će time uspostaviti novu znanstvenu paradigmu od velikog znanstvenog značaja, koja će unaprijediti razumijevanje imunosne regulacije i pružiti temelj za precizne strategije glikoinženjerstva. Posebno je važno da će Fc-NAI, kao glavni rezultat projekta, omogućiti glikoinženjerstvo specifično za pojedine stanice i signalne putove, s translacijskim potencijalom u liječenju upalnih, kardiovaskularnih i autoimunih bolesti.
Abstract
The aim of the project is to define and therapeutically modulate FcRn-driven glycosylation remodeling within the vascular endothelium through four objectives: (O1) establishment of standardized human endothelial cell (EC) models; (O2) characterization of FcRn-mediated IgG glycosylation under inflammatory conditions; (O3) development of Fc-neuraminidase inhibitor (Fc-NAI) conjugates; and (O4) in vivo evaluation of their pharmacokinetics, biodistribution, and biological effects.
The main concept is that IgG glycosylation is not fixed after secretion but dynamically regulated during FcRn-mediated recycling in ECs. Under inflammatory conditions, endothelial glycosidases, particularly neuraminidase 1 (NEU1), are upregulated, leading to IgG desialylation and increased pro-inflammatory activity, while also altering EC surface glycosylation. This identifies the endothelial FcRn pathway as a previously unrecognized regulatory axis controlling antibody function and vascular inflammation.
To address this, the following methods will be applied. Standardized human EC models will be established. FcRn-mediated IgG and EC surface glycosylation changes will be quantitatively characterized using hydrophilic interaction liquid chromatography-ultra-high-performance liquid chromatography with fluorescence detection combined with glyco-enzyme gene expression analysis. Fc-NAI conjugates will be engineered using human IgG1 Fc constructs optimized for FcRn binding, expressed in Chinese hamster ovary cells, and linked to cleavable NEU1 inhibitors. Their intracellular trafficking, release, and enzymatic inhibition will be assessed in vitro, followed by pharmacokinetic, biodistribution, endothelial targeting, and in vivo glycosylation studies in murine models.
Expected results include mechanistic evidence of FcRn-dependent IgG and EC glycan remodeling, identification of key endothelial enzymes, and validation of Fc-NAI as targeted modulators of glycosylation. Thus, the project will establish a new paradigm which is of high scientific significance as it advances understanding of immune regulation and provides a foundation for precise glyco-engineering strategies. Importantly, Fc-NAI as the key project output will enable cell- and pathway-specific glyco-engineering with translational potential in inflammatory, cardiovascular, and autoimmune diseases.
Aktivnosti
- Uspostava standardiziranih modela humanih endotelnih stanica.
- Karakterizacija glikozilacije IgG-a posredovane FcRn-om u upalnim uvjetima.
- Razvoj konjugata Fc-inhibitora neuraminidaze.
- In vivo procjena njihove farmakokinetike, biodistribucije i bioloških učinaka.
Poveznice
CroRIS - projekt GlycoMod (IP-2026-3262)
Projekt financira Hrvatska zaklada za znanost.