témavezető: Nyíri Gábor
helyszín (magyar oldal): Semmelweis Egyetem, Neurológiai Klinika helyszín rövidítés: SE
A kutatási téma leírása:
Az Alzheimer kór (AK) óriási teher a társadalom számára és nincs ismert gyógymódja. Az AK-ban leginkább érintett agyterületek a bazális előagy (BE), különösen annak kolinerg pályái, valamint a hippokampusz (HIPP). A BE és HIPP alapvető a tanulás, memória, éberség, félelem, szorongási és emócionális folyamatokban. Egy forradalmian új AK model egér törzs, a legmodernebb virális, elektronmikroszkópos és genetikai technológiák segítségével, és bíztató elő-eredményeinktől felbátorítva, célunk az AK kifejlődésében és romlásában szerepet játszó új mechanizmusok felderítése: (1) Elsőként használva veszettség vírusokat AK kutatásában, vizsgálni fogjuk a BE-ból a HIPP-ba vetítő kolinerg sejtek szinaptikus bemeneteinek a változását. (2) Elő-eredményeink szerint a HIPP réteg specifikus bemenetet kap különböző BE területekről, mely bemeneteknek potenciálisan különböző érzékenysége az AK-ban segíthet azon agyterületek azonosításában, melyek elsődleges célpontjai lehetnek majdani vírusos génterápia alkalmazásának emberekben. (3) Elő-eredményeink szerint, de az általános elképzelések ellenére, minden kolinerg terminális létesít szinapszist és ezek mind kolinergek, mind GABAergek. Vizsgálni fogjuk ezen GABAerg szinapszisok sérülékenységét AK-ban, melyek hibás működése felelős lehet az AK-ban előforduló epileptiform aktivitásokért is. (4) Végül, tanulmányozni fogjuk a GABAerg parvalbumin tartalmú sejteket AK-ban, melyek látszólagos célpontjai az AKban rosszul szabályozott béta-szekretáz enzim aktivitásának. Vizsgálataink segíteni fognak jobban ismerni a BE-HIPP rendszer esetleges terápiás célpontjait AK-ban.
Kísérletes kérdések
Célunk az AK-ban szerepet játszó, sejtbiológiai mechanizmusok vizsgálata egy forradalmian új egér modelben (APP-NL/F-KI), amely minden eddiginél nagyobb hűséggel mutatja az emberi AK patológiai jellegzetességeit. A korábbi modellektől eltérően itt az amyloid prekurzor fehérje eredeti példánya humanizált és 2 ismert AK-ra hajlamosító génmutációt hordoz, erős külső forrásból származó promoter nélkül. Kísérleteinkben vizsgáljuk a BE HIPP-t célzó kolinerg sejtjeire érkező bemeneteket és e kolinerg sejtek réteg specifikus kimeneteit, valamint az általuk létrehozott GABAerg szinapszisok változásait egészséges és AK modell egerekben. Ugyanitt tervezzük a parvalbumin (PV) pozitív neuronok vizsgálatát is. Több génmódosított egérvonalat használunk, melyek kolinerg vagy GABAerg sejtjeinek altípusaiban cre-rekombináz enzim fejeződik ki. Ezen egerek sejtjeit, fluoreszcens festékek, különféle fényérzékeny ioncsatornák vagy specifikus madár receptorokat kifejező cre-dependens AAV vírusokkal jelöljük. A madár receptort kifejező sejteket fluoreszcens festéket kifejező veszettség vírusokkal fertőzve a vírusok egy szinapszis átugrásával eljutnak az ezekre a sejtekre bemenetet adó neuronokba. Így lehetőségünk nyílik a neuronokra vagy membrándoménekre vonatkozó célszelektivitás hatékony vizsgálatára fény, konfokális, STORM és 3D block-face scanning elektron mikroszkópia használatával. A pre- és poszt-szinaptikus jelátviteli rendszereket érintő változásokat szintén vizsgáljuk immunhisztokémiai módszerekkel. A HIPP rétegeiben zajló kolinerg/GABAerg ko-transzmisszió szerepét, valamint annak hippokampális oszcillációkat szabályozó hatását fiziológiai kísérletek során vizsgáljuk majd.
Jelentőség
Bár az Alzheimer kór (AK) fokozatosan közegészségügyi vészhelyzettel fenyeget, gyógymódja ismeretlen. A betegség korai tüneteiért felelős sejthálózati változások kutatása ezért rendkívül fontos. Kísérleteinkhez egy forradalmian új egérmodellt, az APP-NL/F-KI törzset használjuk, amely minden eddiginél nagyobb hűséggel mutatja a humán AK patológiai jellegzetességeit. Elő-eredményeink és szakirodalmi adatok alapján olyan új mechanizmusok vizsgálatát tervezzük, melyek felelősek lehetnek a betegség korai szakaszának kifejlődéséért és az általános tünetekért. Nincs tudomásunk olyan korábbi vizsgálatról, amelyben mono-szinaptikus veszettség vírus technológiát alkalmaztak volna az AK állatmodelljeiben megfigyelhető szinaptikus kapcsolatok változásainak tanulmányozásához, noha ez a módszer kulcsfontosságú lehet az AK-ra jellemző szinaptikus újraszerveződés mélyebb megértéséhez. Veszettség vírusok alkalmazásával lehetővé válik a bazális előagyból (BE) a hippokampuszba (HIPP) vetítő kolinerg vagy parvalbumin pozitív sejtjeire érkező szinaptikus bemenetek vizsgálata. A HIPP pedig alapvetően érintett az AK legsúlyosabb tüneteiben. A HIPP BE-ból eredő rétegspecifikus kolinerg beidegzésére vonatkozó eredményeink nemcsak az emléknyom képződés kolinerg modulációjának egy alapvetően új aspektusára deríthetnek fényt, hanem olyan új területeket azonosíthatnak a BE-ban, melyek elsődleges célpontok lehetnek humán betegek jövőbeli virális génterápiája számára. Vizsgáljuk majd a kolinerg terminálisok szinaptikus GABAerg jelátvitelének esetleges rendellenességeit, melyek magyarázhatják, miként vezet a kolinerg rostok GABAerg jelátvitelének gyengülése az AK-ban szenvedő betegekre jellemző epileptiform aktivitáshoz. Végül, a PV pozitív neuronok AK-ban tapasztalt különleges sérülékenységének vizsgálata további fontos adatokkal szolgálhat annak megértéséhez, milyen szerepet játszik a GABAerg jelátvitel zavara az AK-ban jelentkező epileptiform aktivitás létrehozásában.
Összefoglalás laikusoknak
Annak érdekében, hogy megértsük az agy működését, a neurodegeneratív vagy neuropszichiátriai rendellenességek kifejlődését, illetve lefolyását, és hogy hogyan lehet őket megelőzni, esetleg gyógyítani, meg kell értenünk az agy szerkezetét, megismerni a különböző sejttípusokat, a köztük lévő kapcsolatokat és azt, hogy azok hogyan kommunikálnak egymással. Két emlős agyi terület, az úgynevezett bazális előagy és a hippocampus alapvető fontosságú a különböző típusú tanulás, memória, éberségi, félelmi, szorongási, és érzelmi folyamatok feldolgozásban, míg működészavaruk elbutulás, Alzheimer-kór (AK) vagy más kognitív rendellenességek kialakulásához vezethet. A projekt során egy forradalmian új AK egérmodellt fogunk használni, amely az eddig ismertekhez alapján a legnagyobb hűséggel reprodukálja az emberi AK kórtani folyamatait. Genetikailag módosított vírusok és egerek használatával, szelektíven megjelöljük és meghatározzuk a bazális előagy főbb sejttípusait, valamint a ki- és bemeneti kapcsolatait, miközben megvizsgáljuk bizonyos gátlósejtek sérülékenységét. Ezeknek a különböző pályáknak a vizsgálatai rávilágítanak a bazális előagy és a hippocampus sejtjeinek összeköttetéseiben kialakuló rendellenességekre és segíthetnek megtalálni a jövőbeli virális génterápia, illetve gyógyszeres kezelés elsődleges célpontjait emberi betegeknél.
Jelentkezési határidő: 2018-09-01
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
