Pracownia Badań Przedklinicznych Chorób Neurodegeneracyjnych

Kierownik: Grażyna NIEWIADOMSKA

Zespół: Anna Gąsiorowska, Marcin Mazurkiewicz, Marcelina Góras, Teresa Cymbalak, Ewelina Kawka (doktorantka)

Profil badań

Zespół prowadzi długoterminowe badania mogące przyczynić się do opracowania nowych metod terapeutycznych w leczeniu zespołów otępiennych typu tauopatii, w tym choroby Alzheimera.

Zmiany neurodegeneracyjne w komórkach nerwowych są częstym objawem wielu chorób ośrodkowego układu nerwowego, takich jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, stwardnienie zanikowe boczne (ALS), tauopatie, urazy i udary mózgu oraz epilepsja. Schorzenia te są bardzo wyniszczające dla organizmu i często kończą się śmiercią pacjentów, są też bardzo kosztowne w leczeniu. Problem chorób wieku starczego staje się coraz poważniejszy ze względu na gwałtowny wzrost liczby zachorowań będący wynikiem zmian struktury demograficznej społeczeństwa.

Interesującym nas problemem badawczym jest zrozumienie przyczyn leżących u podłoża fizjologicznego i patologicznego starzenia się ośrodkowego układu nerwowego i możliwość rozgraniczenia pomiędzy oboma tymi procesami. Naszym długoplanowym celem jest poznanie mechanizmów stymulujących procesy naprawcze zaburzeń w starzejących się neuronach oraz możliwość odwróceniem niekorzystnych zmian w starzejącym się mózgu. Nasz zespół poszukuje także powiązań pomiędzy procesami zachodzącymi w komórkach nerwowych, a sprawnością procesów poznawczych w trakcie starzenia się mózgu.

Jednym z głównych kierunków badań jest opis korelatów neurochemicznych i morfologicznych układu cholinergicznego okolicy podstawnej mózgu w starzejącym się układzie nerwowym, ze zwróceniem szczególnej uwagi na działanie ochronne czynników neurotroficznych, jako potencjalnych substancji terapeutycznych w chorobach neurodegeneracyjnych i w procesie starzenia się. Najważniejszym uzyskanym przez nas wynikiem było stwierdzenie odwracalnego charakteru pogorszenia funkcji neuronów cholinergicznych. Wykazalismy, że ilość tych neuronów nie malała z wiekiem i nie ulegały one degeneracji. U starych zwierząt traciły one jednak swój cholinergiczny fenotyp. Poprawa funkcji, rozumiana jako zdolność do syntezy acetylocholiny i receptora NGF o wysokim powinowactwie TrkA, była możliwa tylko w czasie podawania NGF i zanikała w kilka tygodni po zaprzestaniu jego podawania. Wykazano zatem, że w starzejącym się mózgu neurony cholinergiczne mogą zachować swoją sprawność pod warunkiem dostępności do substancji troficznej.

Interesujemy się także rolą białka tau w funkcjonowaniu cytoszkieletu i w transporcie aksonalnym w zwierzęcych modelach chorób neurodegeneracyjnych. W naszych badaniach wykazaliśmy, że wraz z wiekiem zaburzeniom projekcji cholinergicznej oraz zmianom morfologicznym neuronów cholinergicznych towarzyszy relokacja izoform białka tau obecnych w normie w zakończeniach aksonalnych do ciała komórek nerwowych. Zależność tę obserwowano zarówno w okolicy podstawnej przodomózgowia, będącej źródłem unerwienia cholinergicznego, jak i w miejscach docelowych projekcji cholinergicznej, czyli w korze mózgu i hipokampie. Te obserwacje sugerują, że zmieniony z wiekiem postępujący transport receptorów TrkA oraz zwrotnie kompleksów NGF/TrkA jest przypuszczalnie odpowiedzialny za atrofię i degenerację neuronów cholinergicznych, pozbawionych tym samym osłaniającego działania neurotrofiny.

Aktualna działalność badawcza

  • transport cytoszkieletarny w starzejącym się mózgu ze szczególnym uwzględnieniem dokorowej i dohipokampalnej projekcji układu cholinergicznego
  • układ projekcji przegrodowo-hipokampalnej, uczenie się i pamięć oraz poprawa zdolności poznawczych zaburzonych w wyniku procesu starzenia się
  • opracowanie u starych szczurów zwierzęcego modelu ludzkich zespołów otępiennych typu tauopatii
  • poszukiwanie nowych strategii terapeutycznych w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych: sprawdzanie ich na modelach zwierzęcych oraz ocena bezpieczeństwa farmakologicznego
  • Badania prowadzimy zarówno na myszach, jak i szczurach.

    Wybrane publikacje

    Mietelska-Porowska A, Wasik U, Goras M, Filipek A, Niewiadomska G. Tau protein modifications and interactions: their role in function and dysfunction. Int J Mol Sci. 15(3): 4671-4713, 2014.

    U. Wasik, G. Schneider, A. Mietelska-Porowska, M. Mazurkiewicz, H. Fabczak, S. Weis, C. Zabke , C.R. Harrington, A. Filipek, G. Niewiadomska. Calcyclin binding protein and Siah-1 interacting protein in Alzheimer’s disease pathology: neuronal localization and possible function. Neurobiology of Aging, 34: 1380-1388, 2013.

    Kiryk A, Pluta R, Figiel I, Mikosz M, Ulamek M, Niewiadomska G, Jablonski M, Kaczmarek L, Transient brain ischemia due to cardiac arrest causes irreversible long-lasting cognitive injury. Behav Brain Res. 219 (1): 1-7, 2011.

    G. Niewiadomska, A. Mietelska-Porowska, M. Mazurkiewicz. The cholinergic system, nerve growth factor and the cytoskeleton. Behav Brain Res 221(2):515-526, 2011.

    Niewiadomska G., Baksalerska-Pazera M., Riedel G.: The septo-hippocampal system, learning and recovery of function, Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry 33:791-805 2009.