Pracownia Badań Przedklinicznych Chorób Neurodegeneracyjnych
Kierownik
Grażyna NIEWIADOMSKA
Zespół
Anna GĄSIOROWSKA, Anna MIETELSKA-POROWSKA (doktorantka), Marcin MAZURKIEWICZ (doktorant), Ita ROBAKIEWICZ (stażysta), Teresa CYMBALAK (technik)
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
Niewiadomska G. Baksalerska-Pazera M. and Riedel G. The septo-hippocampal system, learning and recovery offunction. Progress Neuro-Psychopharm. Biol. Psych. 2007 (in press).
Niewiadomska, G., Baksalerska-Pazera, M., Gasiorowska, A. and Mietelska, A. NGF differentially affects spatial and recognition memory in aged rats. Neurochemical Research, 31(12):1481-1490, 2006.
Niewiadomska G., Baksalerska-Pazera M, Lenarcik I, and Riedel G. Compartmental protein expression ofTau, GSK-3~ and TrkA in cholinergic neurons of aged rats. J Neural Trans 113 (11):1733-1746, 2006.
Niewiadomska G., Baksalerska-Pazera M. and Riedel G. Cytoskeletal transport in the aging brain: focus on the cholinergic system. Reviews in the Neurosciences, 17(6):581-618, 2006.
Niewiadomska, G., Baksalerska-Pazera, M. and Riedel, G. Altered cellular distribution of phospho- Tau protein s coincides with impaired retro grad e axonal transport of NGF in aged rats. Ann. N.Y. Acad. Sci. Vol. 1048:287-295, 2005.
