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Cardiovascular and metabolic roles of the 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase/H2S pathway

English title Cardiovascular and metabolic roles of the 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase/H2S pathway
Applicant Szabo Csaba
Number 179434
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de Médecine Université de Fribourg
Institution of higher education University of Fribourg - FR
Main discipline Pathophysiology
Start/End 01.05.2018 - 30.04.2022
Approved amount 800'000.00
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Keywords (11)

Free radicals; Diabetic complications; Metabolism; Metabolic disease; Hydrogen sulfide; Cardiac; Metabolomics; Mitochondria; Vascular; Gasotransmitters; Endothelial cells

Lay Summary (German)

Lead
Die Rolle von Schwefelwasserstoff bei Diabetes und Obesitas.
Lay summary

Schwefelwasserstoff (H2S) ist allgemein bekannt als "Sumpfgas" oder "Abwassergas", ein unangenehm riechender Gas produziert von verschiedener Gemeinschaften. Obwohl H2S als ein sehr unwahrscheinlicher Kandidat für irgendeine Rolle in der menschlichen Biologie erscheint, zeigen neueste Daten, dass Tierzellen und menschliche Zellen H2S produzieren und es für ihre eigenen biologischen Funktionen verwenden. Das aktuelle Projekt wird uns ermöglichen, die potentielle Rolle von H2S, wie es von einem Protein namens 3-MST dass H2S produziert, in Gesundheit und Krankheit zu erforschen. Wir werden die Rolle dieses Systems in der normalen Blutgefäßfunktion und im normalen Metabolismus (Spezifisches Ziel 1) klären und, soweit es seine Rolle in zwei Krankheiten (Spezifische Ziele 2 und 3) betrifft, die Rolle des 3-MST definieren / H2S-Prozesse bei Diabetes und bei Obesitas/ Stoffwechselerkrankungen, die durch eine fettreiche Ernährung ausgelöst werden (beide Krankheiten sind in entwickelten Ländern von offensichtlicher sozioökonomischer Relevanz). Basierend auf unseren vorläufigen Daten stellen wir die Hypothese auf, dass (a) das 3-MST / H2S eine wichtige physiologische Rolle bei der Aufrechterhaltung der kardiovaskulären und metabolischen Funktion spielt; (b) es wird bei Diabetes und bei metabolischen Erkrankungen beeinträchtigt, was zur Entwicklung dieser Krankheiten beiträgt, und (c) die therapeutische Ergänzung (Ersatz) von H2S kann die Homöostase wiederherstellen und die Blutgefäß- und Stoffwechselfunktionen bei Diabetes und Obesitas verbessern.

Direct link to Lay Summary Last update: 30.03.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
188525 Repurposing of a clinically used poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor for the experimental therapy of ARDS 01.03.2020 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Over the last decade, a novel gasotransmitter, hydrogen sulfide (H2S), has been identified and research efforts began to unveil its various regulatory roles in health and disease. Enzyme systems producing these mediators have been discovered and characterized, and a multitude of scientific articles have been published on the metabolism, biological roles and the mechanisms of action of these three molecules. However, there are still significant gaps in our knowledge, especially with respect to the most recently discovered H2S-producing enzyme, 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3-MST). With respect to 3-MST, until recently, most of the necessary experimental tools (e.g. knockout animals, selective pharmacological inhibitors) were lacking. With the recent availability of these tools, the current project aims to fill significant gaps in the field of H2S biology and seeks to define the hemodynamic and metabolic role of the 3-MST/H2S pathway under physiological conditions and in a selected number of pathophysiological states. We outline an experimental plan for the next 4 years to define some of the regulatory roles of the 3-MST/H2S system in health and disease. As far as its physiological roles, Specific Aim 1 will focus on defining the roles of this system in in the maintenance of physiological cardiovascular and metabolic homeostasis. As far as its pathophysiological roles, Specific Aims 2 and 3, respectively, will define the role of the 3-MST/H2S pathway in vascular and metabolic function during the development of diabetic cardiovascular complications and during metabolic disease induced by high-fat diet. Based on our preliminary data, we hypothesize that (a) the 3-MST/H2S plays important physiological roles in the maintenance of cardiovascular and metabolic homeostasis; (b) it becomes impaired in diabetes and in metabolic disease, which contributes to the pathogenesis of these diseases and (c) therapeutic supplementation (replacement) of H2S can restore homeostasis and can improve cardiovascular and metabolic functions in diabetes and in metabolic disease.
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