A) Najczęstszymi problemami zdrowia publicznego w dzisiejszych czasach są choroby neurodegeneracyjne, zapalne choroby żołądkowo-jelitowe i sercowo-naczyniowe, leżący u podstaw patomechanizm nie jest dokładnie znany. Paleta terapeutyczna jest niekompletna, dostępne leki często nadają się tylko do łagodzenia objawów chorób. Lepsze zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw procesów patologicznych ma zasadnicze znaczenie dla rozwoju i właściwego stosowania rozwiązań terapeutycznych. Dlatego nasz projekt bada mechanizmy procesów obejmujących uszkodzenia komórek w różnych warunkach oraz rolę i potencjał modulacji metabolizmu tryptofanu w procesach neurodegeneracyjnych, zapalnych i kardiologicznych. Nasz projekt koncentruje się na systemie kinureninowym z podejściem multidyscyplinarnym, dlatego wartość translacyjna uzyskanych wyników, możliwość zastosowania go w późniejszym medycynie może być wyjątkowa. B) pato-mechanizm procesów neurodegeneracyjnych może się różnić pod względem różnych chorób, ale niektóre aspekty procesów patologicznych pokrywają się. Celem naszych badań jest zidentyfikowanie mechanizmów podstawowych procesów, które mogą być podstawą neurodegeneracji jako zjawiska ogólnego. Szczegóły dotyczące procesów zwyrodnieniowych związanych z patomechanizmem chorób motoneuronu mają być badane poprzez spontaniczne, zależne od wieku uszkodzenie motoneuronu, genetycznie zmodyfikowane szczepy myszy i model zwierząt o ostrej zmianie. Będziemy badać degenerację motoneuronu i aksonu różnych szczepów z analizami ekspresji białek i genów wskazującymi na zmiany morfologiczne i komórkowe, które zostaną uzupełnione później próbkami ludzkiego nerwu obwodowego. W modelach indukowanych odwzorowywane są mechanizmy sygnalizowania neuronów i komórek nienerwowych (głównie mikroglii) oraz zaangażowanie synaps nerwowo-mięśniowych. Microglys są zaangażowane w kontrolowanie równowagi neurodegeneracji i neuroregeneracji poprzez modulowanie procesów zapalnych, które mogą być monitorowane przez izolację populacji mikroglii i fizjologiczny wpływ ich cytosszkieletu. Scharakteryzujemy wpływ niektórych zapalnych i inhibitorów na reorganizację cytoskeletonu, regulację genów związanych z zapaleniem, przeanalizujemy dotknięte szlaki sygnału wewnątrzkomórkowego. W ośrodkowym układzie nerwowym chcemy również zbadać zmiany zwyrodnieniowe spowodowane przez przewlekłe drgawki, proces, który można modelować u myszy. Po pojedynczym podaniu substancji występują przewlekłe drgawki, powodujące degenerację hipokampu miesięcy później, ze zmianami w poziomie ekspresji niektórych podjednostek receptorów glutaminianu. Przeprowadza się morfologiczne i neurochemiczne badanie powstawania i przebiegu neurodegeneracji, w szczególności w odniesieniu do układu glutamatergicznego. Zmiany w ekspresji receptora TRPV1 i syntazy glukozyloceramidu, które są zaangażowane w selektywną neurotoksyczność kapsaicyny, będą badane w najnowszych procedurach biologicznych molekularnych. Ponadto udział tratw lipidowych membranowych i ich składników gangliozydowych zostanie zbadany w ekspresji receptorów zaangażowanych w neurodegenerację i nociception. Indukcja białek przyzwoitych jest ważną nową opcją terapeutyczną dla zaburzeń składania białek dotkniętych patomechanizmem chorób neurodegeneracyjnych. W naszych badaniach szukamy przyzwoitych związków indukujących i badamy ich działanie indukujące. Optymalizujemy ich strukturę, a następnie planujemy ich syntezę, badania in vitro i testy w modelu bariery krew-mózg, dwa wybrane związki zostaną przetestowane w modelu Alzheimera. Zbadamy również epigenetyczny aspekt regulacji transkrypcyjnej Huntingtona. Badana jest rola modyfikacji potranslacyjnej białek histone i reorganizacji nukleosomów w chorobie. W różnych modelach zwierzęcych identyfikujemy modyfikacje metylacji histone, określamy odpowiednie regiony genomu, zmiany. Metabolizm tryptofanu wytwarza dużą liczbę związków, których rola była związana z wieloma chorobami. Tak więc ścieżka kinurenina jest źródłem cząsteczek, które są potencjalnym celem rozwoju leku, wśród których głównym celem naszych badań jest kwas chinurenowy (KYNA) jako modulator glutaminianowy. Wymaga to z jednej strony rozwoju związków analogowych i skutecznych metod podawania oraz szczegółowego przedklinicznego badania tych metod, a z drugiej strony szczegółowej wiedzy na temat możliwości metabolizmu i modulacji. 1. Preparatywne i analityczne badania chemii wcześniej wyprodukowanych analogów KYNA okazały się neuroprotekcyjne i immunomodulujące, ale związki te można uznać za proleki. W syntezie nowszych analogów planujemy włączyć fragmenty cząsteczek, które same wykazują potencjalną aktywność farmakologiczną. Sito
