Posebnu oblast istraživanja predstavlja proučavanje regulacije zaštite od oksidacionih oštećenja aerobnih organizama u uslovima poremećene homeostaze. U okviru ovih proučavanja mogu se izdvojiti tri tematske celine:

1) Biomonitoring akvatičnih organizama. Molekularno fiziološki biomonitoring koji se zasniva na aktivnosti enzima antioksidacionog zaštitnog sistema kao biohemijskih biomarkera: superoksid-dismutaze, katalaze, glutation-peroksidaze, glutation-reduktaze, glutation-S-transferaze, koncentracije vitamina E, vitamina C, glutationa kod aerobnih organizama je pokazao prednost u odnosu na klasične metode ekološkog i toksikološkog biomonitoring.

2) Toksikologija. Ispitivaće se efekti akutnog i hroničnog tretmana prooksidanta kadmijuma i cisplatina i protektivna uloga antioksidanata: koenzima Q10, vitamina C i Е, selena i maslinovog ulja na promene biohemijskih biomarkera oksidacionog stresa u krvi i tkivima Wistar pacova.

3) Biomarkeri i patofiziološka stanja. Proučavaće se efekti estradiola i njegova uloga u preeklampsiji, procena oksidacionih oštećenja i antioksidacionog kapaciteta zdravih tkiva u odgovoru na terapijske doze zračenja u terapiji karcinoma dojke, kao i patogeneza gastrointestinalnih oboljenja.

U savremenoj biologiji koriste se dva alternativna eksperimentalna pristupa za rešavanje osnovnih pitanja o evoluciji živog sveta – laboratorijska evolucija i studije u prirodi.

LABORATORIJSKA EVOLUCIJA - Eksperimentalna strategija laboratorijske evolucije bazira se na istraživanjima populacija kroz generacije u definisanim i strogo kontrolisanim uslovima. S ciljem istraživanja pravaca evolucije različitih životnih strategija formirana su četiri tipa laboratorijskih populacija pasuljevog žiška, Acanthoscelides obtectus, u okviru kojih su, tokom više od 200 generacija, razvijene po četiri populacije. Prva dva tipa populacija nalaze se pod režimom selekcije zavisne od gustine, odnosno, selektuju se na visokoj (К) i niskoj (r) gustini larvi, dok su druga dva tipa populacija selektovana za ranu (Е) ili kasnu (L) reprodukciju (tzv. uzrasno-specifična selekcija). Korišćenjem ovih populacija buduća istraživanja baziraće se na rasvetljavanju sledećih naučnih problema:1. Evolucione promene nastale u režimu selekcije zavisne od gustine, kao i uzrasno-specifične selekcije, 2. Kvantitativno-genetička osnova komponenti adaptivne vrednosti koje se nalaze pod delovanjem dva navedena tipa selekcije, 3. Еvolucija starenja i kasnih faza adultnog života i 4. Еvolucija mehanizama pre- i post-zigotske reproduktivne izolacije između različitih laboratorijskih populacija.

Vodozemci i gmizavci, grupe sa ograničenom sposobnošću migracije, vezane za staništa i, usled toga, posebno osetljive na promene životne sredine, čest su objekt istraživanja evolucione i konzervacione biologije. To se posebno odnosi na vodozemce i gmizavce Balkanskog poluostrva, koje predstavlja složen refugijalni centar, sa velikim brojem taksona i visokom endemičnošću, koji su rezultat visoke stope alopatričkih i parapatričkih specijacija i velikog broja hibridnih zona. U okviru ovog projekta predviđena su integrativna istraživanja, u laboratoriji i u prirodnim populacijama, na grupama koje imaju odlike model-organizama. U oblasti evolucione biologije, osnovni pravci istraživanja bi obuhvatili: (1) analize promena veličine i oblika složenih morfoloških celina tokom ontogenije i tokom evolucione istorije grupa, (2) istraživanja evolucije životnih istorija, (3) studije filogeografske strukture različitih evolucionih linija, vrsta i kompleksa vrsta, (4) analize uticaja ekogeografskih faktora na rasprostranjenje taksona, filogeografskih linija i hibridnih zona. U oblasti konzervacione biologije, istraživanja bi išla u pravcu određivanja evoluciono i konzervaciono značajnih jedinica, kao i studija populacione ekologije, čime bi se došlo do podataka relevantnih za postavke strategija očuvanja autohtonih prirodnih populacija i vrsta.

Heterogenost abiotičke i biotičke životne sredine utiče na varijabilnost (na molekularnom, citološkom i morfološkom nivou kao i varijabilnost karakteristika životne istorije i ponašanja), populacionu strukturu i evolucione procese (genetičku specijalizaciju, fenotipsku plastičnost, proces specijacije) kod različitih grupa organizama (kičmenjaci, beskičmenjaci, biljke), delujući na stanje biodiverziteta i rasprostranjenje samosvojnih, a posebno introdukovanih i invazivnih vrsta. Istraživanja se prvenstveno vrše na prirodnim populacijama u prirodnim staništima, na organizmima i populacijama u nativnim i antropogenim staništima i na uzorcima iz prirodnih populacija gajenim u eksperimentalnim uslovima. Dobijeni rezultati se porede na: različitim nivoima organizacije (npr. molekularni i morfološki) kod populacija istih vrsta; populacijama iste vrste iz različitih sredina; srodnim a ekološkim različitim vrstama; različitim taksonima sa istog geografskog područja; egzotičnim vrstama, posebno onima sa već poznatom istorijom invazivnosti u drugim područjima. Dobijeni rezultati omogućiće procenu adekvatnosti pojedinih indikatora stepena narušenosti životne sredine i biće uključeni u filogeografske analize i instrumente ocene statusa ekosistema u regionu i Evropi.

Balkansko poluostrvo na kome je i prostor Srbije pripada jednom od centara diverziteta dendroflore (IUCN) u kome se razvijaju i šume reliktnih, endemičnih, ekonomski važnih (ili potencijalno važnih) i ugroženih šumskih vrsta, neponovljivih u vremenu i prostoru. Posebno bogate rezervoare i riznice genofonda predstavljaju klisure, kanjonske doline i planinski masivi Srbije. Upravo ovi refugijumi su omogućili očuvanje i reprodukciju bogate i raznovrsne flore, posebno tercijernih relikata i endemorelikata i predstavljaju prave muzeje in vivo od posebnog značaja za nauku. Takođe od posebnog značaja jeste i diverzitet malih lokalnih populacija, kao i onih na ivicama šumskih pojasa, na najosetljivijim delovima ekosistema. Populacije koje naseljavaju ove prostore su pravi istraživački izazovi jer su njihova genetička struktura, hemijski sastav, morfofiziološka svojstva i reproduktivni potencijal još uvek malo poznati ili nepoznati. Projekat polazi od pretpostavke da šumska autohtona flora i vegetacija našeg dela Balkanskog poluostrva sadrži populacije koje svojim prisustvom, specifičnom genetičkom strukturom, hemijskim sastavom, morfofiziološkim i reproduktivnim svojstvima otkrivaju istoriju vegetacije i doprinose boljem razumevanju adaptivnog potencijala biljaka da opstanu u nepovoljnim uslovima životne sredine.

Cilj projekta je ispitivanje efekata agenasa iz životne sredine na važan fiziološki homeostatski sistem, imunski sistem, kod mišolikih glodara. Ćelijski i molekulski mehanizmi imunomodulatornog potencijala dva ksenobiotika (kadmijuma, široko rasprostranjenog zagađivača spoljašnje sredine, iantikoagulanta varfarina, koji se koristi za kontrolu brojnosti glodara) se ispituju na laboratorijskim sojevima sivog pacova (Rattus norvegicus). Uticaj ovih ksenobiotika na imunski sistem se ispituje analizom njihovog efekta na bazalne imunske funkcije kao i u uslovima indukcije imunskog odgovora. Poseban aspekt predstavlja ispitivanje efekta ovih ksenobiotika na rezistenciju organizma na oportunističke infekcije, kao što je infekcija gljivom Aspergillus fumigatus. Jedinke sivog pacova iz prirodnih populacija, zbog prisustva velikog broja parazita i različitih mikrobnih infekcija, se smatraju prirodnim imunobiološkim modelom korisnim za ispitivanje odbrambenih mehanizama u uslovima višestruke infekcije. Analiza osnovnih parametara imunske funkcije, kao i oštećenja perifernih tkiva posredovanih imunskim efektorskim mehanizmima kod jedinki sivog pacova iz prirodnih populacija i poređenje sa istim aktivnostima kod jedinki nekoliko laboratorijskih sojeva pacova, daje uvid u efekat spoljašnje sredine na imunski sistem.

Na antropogeno degradiranim staništima biljke su često limitirane multipnim faktorima stresa koji deluju istovremeno i ugrožavaju funkcionisanje biljaka i iscrpljuju njihov adaptivani potencijal.

Naša istraživanja su bazirana na proučavanju fiziološko-biohemijskih i morfoloških odgovora biljaka na efekte multipnih stresora koji određuju njihov adaptivni kapacitet da opstanu i/ili razviju toleranciju na stres na takvim staništima. Previđena istraživanja obavićemo u dva tipa takvih staništa: deponije pepela termoelektrana „Nikola Tesla-A" u Obrenovcu (inicijalno biološki prazni prostori opterećeni polutantima) i urbane zone u Beogradu (degradirani prostori opterećeni polutantima).

Eksperimentalni autoimunski encefalomijelitis (EAE) u Dark Agouti (DA) pacovima je jedan od modela multiple skleroze, inflamatorne, autoimunske bolesti centralnog nervnog sistema tokom koje dolazi do demijelinizacije nervnih vlakana i neurodegeneracije što za posledicu ima ispoljavanje neuroloških deficita. Multipla skleroza se u najvećem broju pacijenata ispoljava kao relapsno-remitentna, gde tokom vremena dolazi do smenjivanja faza neuroloških ispada i oporavka, a kod značajnog udela pacijenata bolest ima i hronični progresivni tok. Za razliku od toga, EAE u DA pacova je, prilikom adekvatnog imunizacionog protokola indukcije, akutna i monofazna bolest u kojoj pacovi prolaze kroz jasno definisane faze indukcije, razvoja, vrhunca bolesti i potpunog oporavka. DA pacovi su nakon oporavka izuzetno otporni na ponovne pokušaje indukcije EAE. Cilj ovog projekta je da se definišu ćelijske populacije i molekulski mehanizmi odgovorni za oporavak i otpornost DA pacova. Ovakva saznanja bi mogla da se iskoriste u cilju redizajniranja postojećih i uspostavljanja novih terapija za pacijente obolele od multiple skleroze.

Modulacija imunskog odgovora i ćelijske smrti je ključna strategija u terapiji kancera i inflamatornih bolesti poput multiple sklepoze, dijabetesa tipa 1 ili 2. U cilju prevencije i/ili usmerene modulacije ovih poremećaja neophodno je razumevanje osnovnih molekularnih mehanizama njihove kontrole, što je i cilj ovog projekta. Stoga se ispituje uloga i način delovanja biološki aktivnih molekula mikrosredine (citokina, reaktivnih vrsta kiseonika i azota, hormona) i genetskih faktora u regulaciji proliferacije, diferencijacije, funkcije i umiranja imunskih i ćelija ciljnih tkiva u fiziološkim i patološkim uslovima. Da bi se utvrdili osnovni kontrolni mehanizmi inflamacije, imunskog odgovora na (auto)antigene i rezistencije na anti-tumorski imunski odgovor, uloga relevantnih intercelularnih medijatora i intracelularnih signalnih puteva, koriste se animalni modeli humanih bolesti na miševima i pacovima visokosrodnih i/ili genetički modifikovanih sojeva, i primarne i transformisane ćelijske populacije različitog porekla. Pored ovoga, ispituju se citotoksična, citoprotektivna i imunomodulatorna svojstva različitih farmakoloških agenasa ili prirodnih produkata biljnog i životinjskog porekla, kao i intra- i intercelularni mehanizmi odgovorni za njihove biološke efekte, što bi u perspektivi moglo doneti dobrobit pacijentima obolelim od ovih bolesti.

Cilj istraživanja je ispitati uticaj odabranih biljnih estrakata, fitoestrogena (genistein, daidzein), steroidnih (estradiol, progesteron, testosteron, deksametazon) i peptidnih hormona (somatostatin, kalcitonin, grelin) na neuroendokrini sistem i mineralnu homeostazu pacova. Alternativa hormonske supstitucione terapije u vidu biljnih i drugih dodataka ishrani intenzivno se reklamiraju za održavanje hormonske ravnoteže, prevenciju kardiovaskularnih problema, ateroskleroze i osteoporoze u oba pola. Procena delovanja ovih supstanci na: (i) hipotalamo-hipofizno -adrenalni, -somatotropni, tiroidni i gonadalni sistem; (ii) neuroendokrine C-ćelije, kosti, paraštitaste žlezde i bubrege i (iii) ćelijsku mehaniku, značajna je za evaluaciju njihovih željenih efekata u odnosu na rizike pri upotrebi u terapiji kancera, kardiovaskularnih i drugih bolesti. Istraživanja se sprovode na pacovima različite starosti (mladi, srednje stari i stari pacovi) i pola, a od posebnog značaja su animalni modeli andropauze i menopauze. Ispitivanja ćelijske mehanike obavljaju se u in vitro uslovima, na modelima eritrocita i ćelija kancera prostate. Glukokortikoidi se u medicinskoj praksi koriste u trudnoćama sa rizikom od prevremenog porođaja, kako bi se smanjio neonatalni mortalitet i morbiditet. Međutim, ovaj tretman ubrzavajući maturacione procese, dovodi do trajnih promena fizioloških sistema. Stoga, kratkoročni korisni efekti prenatalne glukokortikoidne terapije su u isto vreme ti koji povećavaju dugoročne rizike metaboličkih i endokrinih disregulacija, uključujući odgovor na stres, rast i reprodukciju. Efekti prenatalnog izlaganja glukokortikoidima ispituje se na pacovima od fetalnog do adultnog period života.