Poškodba, plastičnost in regeneracija živčevja in mišic

Namen raziskav je proučiti plastične spremembe in značilnosti regeneracije ter možnosti obnove po različnih vrstah poškodb, bolezni ali spremenjene rabe centralnega ali perifernega živčevja in mišic. Poleg temeljnih znanstvenih vidikov te tematike bomo proučevali tudi aplikativne vidike, kot so razvoj diagnostičnih metod in postopkov ter zdravilnih učinkovin. A. Centralno živčevje Namen raziskav je proučiti plastične spremembe in značilnosti regeneracije ter možnosti obnove po različnih vrstah poškodb, bolezni ali spremenjene rabe centralnega ali perifernega živčevja in mišic. Poleg temeljnih znanstvenih vidikov te tematike bomo proučevali tudi aplikativne vidike, kot so razvoj diagnostičnih metod in postopkov ter zdravilnih učinkovin. I. Nevrodegenerativne bolezni in bolezni odvisnosti Patološke in plastične spremembe v dopaminergičnem sistemu v osrednjem živčevju so podlaga Parkinsonove bolezni in bolezni odvisnosti. Raziskovali bomo mehanizme bolezenskih sprememb na živalskih modelih bolezni človeka in možne nove načine zdravljenja od farmakoterapije do celičnih vsadkov. a) Na laboratorijskih podganah bomo proučevali molekularne mehanizme sprememb dopaminergičnega sistema pri odvisnosti od drog s psihostimulativnimi učinki. Proučili bomo bazalno aktivnost aminergičnih jeder ter njihovih tarčnih področij v obdobju abstinence po kroničnem (samo)injiciranju nekaterih psihostimulansov (kokain, amfetamin, MDMA) ali po samoodmerjanju etanola. Poskušali bomo farmakološko preprečiti recidiv samoinjiciranja z uporabo agonistov dopaminskih receptorjev D1 in antagonistov dopaminskih receptorjev D2. b) Proučili bomo vloga sinaptotagminov pri plastičnih prilagoditvah sinaptičnega prenosa na podganjem modelu za Parkinsonovo bolezen. Pomen spremenjenega vzorca izražanja sinaptotagminov pri Parkinsonovi bolezni ter pri pojavu stranskih učinkov zdravljenja te bolezni z l-DOPA še ni pojasnjen. Zato bomo raziskali izražanje sinaptotagminov pri kroničnem pomanjkanju dopamina, ki vodi v dopaminsko hipersenzitivnost in morebitno vlogo sinaptotagminov pri razvoju diskinezij, ki se pojavijo pri zdravljenju Parkinsonove bolezni z l-DOPA. c) Za raziskovanje tremorja pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo bomo razvili napravo in metodologijo za ambulantno, kvantitativno ocenjevanje tremorja pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo. Metoda bo olajšala oceno stopnje prizadetosti bolnikov s tremorjem in boljše načrtovanje zdravljenja tremorja. č) Raziskali bomo nevroprotektivno delovanje antioksidantov pri zaviranju nastanka poškodb možganov s kisikovimi prostimi radikali. Na živalskih modelih za nevrodegenerativne bolezni osrednjega živčevja (eksperimentalna epilepsija), v katere je vpleten oksidativni stres, bomo proučili morebitne zaščitne učinke antioksidantov (fenilbutilnitron, stobadin, vitamin E) na razvoj nevrodegenerativnih poškodb. d) Proučili bomo uporabnost matičnih celic za vsadke v osrednjem živčevju. Matične celice v odraslih sesalcih so populacija nediferenciranih, neusmerjenih celic, iz katerih pod ustreznimi pogoji lahko vzniknejo celice določenih vrst. Zaradi svojih lastnosti so matične celice potencialni vir za celično zdravljenje različnih bolezni. V naših raziskavah bomo proučevali sposobnost stromalnih matičnih celic dobljenih iz kostnega mozga zdravih odraslih ljudi in presajenih v podganje možgane, da v prejemnikovem osrednjem živčevju preživijo, migrirajo in se diferencirajo v celične vrste značilne za osrednje živčevje. II. Prionske bolezni Prenosljive spongiformne encefalopatije (prionske bolezni) so skupina brezpogojno smrtnih nevrodegenerativnih obolenj ljudi in živali. Pri vseh prionskih boleznih gre za patološko spremembo normalne celične prionske beljakovine v patološko obliko, ki je po trenutnih razlagah sposobna okvariti okoliške normalne molekule iste vrste. Prionske bolezni se pri ljudeh lahko razvijejo kot posledica prirojene genske motnje, zaradi spontane patološke degeneracije ali pa k

Večji del naših raziskav sodi v temeljno znanost in bogati znanje človeštva na področju nevrobiologije in nevrologije, saj raziskave objavljamo v uglednih mednarodnih revijah. S temi raziskavami se enakopravno uvrščamo med razvite narode. Sodelovali smo pri raziskavi v okviru 6. okvirnega programa EU in izvedli vse poskuse, s katerimi so sodelavci biofiziki iz Anglije ugotovili sklopljenost oscilacij srčne frekvence, frekvence dihanja in možganskih EEG valov ter njihovo disociacijo pri različnih globinah anestezije. Na področju plastičnosti možganov smo proučevali živalske modele nevrodegenerativnih bolezni (Parkinsonove bolezni) in zasvojenosti ter prionskih bolezni, kar so vse izrazito sodobne in aktualne teme, ter dognanja objavili v uglednih revijah ob dobrem mednarodnem in domačem sodelovanju. Na področju perifernega živčevja smo pojasnili dejavnike, ki vplivajo na kolateralno brstenje nepoškodovanih senzoričnih aksonov, ki je metoda izbora pri kirurški rekonstrukciji težkih poškodb živcev. Raziskave plastičnosti skeletnih mišic v odvisnosti od funkcije so izviren prispevek znanosti o sposobnostih prilagajanja mišic. Odkrili smo nov vidik plastičnosti mišic, to je sinaptična plastičnost komponent živčno-mišičnega stika, ki omogoča optimizacijo delovanja te sinapse glede na funkcijo mišice.

Nacionalno pomembni vidiki dosežkov naših raziskav so v vključevanju slovenskih znanstvenikov v svetovne tokove vrhunskega biomedicinskega raziskovanja in sodelovanje pri mednarodnih projektih in drugih oblikah sodelovanja. Vse to povečuje prepoznavnost Slovenije in krepi njen ugled v svetu. V Sloveniji naše raziskave prispevajo k dvigu domačega znanja, uvajanju novih metod raziskovanja, k izobraževanju mladih raziskovalcev in usmerjanju specializantov medicine v kvalitetno raziskovalno delo, kar vse je temelj za razvoj učiteljskega kadra in s tem kvalitete izobraževanja bodočih zdravnikov na dodplomskem in podiplomskem nivoju. Aplikativne raziskave so dale mednarodni patent na področju zdravila za zasvojenost z drogami, novo tehnologijo za hkratno merjenje živčnih mediatorjev v možganih, zaenkrat za eksperimentalne namene, in pripravo za oceno tremorja, ki je že v uporabi na Nevrološki kliniki v KC v Ljubljani. Sodelujemo tudi pri raziskavah na bolnikih, s katerimi odkrivajo beljakovinske odlage v možganih pri nevrodegenerativnih boleznih še za življenja bolnikov.