Pracownia Neurodegeneracji i Terapii Eksperymentalnej
Profil naukowy
- O pracowni
- Pracownicy
- Zakład nadrzędny
Profil badawczy
Choroba Parkinsona (chP) jest postępującą chorobą neurodegeneracyjną charakteryzującą się zaburzeniami ruchowymi (spowolnieniem, sztywnością mięśniową, drżeniem spoczynkowym) oraz współistniejącymi objawami niemotorycznymi m.in. depresyjnymi. Chorobie może towarzyszyć drżenie samoistne (czynnościowe). Patomechanizmy tych schorzeń są słabo poznane, diagnostyka możliwa dopiero na późnym, nieodwracalnym etapie, a dostępne terapie objawowe mało skuteczne i obarczone niepożądanymi efektami ubocznymi.
W Zakładzie bada się procesy degeneracji neuronów dopaminergicznych, rozwijające się zmiany kompensacyjne oraz mechanizmy odpowiadające za objawy chP i drżenie samoistne. Poszukuje się markerów różnych stadiów chP oraz potencjalnych punktów uchwytu dla nowych leków.
W opracowanych przez nas modelach zwierzęcych uszkadza się komórki dopaminergiczne (6-OHDA, MPP+, laktacystyna, pestycydy) i glejowe (fluorocytrynian), hamuje się ich funkcję (rezerpina, tetrabenazyna), blokuje receptory dopaminowe (neuroleptyki) lub wywołuje drżenia czynnościowe (harmalina). Przebieg procesów degeneracyjnych oraz ich konsekwencje bada się na poziomie behawioralnym (zaburzenia ruchliwości i koordynacji, drżenia, katalepsja, zachowania depresyjne), histologicznym (immunohistochemia, stereologia), neuroprzekaźnikowym (mikrodializa, HPLC), wiązania do receptorów i transporterów (autoradiografia), molekularnym (poziom białek i mRNA) i metabolicznym (aktywność mitochondriów, poziomy substratów energetycznych).
W powyższych modelach bada się mechanizmy działania oraz skuteczność potencjalnych leków wpływających m.in. na przekaźnictwo dopaminowe, adenozynowe, glutaminianergiczne oraz nitrergiczne.
Metody badawcze
a. operacje stereotaktyczne mózgu szczura i domózgowe podania związków
b. metody behawioralne:
– automatyczny pomiar aktywności lokomotorycznej, drżeń czynnościowych i innych form zachowania ruchowego szczurów w aktometrach i tremorometrach
– automatyczny pomiar zachowania asymetrycznego szczurów z jednostronnym uszkodzeniem układu dopaminowego (rotametry)
– obserwacje zachowania szczurów: test katalepsji (model spowolnienia ruchowego), pomiar drżących ruchów pyszczka (model drżenia parkinsonowskiego), test cylindra (test koordynacji ruchowej)
-trening biegowy szczurów na bieżniach automatycznych
c. metody histologiczne: barwienia histologiczne i immunohistochemiczne skrawków mózgu, mikroskopia świetlna, fluorescencyjna, stereologia, analiza morfologiczna, metoda Sholla
d. metody biochemiczne: HPLC, mikrodializa mózgu, autoradiografia receptorów i transporterów, pomiar stężenia substratów energetycznych w tkankach i osoczu krwi
e. metody molekularne: Western blot, hybrydyzacja in situ, analiza aktywności mitochondrialnych kompleksów oddechowych, elektroforeza dwukierunkowa, DIGE
f. komputerowe obrazowanie skrawków mózgu, densytometria
Najważniejsze dwa odkrycia w ciągu 3 ostatnich lat
Wykazanie, że uszkodzenie układu dopaminowego u szczurów może modelować depresję obecną w chorobie Parkinsona, oraz służyć do oceny skuteczności i efektów ubocznych leków przeciwdepresyjnych, jak również ich interakcji z L-DOPA.
Wykazanie, że w wyniku uszkodzenia układu dopaminowego u szczurów dochodzi do zmian składu i wydajności superkompleksów mitochondrialnego łańcucha oddechowego, a także płynności błon mitochondrialnych, co może mieć znaczenie zarówno dla samego procesu degeneracyjnego, jak i dla jego kompensacji.
Emerytowani Członkowie Zespołu:
Prof. dr hab. Krystyna Ossowska – wieloletni kierownik Zakładu
prof. dr hab. Jadwiga Wardas
Pracownicy pracowni
Dokonania naukowe
- Publikacje
- Granty
- Nagrody
Grant
grant NCN OPUS18 2019/35/B/NZ7/02862 Ćwiczenia fizyczne jako naturalny mechanizm indukujący neuroregenerację. Poszukiwanie nowych białek markerowych i celów terapeutycznych w chorobie Parkinsona
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Grant
NCN grant, OPUS 14 [2018-08-03 do 2021-08-02] nr 2017/27/B/NZ7/00289 „Jak interakcja pomiędzy mikroglejem a astrocytami wpływa na funkcjonowanie neuronów w układzie dopaminergicznym. Analiza potencjalnego działania ochronnego substancji zmieniających fenotyp komórek glejowych" Wykonywany w IF PAN w Krakowie
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Grant
Stypendium naukowe MOBILNOŚĆ PLUS, finansowane przez MNiSW. "Rola ochronna astrocytów w procesie degeneracji neuronów układu dopaminergicznego oraz w procesie funkcjonalnej kompensacji tego uszkodzenia. Badania funkcji i składu mitochondrialnych superkompleksów łańcucha oddechowego w zwierzęcych modelach wczesnej choroby Parkinsona"
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Grant
Grant badawczy OPUS 3, nr 2012/05/B/NZ4/02599, finansowany przez NCN. „Rola astrocytów i metabolizmu komórkowego w procesie funkcjonalnej kompensacji uszkodzenia układu dopaminergicznego mózgu szczura. Analiza ekspresji AMPK i białek regulujących metabolizm energetyczny w kontekście choroby Parkinsona." Wykonywany w IF PAN w Krakowie.
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Nagroda
Zespołowa Nagroda Naukowa Wydziału V Nauk Medycznych PAN za cykl 3 publikacji pt. ”Rola astrocytów w mechanizmach kompensujących degenerację neuronów dopaminergicznych i w regulacji energetyki komórkowej układu czarno-prążkowiowego w zwierzęcym modelu wczesnej choroby Parkinsona”
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Nagroda
Nagroda Dyrektora IF PAN za publikacje o wysokim IF w 2018r.
Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
The effects of cocaine on different redox forms of cysteine and homocysteine, and on labile, reduced sulfur in the rat plasma following active versus passive drug injections
Kowalczyk-Pachel, D., Chwatko, G., Iciek, M., Czyzyk, J., Filip, M., Włodek, L., Lorenc-Koci, E.
DOI: 10.1007/s12640-013-9403-6
Molsidomine, a nitric oxide donor, modulates rotational behavior and monoamine metabolism in 6-OHDA lesioned rats treated chronically with L-DOPA
Lorenc-Koci, E., Czarnecka, A., Lenda, T., Kamińska, K., Konieczny, J.
DOI: 10.1016/j.neuint.2013.09.021
The effect of lipoic acid on cyanate toxicity in different structures of the rat brain
Sokołowska, M., Lorenc-Koci, E., Bilska, A., Iciek, M.
DOI: 10.1007/s12640-013-9395-2
The extent of neurodegeneration and neuroprotection in two chemical in vitro models related to parkinson's disease is critically dependent on cell culture conditions
Jantas, D., Roman, A., Kuśmierczyk, J., Lorenc-Koci, E., Konieczny, J., Lenda, T., Lasoń, W.
DOI: 10.1007/s12640-012-9374-z
Two faces of 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline mode of action in the mammalian brain: Is it an endogenous neurotoxin or a neuromodulator?
Lorenc-Koci, E.
DOI: 10.1007/978-1-4614-1542-8_1
Different effects of intranigral and intrastriatal administration of the proteasome inhibitor lactacystin on typical neurochemical and histological markers of Parkinson's disease in rats
Lorenc-Koci, E., Lenda, T., Antkiewicz-Michaluk, L., Wardas, J., Domin, H., Śmiałowska, M., Konieczny, J.
DOI: 10.1016/j.neuint.2011.03.013
Neuroprotective effects of MAPK/ERK1/2 and calpain inhibitors on lactacystin-induced cell damage in primary cortical neurons
Jantas, D., Lorenc-Koci, E., Kubera, M., Lason, W.
DOI: 10.1016/j.neuro.2011.05.013
The effect of the uremic toxin cyanate (CNO<sup>-</sup>) on anaerobic cysteine metabolism and oxidative processes in the rat liver: A protective effect of lipoate
Sokołowska, M., Niedzielska, E., Iciek, M., Bilska, A., Lorenc-Koci, E., Włodek, L.
DOI: 10.3109/15376516.2011.556155
The effect of uremic toxin cyanate (OCN <sup>-</sup>) on anaerobic sulfur metabolism and prooxidative processes in the rat kidney: A protective role of lipoate
Iciek, M., Bilska, A., Lorenc-Koci, E., Włodek, L.B., Sokołowska, M.M.
DOI: 10.1177/0960327110394225