DIAMENTOWE GRANTY 2014
Absolwenci kierunku Neurobiologia - Łukasz Chrobok i Alan Kania zostali laureatami III edycji prestiżowego Diamentowego Grantu MNiSW za rok 2014.
Projekty te były realizowane w Zakładzie Neurofizjologii i Chronobiologii Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych UJ.
Łukasz Chrobok realizował projekt "Zegar biologiczny a epilepsja. Elektrofizjologiczne i immunohistochemiczne badania na szczurzym modelu napadów nieświadomości".
Powszechnie wiadomo, że u podłoża przebiegu wielu chorób leży zaburzenie pracy zegara biologicznego. Planowane badania pozwolą odpowiedzieć na pytanie, czy w patogenezie napadów nieświadomości ma swój udział nieprawidłowa praca neuronalnego mechanizmu zegara biologicznego. Zasadniczym celem projektu jest zbadanie, czy aktywność listka ciała kolankowatego bocznego (IGL) wzgórza, neuronalnej struktury zegara biologicznego szczura, bierze udział w mechanizmie związanym z jednym z typów epilepsji - napadami nieświadomości (AE). Inne ciekawe zagadnie, które analizowane będzie w ramach tego projektu, wiąże się z zaburzeniem przebiegu snu, obserwowanym w czasie AE, spowodowanym dysfunkcją grupy neuronów nazywanych "mózgowym włącznikiem snu". Planowane jest kompleksowe zbadanie fizjologii wpływu IGL na aktywność neuronów promujących sen oraz jego przypuszczalnej patofizjologii w genetycznym modelu AE tj. u szczurów szczepu WAG/Rij.
W czasie eksperymentów stosowano 3 techniki badawcze: badania elektrofizjologiczne in vitro pojedynczych neuronów w skrawkach mózgowia techniką patch clamp, badania elektrofizjologiczne in vivo zewnątrzkomórkowej aktywności neuronów, oraz badania immunohistochemiczne tkanki nerwowej przy użyciu przeciwciał sprzężonych z fluoroforami i fluorescencyjnej mikroskopii konfokalnej.
Kompleksowe badania przedstawione w projekcie uzupełnią dotychczasową wiedzę dotyczącą fizjologicznych mechanizmów kontroli rytmu snu i czuwania przez zegar biologiczny. Co jednak najistotniejsze, porównanie wyników uzyskanych dzięki badaniom na szczurach szczepu Wistar i WAG/Rij, pozwoli dokładniej zrozumieć patofizjologiczne mechanizmy napadów nieświadomości.
Na badania MNiSW przyznało 199 000,- zł. Opiekunem naukowym projektu był prof. dr hab. Marian H. Lewandowski.
Alan Kania realizował projekt "Rola relaksyny-3 w kontroli pobierania pokarmu i zaburzeniach odżywiania indukowanych stresem u samic - badania elektrofizjologiczne, immunocytochemiczne i behawioralne".
Zaburzenia odżywiania prowadzące do nadwagi i otyłości są głównym czynnikiem ryzyka wielu chorób związanych z rozwojem cywilizacyjnym. Mimo wielu badań, ciągle jesteśmy dalecy od pełnego zrozumienia neuronalnych przyczyn tego zjawiska. Jest to powód, dla którego badania nad mózgową kontrolą apetytu oraz mechanizmami leżącymi u podłoża zaburzeń odżywiania są tak istotne. Odkrycie nowego neuropeptydu, jakim jest relaksyna-3, zaangażowanego w niesłychanie skomplikowany i subtelny proces kontroli łaknienia przyniosło nadzieję na lepsze zrozumienie mechanizmów leżących u podłoża tych groźnych zaburzeń.
Odkrycia naukowców na przestrzeni ostatniej dekady pozwoliły zdefiniować układ relaksyny-3 jako jeden z niespecyficznych układów mózgowia ssaków, o bardzo szerokim, modulującym wpływie na wiele istotnych procesów, takich jak: kontrola pobierania pokarmu, pamięć przestrzenna, regulacja wydzielania hormonów, regulacja zegara biologicznego czy reakcja stresowa. Od kilku lat ten niesłychanie interesujący peptyd leży w centrum zainteresowania grupy badawczej Zakładu Neurofizjologii i Chronobiologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Podejmując współpracę ze światowym liderem badań nad układem relaksyny-3 - The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health Uniwersytu w Melbourne, rozpoczęliśmy eksperymenty mające na celu określenie roli tego neuropeptydu w kontroli pobierania pokarmu u samców szczurów. Opierając się na najnowszej literaturze naukowej postawiliśmy hipotezę, że układ relaksyny-3 może być kluczowym łącznikiem pomiędzy działającymi na organizm stresorami, zwłaszcza chronicznymi, a wzrostem masy ciała. Ponadto wiele wskazuje na to, iż to samice są bardziej narażone na kompulsywne łaknienie w wyniku działania przedłużającego się stresu.
Planowane w projekcie eksperymenty zakładały zbadanie elektrofizjologicznych mechanizmów oreksygenicznego działania relaksyny-3, scharakteryzowanie neuroanatomicznego podłoża tej kontroli, jak i udziału układu relaksyny-3 w rozwoju zaburzeń odżywiania na poziomie behawioralnym samic szczurów. Biorąc pod uwagę fakt, że w Zakładzie Neurofizjologii i Chronobiologii prowadzone są eksperymenty nad peptydergiczną kontrolą pobierania pokarmu u samców, realizacja projektu pozwoli na opisanie możliwych różnic płciowych badanej zależności. Niezaprzeczalnym walorem zaplanowanych badan jest fakt, iż dostarczą wiedzy o dużej wartości aplikacyjnej oraz przyczynią się do lepszego zrozumienia peptydergicznej kontroli apetytu oraz mechanizmów leżących u podłoża zaburzeń odżywiania wywołanych stresem.
Na badania MNiSW przyznało 195 000,- zł. Opiekunem naukowym projektu była dr hab. Anna Błasiak.
DIAMENTOWY GRANT 2015
Adrian Chrobak, uzyskał doktorat i ukończył kierunek Lekarski w UJ Collegium Medicum. Absolwent kierunku Neurobiologia (magistrant w Zakładzie Neuroanatomii), laureat IV edycji Diamentowego Grantu MNiSW za rok 2015.
Tytuł projektu: „Neuronalne mechanizmy objawu niewydolności konwergencji z jednostronną egzoforią do bliży w grupie pacjentów ze schizofrenią, w porównaniu z grupą pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową i grupą osób zdrowych – badanie fMRI, MRI, DTI.”
Od początków psychiatrii, klasyfikacja zaburzeń psychotycznych budziła wiele kontrowersji. „Teoria jednej psychozy” mówi, że różnorodne objawy zaburzeń psychicznych mogą być spowodowane wspólnym biologicznym podłożem. Coraz większa liczba prac wskazuje na podobieństwa między schizofrenią a chorobą afektywną dwubiegunową. Oba zaburzenia dzielą wiele czynników genetycznych, neurobiologicznych oraz wykazują podobne zaburzenia funkcji poznawczych i motorycznych. W praktyce klinicznej odróżnienie tych dwóch zaburzeń psychicznych bywa istotnym problemem. Zasadnym jest poszukiwanie metod umożliwiających ich rozróżnienie, oraz biologicznego podłoża tych różnic.
W 2014 roku po raz pierwszy opisane zostało przez nas (Chrobak i wsp. 2014) zaburzenie ruchów gałek ocznych, niewydolność konwergencji z jednostronną egzoforią do bliży, które występuje znacznie częściej u pacjentów ze schizofrenią niż w chorobie afektywnej dwubiegunowej. Odnotowaliśmy, że u znaczniej liczby pacjentów ze schizofrenią podczas fiksacji wzroku na zbliżającym się przedmiocie, w trakcie wykonywania ruchu zbieżnego gałek ocznych, jedno oko rozpoczyna ruch w kierunku skroni. Według naszej wiedzy jest to pierwsze badanie wskazujące na obecność takiego objawu w tej grupie klinicznej. Objaw ten występował częściej u pacjentów ze schizofrenią niż u pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową, co wskazuje, że objaw ten może być objawem neurologicznym umożliwiającym rozróżnienie tych dwóch grup pacjentów. Ponadto pacjenci ze schizofrenią prezentujący objaw, wyróżniali się większą liczbą innych zaburzeń okoruchowych i zaburzeń mowy. Oznacza to, że grupa pacjentów prezentujących objaw może się cechować istotnymi zmianami funkcjonalnymi lub strukturalnymi w ośrodkowym układzie nerwowym.
Celem projektu było zbadanie za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego aktywacji obszarów mózgowia odpowiedzialnych za wywołanie opisanego objawu. Za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego ocenione zostaną również zmiany budowy ośrodkowego układu nerwowego, struktury i funkcjonalności jego połączeń. Parametry te zostaną porównane między pacjentami ze schizofrenią zarówno z, jak i bez opisanego objawu, u pacjentów z chorobą afektywną dwubiegunową i u osób zdrowych.
Badanie pozwoło poznać zmiany aktywności i struktury sieci neuronalnych odpowiedzialnych za występowanie objawu, oraz ocenić biologiczne podłoże różnic między schizofrenią i chorobą afektywną dwubiegunową odpowiedzialne za wykonywanie ruchów zbieżnych gałek ocznych.
Na badania MNiSW przyznało 200 000,-zł. Opiekunem naukowym projektu była prof. dr hab. Dominika Dudek z Katedry Psychiatrii Wydziału Lekarskiego UJ.
Więcej o laureacie na researchgate.net: https://www.researchgate.net/profile/Adrian_Chrobak
GRANT PRELUDIUM 2016
Magdalena Walczak – stopień doktora uzyskała na Wydziale Biologii UJ. Absolwentka kierunku Neurobiologia (magistrantka w Zakładzie Neurofizjologii i Chronobiologii), otrzymała grant PRELUDIUM finansowany przez Narodowe Centrum Nauki.
Tytuł projektu: „Niezależna od receptora NMDA, wywołana acetylocholiną aktywność erupcyjna neuronów dopaminergicznych śródmózgowia - badania elektrofizjologiczne i farmakologiczne in vivo”.
Zarówno zaburzenia depresyjne jak i uzależnienia łączy nieprawidłowe funkcjonowanie układu nagrody. Ze względu na ścisły związek ilości uwalnianej dopaminy z wzorcem generowanej aktywności przez neurony śródmózgowia, zrozumienie mechanizmów odpowiadających za generowanie erupcji niezbędnych do fazowego uwolnienia neuroprzekaźnika przez komórki dopaminergiczne w strukturach docelowych pozwoli lepiej zrozumieć etiologię wyżej wymienionych zaburzeń.
Neurony syntetyzujące dopaminę zlokalizowane są w brzusznym polu nakrywki (z ang. ventral tegmental nucleus, VTA) oraz substancji czarnej części zbitej (z ang. substantia nigra pars compacta, SNc) śródmózgowia ssaków. Ilość uwalnianej dopaminy uzależniona jest od wzorca aktywności generowanej przez neurony dopaminowe. Toniczny lub nieregularny tryb generowania potencjałów czynnościowych zapewnia stały, podstawowy poziom dopaminy w strukturach docelowych, podczas gdy fazowe uwolnienie dopaminy związane jest z erupcyjnym (z ang.bursting) generowaniem potencjałów czynnościowych.
Celem przedstawionego projektu było opisanie i scharakteryzowanie farmakologiczne zjawiska generowania aktywności erupcyjnej w neuronach dopaminergicznych śródmózgowia gryzoni, wywołanego aktywacją receptorów cholinergicznych. Zaplanowane eksperymenty przeprowadzone zostaną z użyciem jontoforetycznego podawania selektywnych agonistów receptorów nikotynowych i muskarynowych.
Wyniki uzyskane w toku realizacji projektu pozwolą określić typ receptorów cholinergicznych zaangażowanych w generowanie aktywności erupcyjnej niezależnej od receptora NMDA w neuronach dopaminergicznych. Dokładny opis parametrów tejże aktywności wraz z ich farmakologiczną charakterystyką pozwoli na poszerzenie dotychczasowego stanu wiedzy na temat aktywności neuronów układu nagrody. Pozwoli również na lepsze zrozumienie mechanizmów kontrolujących pojawienie się aktywności erupcyjnej.
Na badania NCN przyznał 149 160 zł. Opiekunem naukowym projektu był dr hab. Tomasz Błasiak, prof UJ.