Osnovna istraživanja - Biologija

Neurobiologija spavanja u starenju i bolesti – elektroencefalografski markeri i modeliranje u proceni poremećaja #173022

Predmet istraživanja ovog projekta je neurobiologija spavanja i disanja u toku spavanja u pacovskim modelima starenja i neuropatologije najčešćih neurodegenerativnih bolesti starenja (Alchajmerova bolest (AB), Parkinsonova bolest (PB), razni tipovi demencija), sa ciljem rasvetljavanja i boljeg razumevanja mehanizama normalnog i poremećenog spavanja, posebno poremećaja disanja u toku spavanja kao što je apneja.

Kako etiopatologija AB i PB podrazumeva selektivni gubitak specifičnih neuronskih populacija, važnu ulogu holinergičkih neurona, kao i ushodni obrazac progresije neurodegeneracije od REM regulatornih struktura u moždanom stablu ka bazalnim prednjemoždanim regionima, naša istraživanja su vezana za eksperimentalne modele unilateralnih i bilateralnih lezija jedara nucleus basalis (NB; glavni holinergički centar kore velikog mozga), i nucleus pedunculopontinus tegmentum (PPT; glavni holinergički centar moždanog stabla - ponsa), kao modela neurodegeneracije funkcionalno različitih holinergičkih sistema mozga.

Mi pratimo težinu i progresiju poremećaja prouzrokovanog neurodegenerativnim procesom pomoću elektroencefalografije (EEG) i elektromiografije (EMG): promene u stanjima budnost/spavanje i u cikličnosti NREM/REM faza spavanja, promene EEG ritmova i/ili određenih EEG oscilacija. Sve ustanovljene promene na nivou EEG-a koreliramo sa promenama u obrascu disanja koristeći linearne i nelinearne metode u analizi signala. Verujemo da EEG predstavlja još uvek veoma bogat izvor za sada neotkrivenih informacija vezanih za funkcionalno, fiziološko i patološko stanje mozga, kao i da razvoj novih metoda analize i modeliranja EEG-a može značajno doprineti razumevanju mehanizama regulacije spavanja, detekciji poremećaja spavanja i disanja u toku spavanja, kao i proceni početka i progresije neurodegenerativne bolesti.

Plastičnost mozga tokom starenja: uticaj dijetalne restrikcije i anestezije #173056

Plastični potencijal mozga omogućava mozgu konstantno prilagođavanje zahtevima sredine. Kapacitet za plastične promene je naročito izražen u razviću, a kompromitovan u starosti. Cilj naših istraživanja je da se ispita potencijal mozga za plastične promene u različitim životnim dobima pod uticajem generalnog anestetika (Propofol) i razlicitih dijetarnih rezima. U okviru projekta istraživanja se odvijaju kroz dva potprojekta:

PP1. Dijetalna restrikcija (DR) je jedna od najuspešnijih sredinskih intervencija koja može da stimuliše neuralnu plastičnost, uspori proces starenja i odloži progresiju starosno-zavisnih neurodegenerativnih bolesti. Iako su mnogobrojni korisni efekti DR-a poznati, sam mehanizam dejstva je nedovoljno razjašnjen. U okviru potprojekta se ispituje efekat različitih dijetalnih paradigmi na: 1) motorne i kognitivne sposobnosti životinja; 2) ekspresiju markera sinaptičke plastičnosti tokom starenja i u modelu moždane povrede; 3) metabolizam holesterola u različitim starosnim grupama; 4) BDNF i glukokortikoidni signalni put tokom starenja; 5) aktivaciju glijskih ćelija i proces inflamacije pod uticajem moždane povrede i 6) proces preživljavanja i apoptoze nakon moždane povrede.

PP2. Propofol je opšti anestetik u širokoj kliničkoj primeni, ali su posledice njegove primene nedovoljno ispitane. Proučavanjem efekata datih doza propofola na definisanim starosnim grupama eksperimentalnih životinja pokušavamo da odgovorimo na sledeća pitanja: 1) u kojoj meri fenomen apoptoze zavisi od dužine anestezije i faze postnatalnog razvoja; 2) da li je proces neuralne inflamacije podstaknut i kojim signalnim putevima; 3) u kojoj meri tretman utiče na sinaptičku plastičnost i koliko su promene trajne; 4) kako tretman utiče na aktivnost dopaminskog signalnog puta, koji je važan u procesu integracije senzo-motornih funkcija; 5) kakve i koliko trajne bihejvioralne promene izaziva izlaganje anesteziji.

Integralna i interdisciplinarna istraživanja - Biomedicina

Ćelijska i molekulska osnova neuroinflamacije: potencijalna ciljna mesta za translacionu medicinu i terapiju #41014

Istraživanja na ovom projektu usmerena su na izučavanje ćelijskih i molekulskih mehanizama neuroinflamacije sa namerom da se identifikuju potencijalni ciljni molekuli i signalni putevi. Naš cilj je da se pronađu adekvatni terapijski pristupi koji bi doprineli sanaciji neuroinflamacije i podstakli regeneraciju nakon oštećenja centralnog nervnog sistema (CNS). Testira se efikasnost nekoliko potencijalnih terapijskih tretmana: purinskim nukleozidnim analozima – ribavirinom i tiazofurinom, hiperbaričnim kiseonikom, B vitaminima (B1, B2, B3, B6, B12) u suzbijanju štetnih i potenciranju korisnih inflamatornih mehanizama. Imajući u vidu ključnu ulogu ekstracelularnih purinskih nukleotida i nukleozida u kontroli neurodegenerativnih procesa i inflamacije posebno težište je stavljeno na ispitivanje regulacije njihovog metabolizma i uloge ektonukleotidaza u tim procesima. Neuroinflamacijom izazvani procesi patogeneze proučavaju se primenom ćelijskih i molekularnih pristupa (enzimskih eseja, mikrodijalize, kombinovane sa HPLC i bioluminescetnom detekcijom, RT-PCR, imunoblot i imunocitohemijska analiza, ELISA, konfokalna mikroskopija, metoda nametnute voltaže na deliću membrane) i testova ponašanja u različitim životinjskim modelima (povrede mozga, multiple skleroze: eksperimentalni autoimunski encefalomijelitis, kuprizonom-izazvana demijelinizacija), kao i in vitro na primarnim kulturama astrocita i mikroglije i glijskim ćelijskim linijama. Poseban cilj projekta je da se identifikuju, okarakterišu i standardizuju potencijalni rani i senzitivni biomarkeri neuroinflamacije i neurodegeneracije, koji se mogu koristiti u kliničkoj i laboratorijskoj praksi za dijagnozu i prognozu stanja pacijenata sa oštećenjima CNS, kao i u procenjivanju efikasnosti primenjenih terapija. Projekat čine dva potprojekta:

1) Uloga purinergičke signalizacije u akutnoj i hroničnoj neuroinflamaciji (rukovodilac prof. Nadežda Nedeljković)

2) Ispitivanje potencijalnih terapijskih pristupa u sanaciji neuroinflamacije i podsticanju regeneracije nakon povrede mozga (rukovodilac dr Sanja Peković).


Identifikacija molekularnih markera za predikciju progresije tumora, odgovora na terapiju i ishoda bolesti #41031

Naša istraživanja su usmerena na izučavanje kancera pluća, dojke, štitnjače i tumora mozga. Eksperimentalna istraživanja obuhvataju identifikaciju promena u strukturi gena, nivou njihove ekspresije i promena u funkciji proteina, koje bi se mogle koristiti kao molekularni markeri za predviđanje progresije tumora, odgovora na terapiju i ishoda bolesti. Sveobuhvatnom analizom ključnih molekula PI3K/Akt/mTOR signalnog puta u postoperativnom materijalu različitih tipova tumora, kao i uporednom analizom kompletnog genoma poreklom iz tumorskog i normalnog tkiva metodom DNK profilisanja, uspeli smo da identifikujemo promene na DNK koje su posledica procesa kancerogeneze i da definišemo nove kandidat gene odgovorne za progresiju navedenih tipova tumora i rezistenciju na terapiju. Kandidat geni za molekularne markere, ispitivani su dalje na odgovarajućim ćelijskim linijama kako bi potvrdili njihovu ulogu u progresiji kancera i rezistenciji na terapiju. Posebna pažnja posvećena je ispitivanju mehanizama uključenih u sticanje višestruke rezistencije na lekove i mogućnostima da se ona prevaziđe. U tu svrhu razvijene su nove rezistentne humane i animalne ćelijske linije na kojima se proučava antitumorski efekat i mehanizam dejstva široke palete novih prirodnih proizvoda i sintetskih, kao i semi-sintetskih agenasa. Klinička istraživanja obuhvataju kliničke studije faze II i III, kao i retrospektivne studije za retke tumore. U teorijska istraživanja uključena je biofizička analiza radi definisanja molekularnog profila pacijenata. Takođe, radimo na formiranju matemetičkog modela rezistencije na hemioterapiju. Identifikacijom molekularnih promena, definisanjem njihovog doprinosa evoluciji kancera, translacijom ovih otkrića u kliničku praksu, kao i razvojem novih, efikasnijih lekova, naš projekat treba da doprinese postizanju optimalne individualne terapije pacijenata obolelih od kancera.

Međunarodni projekti (2004 - )

Američki:

  1. 2013-2016 NIH-FIRCA (Fogarty International Center Award R03AG046216). Kalorijska restrikcija i uklanjanje β-amiloida u Alchajmerovoj bolesti. Rukovodioci projekta: dr Selma Kanazir i dr Berislav Zloković (USC, Los Angeles, CA,USA).
  2. 2007-2017 NIH-FIRCA (Fogarty International Center Award R03TW007423-01A1) Uloga neutrofina u indukciji neuroapoptoze pod delovanjem generalnih anestetika tokom razvića. Rukovodioci projekta: dr Sabera Ruždijić i dr Vesna Jevtović-Todorović (Odeljenje za anesteziologiju, Virdžinija Univerzitet)


Evropski:

  1. 2013-2016 SCOPES: Joint Research Projects: The molecular links between cholesterol homeostasis, membrane trafficking and Alzheimer's disease. Rukovodioci projekta: dr Aleksandra Mladenović Đorđević, dr Silva Katušić Hećimović (Institut Ruđer Bošković, Zagreb, Hrvatska) i dr Lorens Radžendran (Dr. Lawrence Rajendran, Psihijatrijska univerzitetska bolnica, Univerzitet u Cirihu, Švajcarska).
  2. 2011-2012. Nemačko-srpski bilateralni projekat: DAAD i Ministarstvo za prosvetu i nauku Republike Srbije. Uticaj dijetalne restrikcije na plastičnost centralnog i enteričkog nervnog sistema tokom starenja- CALREPLAS. Rukovodioci projekta: dr Selma Kanazir i dr Karl-Herbert Schäfer (Univerzitet primenjenih nauka Kaiserslautern, Nemačka).
  3. 2010-2011. Nemačko-srpski bilateralni projekat: DAAD i Ministarstvo za prosvetu i nauku Republike Srbije. Uloga ektonukleotidaza u rodnim razlikama i u hormonima indukovanoj neuroprotekciji u eksperimentalnim modelima multiple skleroze. Rukovodioci projekta: dr Nadežda Nedeljković i dr Markus Kipp (Institut za neuroanatomiju, RWTH Univerzitet Ahen, Nemačka)
  4. 2006-2007. Slovenačko-srpska bilateralna saradnja. Efekat dijetalne restrikcije na sinaptičku plastičnost mozga tokom starenja. Rukovodioci projekta: dr Selma Kanazir i dr Marko Živin (Institut za patofiziologiju, Medicinski fakultet, Univerzitet u Ljubljani, Slovenija)
  5. 2004-2005. Grčko-srpski bilateralni projekat: Generalni sekretarijat za istraživanje i tehnologiju Republike Grčke i Ministarstvo za prosvetu i nauku Republike Srbije. Regulacija ekspresije i inetrakcije proteina presenilina 1 u razvoju Alchajemerove bolesti. Rukovodioci projekta: dr Sabera Ruždijić i dr Spiros Efthimiopoulos. (Odeljenje za biologiju, Univerzitet Atina).
  6. Predloženi Portugalsko-srpski bilateralni projekat (2015-2016): Ministarstvo nauke, tehnologije i visokog obrazovanja Republike Portugal i Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije. Ciljanje višestruke rezistencije u kanceru: testiranje novih supstanci inhibitora sinteze, funkcije i međućelijskog transfera P-glikoproteina. Rukovodioci projekta: dr Milica Pešić i dr Helena Vasconcelos. (Fondacija za nauku i tehnologiju, Lisabon).
  7. Predloženi projekat Mađarske fondacije za istraživanja (OTKA) (2015-2017): Sinteza i procena ferocenskih i kininski zasnovanih kandidata za antitumorske droge uključujući i peptidne derivate" (br 116272) profesor Antal Csampai, Institut za hemiju, Eotvos Lorand Univerzitet, Budimpešta. Saradnik: dr Milica Pešić.

3. Aktivnosti u okviru evropske zajednice

  1. 2014-2018. BM1307: Evropska mreža za integrisana istraživanja unutarćelijskih puteva proteolize u normalnim i patogenim stanjima – PROTEOSTASIS, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Jasna Banković
  2. 2014-2018. CM1407: Izazovi organske sinteze ispirisane prirodom – od hemije prirodnih proizvoda do otkrića lekova, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Milica Pešić, zamenici dr Jelena Dinić i dr Ana Podolski-Renić
  3. 2014-2018. BM1402: Development of a European network for preclinical testing of interventions in mouse models of age and age-related diseases (MouseAGE), zamenik predstavnika Srbije u menadžment komitetu dr Selma Kanazir.
  4. 2012-2016. BM1202: European Network on Microvesicles and Exosomes in Health and Disease (ME-HAD), predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Aleksandra Mladenović Đorđević, zamenik dr Selma Kanazir
  5. 2012-2016. CM1106: Hemijski pristupi u ciljanju rezistencije na lekove kod matičnih tumorskih ćelija – STEMCHEM, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Milica Pešić, zamenici dr Jasna Banković i dr Jelena Dinić
  6. 2010-2014. CM1001: Hemija neenzimskih modifikacija proteina - modulacija proteinske strukture i funkcije, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Selma Kanazir, zamenici dr Aleksandra Mladenović Đorđević i dr Jasna Banković
  7. 2007-2011. BM 0703: Kancer i kontrola genomskog integritetaCANGENIN, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Sabera Ruždijić
  8. 2006-2010. B30: Neuronalna regeneracija i plastičnost – NEREPLAS, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Selma Kanazir
  9. 2005-2010. B26: Sindrom obstruktivne apneje u toku spavanja – kardiovaskularni rizici, predstavnik Srbije u menadžment komitetu dr Jasna Šaponjić
  10. 2005-2009. B27: Električne neuronske oscilacije i kognicija – ENOC, predstavnik Srbije u menadžment komitetu akademik Ljubisav Rakić