Zaloguj się
Zakład Neurochemii
Profil naukowy
- O zakładzie
- Pracownicy
Profil badawczy
Neurobiologiczne i molekularne aspekty:
- bólu przewlekłego,
- depresji,
- uzależnienia,
- neurodegeneracji,
- neuroprotekcji
- oraz mechanizmy działania terapii przeciwdepresyjnych i neuroprotekcyjnych.
Celem prowadzonych badań jest poznanie mechanizmów molekularnych regulujących procesy neuroplastyczne w układzie endogennych kanabinoidów (endokanabinoidów). System ten jest zaangażowany w kontrolę procesów motywacji, poszukiwania nagrody oraz odczuwania bólu. Interesującym kierunkiem badań jest łączenie doświadczeń́ bólowych z aktywnością̨ mezolimbicznego układu nagrody, jak również wskazanie mechanizmu uczenia jako kluczowego elementu utrzymujących się efektów silnego bólu. Zrozumienie roli endokanabinoidów w kontroli transmisji bólowej na poziomie układu nagrody wyznaczy nowe kierunki poszukiwań́ skutecznych leków analgetycznych. Możliwość poznania zaburzeń funkcji ośrodkowego układu nerwowego (OUN) w bólu przewlekłym w kontekście układu nagrody oraz mechanizmów uczenia pod wpływem aktywacji układu endokanabinoidowego obejmuje wartościowy warsztat technik badawczych stosowanych od wielu lat w Zakładzie Neurochemii.
Celem prac eksperymentalnych prowadzonych w dziedzinie neurofarmakologii i w Zakładzie Neurochemii jest próba znalezienia leków o większej terapeutycznej skuteczności niż obecnie stosowane, a także o możliwie niewielkim działaniu niepożądanym. W przypadku poszukiwania skuteczniejszej terapii choroby (depresji, uzależnienia, chorób neurodegeneracyjnych) których przyczyna nie jest dokładnie określona i brak jest wiarygodnych markerów znalezienie skutecznie i przyczynowo działających leków wymaga wcześniejszego poznania istotnych mechanizmów prowadzących do powstania choroby. Badania zmierzające do lepszego poznania przyczyn chorób oraz działania potencjalnych leków prowadzone są głównie w modelach zwierzęcych, które w znacznym stopniu przybliżają badaczowi możliwość poznania zaburzeń funkcji OUN mogących być przyczyną wystąpienia danej jednostki chorobowej. Depresja, uzależnienia od substancji psychoaktywnych, a także choroby neurodegeneracyjne (choroba Parkinsona, Alzheimera) są poważnym zagrożeniem dla funkcjonowania człowieka, ale pomimo intensywnych badań o niepoznanej do chwili obecnej etiologii. Diagnostyka tych schorzeń możliwa jest dopiero na późnym, nieodwracalnym etapie, a dostępne terapie objawowe mało skuteczne i obarczone niepożądanymi efektami ubocznymi. W Zakładzie Neurochemii bada się procesy prowadzące do zachowań depresyjnych, uzależnień oraz procesy neurotoksyczne z zastosowaniem wielu zwierzęcych modeli tych zaburzeń funkcji OUN. Przebieg procesów neurodegeneracyjnych oraz ocena przeciwdepresyjnego czy przeciwuzależnieniowego potencjału badanych substancji oceniana jest na trzech niezależnych poziomach: behawioralnym, biochemicznym i molekularnym. Poszukuje się markerów różnych stadiów choroby Parkinsona, mechanizmów molekularnych prowadzących do neurotoksyczności oraz depresji, a przede wszystkim nowych leków mogącym zapobiegać tym niekorzystnym mechanizmom w mózgu.
Ponadto, w Zakładzie prowadzone są badania, których celem jest opracowanie nowych metod leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów (osteoartrozy, OA) i towarzyszącym jej stanom bólowym. Badania skupiają się na określeniu znaczenia aktywności synowiocytów błony maziowej w bólu związanym z OA oraz badające wpływ mezenchymalnych komórek macierzystych na regenerację uszkodzeń tkankowych u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów.
Metody badawcze
- behawioralne: automatyczny pomiar aktywności lokomotorycznej w aktometrach, obserwacje zachowania szczurów i myszy: test wolnego pola, test katalepsji, test wymuszonego pływania (FST), test zawieszenia za ogon jako modele zachowań pro i przeciwdepresyjnych, doświadczalne, zwierzęce modele bólu przewlekłego (neuropatycznego) i bólu związanego z osteoartrozą; testy oceniajace symptomy bólowe w bólu przewlekłym: test wrażliwości na bodziec dotykowy, wrażliwości stawu kolanowego na nacisk, test oceniający dystrybucję ciężaru ciała u zwierząt swobodnie poruszających się
- operacje stereotaktyczne mózgu szczura
- domózgowe podania związków
- metody biochemiczne: oznaczanie poziomu amin biogennych i ich metabolitów, analiza szybkości metabolizmu w strukturach mózgu metodą HPLC z ED, oznaczanie stężenia pobudzających aminokwasów metodą kulometryczną HPLC z UV detekcją,
- metody biochemiczne in vivo: mikrodializa struktur mózgu i oznaczanie zewnątrzkomórkowego stężenia neurotransmiterów i ich metabolitów
- metody radioizotopowe: oznaczanie wypierania radioaktywnych ligandów z receptora, oznaczanie gęstości i powinowactwa receptorów (Bmax, Kd), wychwytu monoamin w skrawkach mózgu, aktywność enzymów
-
analiza ekspresji genów na poziomie mRNA:– izolacja i oczyszczanie RNA z materiału zwierzęcego i komórkowego– metoda qPCR (PCR w czasie rzeczywistym)– analiza wyników mikromacierzy mRNA
-
analiza ekspresji genów na poziomie białka:-ilościowe oznaczanie białka w materiale biologicznym techniką Western blot– przygotowanie materiału zwierzęcego do barwienia immunofluorescencyjnego (perfuzja, utrwalenie i sekcjonowanie tkanki)– jakościowe oznaczanie białka w materiale biologicznym metodą immunofluorescencji
-
badania in vitro:Prowadzenie pierwotnych hodowli komórkowych chondrocytów i osteoblastówTesty biochemiczne:– Test oceniający aktywację komórek (test Griessa)– Test oceniający żywotność komórek (test MTT)– Test oceniający proliferację komórek (test BrdU)– Test oceniający cytotoksyczność (test LDH)
Najważniejsze odkrycia w ciągu ostatnich 3 lat
Wykazanie i wypromowanie endogennej aminy 1-metylo-1,2,3,4-tetrahydroizochinoliny (1MeTIQ) jako substancji neuroprotekcyjnej o istotnym przeciwuzależnieniowym i przeciwdepresyjnym działaniu co skutkowało wprowadzeniem w 2015 roku 1MeTIQ do katalogu międzynarodowej firmy Sigma-Aldrich (nr kat. 4965-09-7) w oparciu o opublikowane przez nas na przestrzeni ostatnich lat wyniki badań.
Wykazanie wyższej skuteczności przeciwbólowej związku skierowanego na dwa cele molekularne (OMDM-198: hamującego aktywność FAAH i blokującego receptor TRPV1) w stosunku do substancji działających na jeden układ receptorowy, co może przyczynić się do powstania nowej, skuteczniejszej i powszechnie stosowanej terapii bólu przewlekłego (Malek i wsp., PAIN,2015).
Najważniejsze prace
- 1-Methyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline, an endogenous amine with unexpected mechanism of action: new vistas of therapeutic application. Neurotox. Res. 2014, 25:1-12
- Antidepressant–like effect of tetrahydroisoquinoline amines in the animal model of depressive disorder induced by repeated administration of a low dose of reserpine:behavioral and neurochemical studies in rat. Neurotox. Res. 2014, 26:85-98
- A multi-target approach for pain treatment: dual inhibition of fatty acid amide hydrolase and TRPV1 in a rat model of osteoarthritis. Pain. 2015 May;156(5):890-903
Współpraca z ośrodkami naukowymi krajowymi
- Prof. dr hab. Zbigniew Madeja oraz dr hab. Justyna Drukała, Zakład Biologii Komórki, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ
- Dr Piotr Duda, Laboratorium Mikrotomografii, Zakład Komputerowych Systemów Biomedycznych, Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski
- Dr hab. Ewa Zuba-Surma, Laboratorium Biotechnologii Komórek Macierzystych, Zakład Biologii Komórki, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ
Współpraca z ośrodkami naukowymi zagranicznymi
- Prof. Vincenzo Di Marzo, Institute of Biomolecular Chemistry of the National Research Council (ICB-CNR), Pozzuoli, Neapol, Włochy/ Canada Research Excellence, Uniwersytet Laval, Quebeck, Kanada
- Prof. Stephen McMahon, Wolfson Centre For Age-Related Diseases, King’s College London, Wielka Brytania
- Prof. Roger G. Pertwee School of Medical Sciences Institute of Medical Sciences University of Aberdeen, Wielka Brytania
-
Prof. Ganesh A. Thakur, Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, Bouvé College of Health Sciences, Northeastern University, Boston, Stany Zjednoczone
prof. dr hab. Katarzyna Starowicz-Bubak
Kierownik zakładu
+48 12 6623206
starow@if-pan.krakow.pl
pokój 117 Pracownicy zakładu
dr Karolina Noworyta
+48 12 6623233k.a.noworyta@gmail.compokój 116dr inż. Katarzyna Popiołek-Barczyk
+48 12 6623203popiolek@if-pan.krakow.plpokój 115dr hab. Agnieszka Wąsik
+48 12 6623243wasik@if-pan.krakow.plpokój 116dr Magdalena Białoń
+48 12 6623203bialon@if-pan.krakow.plpokój 116dr Żaneta Broniowska
+48 12 6623243bronio@if-pan.krakow.plpokój 116dr Marta Kędziora
+48 12 6623243bryk@if-pan.krakow.plpokój 116mgr inż. Mateusz Królewski
krolew@if-pan.krakow.plpokój 115mgr inż. Magdalena Rak
+126623243rak@if-pan.krakow.plEdyta Kukiełka
+48 12 6623354kukielka@if-pan.krakow.plpokój 114mgr Maciej Degutis
+48 12 6623203degutis@if-pan.krakow.plpokój 115Dokonania naukowe
- Publikacje
- Granty
- Nagrody
Grant
Ocena terapeutycznego potencjału β-kariofilenu w zwierzęcym modelu schizofrenii - badania behawioralne i molekularne (2022/45/N/NZ7/04059)
Dr Magdalena Białoń
Grant
Krakowska Kawiarenka Neurobiologiczna
Dr Karolina Noworyta
Grant
Zaburzenia funkcji poznawczych w bólu przewlekłym – niedoceniane znaczenie CBD
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Nowa nadzieja dla chorych stawów: leczenie oparte na polimerach w celu nasilenia strategii regeneracyjnych u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową
Dr Marta Kędziora
Grant
Rola endokanabinoidów w mechanizmie kontroli motywacji wrażliwym na procesy zapalne
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Krakowska Kawiarenka Neurobiologiczna
Dr Karolina Noworyta
Grant
Farmakologiczna modulacja receptorów H3 i H4 histaminowych - nowa perspektywa w terapii bólu neuropatycznego
Dr inż. Katarzyna Popiołek - Barczyk
Grant
Opracowanie zoptymalizowanych metod leczenia uszkodzeń tkankowych w oparciu o innowacyjne kompozyty oraz mezenchymalne komórki macierzyste i ich pochodne u pacjentów z chorobami cywilizacyjnymi (akronim: BioMiStem)
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Znaczenie aktywności synowiocytów błony maziowej w bólu związanym z chorobą zwyrodnieniową stawów
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Określenie roli rdzeniowych receptorów waniloidowych i ich endogennych ligandów w farmakologii i terapii bólu neuropatycznego
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
The role of spinal TRPV1 vanilloid receptors in the analgesic effects of anandamide in a model of neuropathic pain
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Interakcja pomiędzy endokanabinoidami i endowaniloidami jako nowy cel terapeutyczny w bólu neuropatycznym
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Poszukiwanie farmakoterapii choroby zwyrodnieniowej stawów (OA): receptory TRPV1 i CB1 i ich endogenne ligandy jako nowe cele interwencji farmakologicznej”
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Grant
Rola obwodowych receptorów kanabinoidowych CB2 w terapii choroby zwyrodnieniowej stawów
Prof. dr hab. Katarzyna Starowicz - Bubak
Nagroda
Stypendium doktoranckie L'Oreal-UNESCO dla Kobiet i Nauki
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Philip A. Spiegel Trainee Award, IASP World Congress on Pain, 2022
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Pięciomiesięczne stypendium ufundowane przez Fundację Kościuszkowską: 2022/2023 Exchange Program to United States, na pobyt naukowy w Virginia Commonwealth University
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium Rządu Francuskiego na dwumiesięczny pobyt badawczy we Francji (SSHN) na Uniwersytecie Bordeaux
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium Prezesa PAN za wybitne osiągnięcia
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium dla najlepszych doktorantów Instytutu Farmakologii im. Jerzego Maja PAN
Dr Marta Kędziora
Nagroda
II miejsce w Konkursie na artykuł popularnonaukowy dla młodych naukowców IF PAN
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Nagroda za najlepszą prezentację ustną podczas konferencji 4th Central European Biomedical Congress
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium wyjazdowe (travel grant) na udział w konferencji The 31th International Cannabinoid Research Society Symposium on the Cannabinoids, online, 21-24.06.2021
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Nagroda w konkursie na najlepszy szkic artykułu przeglądowego do Pharmacological Reports
Dr Marta Kędziora
Nagroda
I miejsce w Konkursie na artykuł popularnonaukowy dla młodych naukowców IF PAN
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium wyjazdowe (travel grant) na udział w konferencji The 30th International Cannabinoid Research Society Symposium on the Cannabinoids, Galway, Irlandia, 2020
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium wyjazdowe (FENS-IBRO/PERC grant) na udział w konferencji The FENS Virtual Forum of Neuroscience, 2020
Dr Marta Kędziora
Nagroda
Stypendium wyjazdowe finansowane w ramach projektu Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej (NAWA) PROM na udział w konferencji FENS Forum of Neuroscience, Glasgow, UK, 11-15.07.2020
Dr Marta Kędziora
Nagroda
II miejsce w Konkursie na artykuł popularnonaukowy dla młodych naukowców IF PAN
Dr Marta Kędziora
The Protective Effect of Repeated 1MeTIQ Administration on the Lactacystin-Induced Impairment of Dopamine Release and Decline in TH Level in the Rat Brain
Wąsik, A., Romańska, I., Zelek-Molik, A., Nalepa, I., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1007/s12640-018-9939-6
Antidepressant-like effect of 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline and its methyl derivative in animal models of depression
Możdżeń, E., Wąsik, A., Romańska, I., Michaluk, J., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1016/j.pharep.2017.01.032
Antidepressant-Like Effect of the Endogenous Neuroprotective Amine, 1MeTIQ in Clonidine-Induced Depression: Behavioral and Neurochemical Studies in Rats
Antkiewicz-Michaluk, L., Romańska, I., Wąsik, A., Michaluk, J.
DOI: 10.1007/s12640-017-9715-z
The mechanism of neuroprotective action of natural compounds
Wąsik, A., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1016/j.pharep.2017.03.018
The Influence of Fluorine on the Disturbances of Homeostasis in the Central Nervous System
Dec, K., Łukomska, A., Maciejewska, D., Jakubczyk, K., Baranowska-Bosiacka, I., Chlubek, D., Wąsik, A., Gutowska, I.
DOI: 10.1007/s12011-016-0871-4
The impact of 1MeTIQ on the dopaminergic system function in the 6-OHDA model of Parkinson's disease
Wąsik, A., Polak, D., Romańska, I., Michaluk, J., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1016/j.pharep.2016.08.004
Erratum to: Neuroprotective Effect of the Endogenous Amine 1MeTIQ in an Animal Model of Parkinson’s Disease (Neurotox Res, (2016), 29, (351-363), 10.1007/s12640-015-9556-6)
Wasik, A., Romańska, I., Michaluk, J., Zelek-Molik, A., Nalepa, I., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1007/s12640-016-9622-8
Comparison of the Effects of Acute and Chronic Administration of Tetrahydroisoquinoline Amines on the In Vivo Dopamine Release: A Microdialysis Study in the Rat Striatum
Wąsik, A., Romańska, I., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1007/s12640-016-9661-1
The adenosinergic system is involved in sensitization to morphine withdrawal signs in rats—neurochemical and molecular basis in dopaminergic system
Listos, J., Baranowska-Bosiacka, I., Wąsik, A., Talarek, S., Tarnowski, M., Listos, P., Łupina, M., Antkiewicz-Michaluk, L., Gutowska, I., Tkacz, M., Pilutin, A., Orzelska-Górka, J., Chlubek, D., Fidecka, S.
DOI: 10.1007/s00213-016-4289-7
Neuroprotective Effect of the Endogenous Amine 1MeTIQ in an Animal Model of Parkinson’s Disease
Wąsik, A., Romańska, I., Michaluk, J., Zelek-Molik, A., Nalepa, I., Antkiewicz-Michaluk, L.
DOI: 10.1007/s12640-015-9556-6