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.

Diabetes mellitus je kompleksan metabolički poremećaj koji se manifestuje u dva osnovna oblika, dijabetes tip 1 (DT1) i mnogo češći oblik, dijabetes tip 2 (DT2). Iako oba tipa dijabetesa imaju različite etiologije, oba karakteriše hiperglikemija zbog poremećene homeostaze glukoze. Hiperglikemija je posledica nedovoljne koncentracije insulina u krvi, što je slučaj u DT1, ili neosetljivosti ciljnih ćelija na delovanje insulina u DT2. U osnovi DT1 je autoimuno oboljenje koga karakteriše potpuni gubitak β ćelija pankreasa koje proizvode insulin. Nestanak β ćelija u DT1 odvija se relativno brzo u poređenju sa smanjenjem broja funkcionalnih β ćelija u DT2 koga karakteriše progresivan gubitak funkcionalnosti β ćelija i potepeno smanjenje njihovog broja. Razjašnjenje molekularnih mehanizama koji regulišu funkcionalnost β ćelija i patološke molekularne procese u dijabetesu, leži u osnovi paradigme za terapiju dijabetesa koja predviđa primenu strategija usmerenih na poboljšanje funkcionalnosti i vijabilnosti β ćelija supresijom citotoksičnih signalnih puteva i sprečavanjem aktivacije procesa ćelijske smrti. Istraživanja Odeljenja za molekularnu biologiju fokusirana su na β ćelije, kao i na hepatocite i kardiomiocite u kontekstu dijabetičnih komplikacija. Eksperimentalni sistemi koje koristimo su in vivo model streptozotocinom (STZ)-indukovanog dijabetesa kod laboratorijskih pacova i in vitro modeli bazirani na različitim kulturama ćelijskih linija.