A) Najčešći problemi javnog zdravlja današnjice su neurodegenerativne bolesti, upalne gastrointestinalne i kardiovaskularne bolesti, temeljni pato-mehanizam nije točno poznat. Terapijska paleta je nepotpuna, dostupni lijekovi često su prikladni samo za ublažavanje simptoma bolesti. Bolje razumijevanje mehanizama na kojima se temelje patološki procesi ključno je za razvoj i pravilnu primjenu terapijskih rješenja. Zato naš projekt ispituje mehanizme procesa koji uključuju oštećenje stanica u različitim uvjetima te ulogu i potencijal modulacije metabolizma triptofana u neurodegenerativnim, upalnim i kardiološkim procesima. Naš projekt fokusira se na kinureninski sustav s multidisciplinarnim pristupom, stoga može biti izvanredna translacijska vrijednost dobivenih rezultata, mogućnost njegove primjene u kasnijoj medicini. B) Patomehanizam neurodegenerativnih procesa može se razlikovati u smislu različitih bolesti, ali se neki aspekti patoloških procesa preklapaju. Cilj naših studija je identificirati mehanizme osnovnih procesa koji mogu biti osnova neurodegeneracije kao općeg fenomena. Pojedinosti degenerativnih procesa vezanih uz patomehanizam motoneuronskih bolesti planiraju se istražiti spontanim oštećenjem motoneurona ovisno o dobi, genetski modificiranim sojevima miševa i životinjskim modelom akutne lezije. Proučavat ćemo motoneurone i aksonsku degeneraciju različitih sojeva s analizama ekspresije proteina i gena koje ukazuju na morfološke i stanične promjene, koje će kasnije biti dopunjene uzorcima perifernih živaca ljudi. U induciranim modelima mapirani su mehanizmi signalizacije neurona i ne-neuralnih stanica (uglavnom Microglias) i uključivanje neuromuskularne sinapse. Microglys je uključen u kontrolu ravnoteže neurodegeneracija i neuroregeneracija modulirajućim upalnim procesima, što se može pratiti izolacijom populacija mikroglija i fiziološkim utjecajem njihovog citoskeleta. Okarakterizirat ćemo učinak određenih upalnih i inhibitora na reorganizaciju citoskeletona, regulaciju gena povezanih s upalom, analizirati zahvaćene unutarstanične signalne putove. U središnjem živčanom sustavu također želimo ispitati degenerativne promjene uzrokovane kroničnim konvulzijama, procesom koji se može modelirati u miševa. Nakon jednokratne primjene tvari javljaju se kronične konvulzije, što rezultira degeneracijom hipokampusa mjesecima kasnije, s promjenama u razinama ekspresije određenih podjedinica receptora glutamata. Provodi se morfološko i neurokemijsko ispitivanje stvaranja i tijeka neurodegeneracija, posebno s obzirom na glutamatergički sustav. Promjene u ekspresiji TRPV1 receptora i sinteze glukozilceramida, koje su uključene u selektivnu neurotoksičnost kapsaicina, istražit će se najnovijim molekularnim biološkim postupcima. Osim toga, proučavat će se uključenost membranskih lipidnih splavi i njihovih gangliozidnih komponenti u ekspresiji receptora uključenih u neurodegeneraciju i nocicepciju. Indukcija pramčastih proteina važna je nova terapijska opcija za poremećaje savijanja proteina koji su pogođeni patomehanizmom neurodegenerativnih bolesti. U našim istraživanjima tražimo pratnju koja inducira spojeve i ispituje njihove inducirajuće učinke. Optimiziramo njihovu strukturu, a zatim planiramo njihovu sintezu, in vitro probiranje i testiranje u modelu krvno-moždane barijere, dva odabrana spoja će biti testirana u Alzheimerovom modelu. Ispitat ćemo i epigenetski aspekt Huntingtonove transkriptalne regulacije. Proučava se uloga posttranslacijske modifikacije histonskih proteina i reorganizacija nukleosoma u bolesti. U različitim životinjskim modelima identificiramo modifikacije histonske metilacije, određujemo područja genoma, promjene. Metabolizam triptofana proizvodi veliki broj spojeva čija je uloga povezana s mnogim bolestima. Dakle, kinurenin put je izvor molekula koje su potencijalni cilj razvoja lijeka, među kojima je fokus našeg istraživanja kinurenska kiselina (KYNA) kao glutamatergički modulator. To s jedne strane zahtijeva razvoj analognih spojeva i učinkovite metode primjene te detaljno pretkliničko proučavanje tih metoda i, s druge strane, detaljno poznavanje metabolizma i mogućnosti modulacije. 1. Preparativna i analitička istraživanja prethodno proizvedenih analoga KYNA pokazala su se neuroprotektivnim i imunomodulatornim, ali ti se spojevi mogu smatrati predlijekima. U sintezi novijih analoga planiramo ugraditi fragmente molekula koji sami po sebi pokazuju potencijalnu farmakološko djelovanje. Sito
