Dr hab. Katarzyna Kuter - Nowak
Kierownik zakładu
Głównym celem prowadzonych badań jest poznanie mechanizmów aktywnych podczas przedklinicznej fazy choroby Parkinsona. Są to zarówno mechanizmy wywołujące degenerację neuronów, jak również mechanizmy kompensujące powoli narastający ubytek w układzie dopaminergicznym. Te przeciwstawne procesy zachodzą w mózgu jednocześnie, maskując pierwsze zmiany patologiczne i uniemożliwiają wczesne rozpoznanie choroby, a tym samym zatrzymanie lub spowolnienie jej postępowania.
Nasze badania w modelach zwierzęcych skupiały się dotychczas na kilku zagadnieniach, ważnych dla funkcjonowania szlaków nerwowych, poszczególnych grup komórek, organelli oraz białek.
Określenie mechanizmów kompensujących niewielkie ubytki neuronów dopaminergicznych w mózgu;
Ochronna rola gleju i współpraca astrocytów z neuronami w procesie kompensacji uszkodzeń układu dopaminergicznego;
Rola polaryzacji gleju w procesie degeneracji i kompensacji i możliwość farmakologicznej manipulacji;
Wpływ stylu życia w tym diety ketogenicznej i aktywności fizycznej na regenerację, neuroprotekcję i kompensację ubytków neuronów w mózgu.
Komórkowa regulacja energetyki i zapotrzebowania na poszczególne zasoby energetyczne podczas różnych stadiów degeneracji neuronów i odpowiedzi kompensacyjnej. Rola węglowodanów i tłuszczy;
Mitochondria i regulacja składu oraz aktywności enzymatycznej kompleksów oddechowych białek szlaku fosforylacji oksydatywnej;
Rola powtarzającego się, niewielkiego stresu oksydacyjnego w procesie degeneracji neuronów dopaminergicznych, prekondycjonowanie;
METODY:
· operacje stereotaktyczne mózgu szczura, jednorazowe i chroniczne domózgowe podania związków – implantacja mini-pompek osmotycznych
· sekcje mózgu (striatum, s.nigra, n. accumbens, hippocampus, cortex, cerebellum, b.olfactori, i in.) i tkanek obwodowych (serce, płuca, wątroba, nerki, mięśnie, krew)
· metody
behawioralne:
- trenowanie szczurów na bieżni
- automatyczny pomiar aktywności motorycznej (przebyty dystans,
wspięcia, czas spoczynku)
- testy zachowania asymetrycznego (rotacje, test cylindra, test wibrysowy, skilled reaching test)
- badanie drżeń ciała (Force Plate Actimeters) i drżących ruchów pyszczka (Tremolous Jaw Movements)
· histologia:
Nissl, glikogen, inne
· immunohistochemia (fluorescencja i chromogeny)
· mikroskopia świetlna, fluorescencyjna, konfokalna
· komputerowe obrazowanie skrawków mózgu, analiza morfologiczna, stereologiczne liczenie komórek, densytometria, analiza Sholla
· autoradiografia transporterów monoamin· Western blot
· hybrydyzacja in situ
· pomiar stężenia substratów energetycznych (mleczan, bursztynian, glukoza, ciała ketonowe) w tkankach i plazmie
· barwienie na obecność mitochondrialnych kompleksów oddechowych (II, IV) na skrawkach
· elektroforeza natywna, analiza wydajności i aktywności oraz składu mitochondrialnych superkompleksów i kompleksów oddechowych (Cx I, II, IV),
· 2 kierunkowa elektroforeza białek (2DBN/SDS), ilościowa analiza różnicowa białek (DIGE), identyfikacja białek (MALDI MS/MS peptide mass fingerprint),
SŁOWA KLUCZOWE:
neurodegeneracje,
kompensacje, przedkliniczna choroba Parkinsona, modele zwierzęce, glej, układ
dopaminergiczny, regulacja energetyczna, białka mitochondrialne, drżenia
-
Introduction to the Special Section on
Katarzyna Głombik, Katarzyna Kuter-Nowak
Pharmacological reports : PR, 10.1007/s43440-022-00421-9
PMID:36149597 -
The influence of preconditioning with low dose of LPS on paraquat-induced neurotoxicity, microglia activation and expression of α-synuclein and synphilin-1 in the dopaminergic system.
Katarzyna Z Kuter, Maria Śmiałowska, Krystyna Ossowska
Pharmacological reports : PR, 10.1007/s43440-021-00340-1
PMID:34762280 -
Beyond the GFAP-Astrocyte Protein Markers in the Brain.
Agnieszka M Jurga, Martyna Paleczna, Justyna Kadluczka, Katarzyna Z Kuter
Biomolecules, 1361 10.3390/biom11091361
PMID:34572572 -
Increased Beta-Hydroxybutyrate Level Is Not Sufficient for the Neuroprotective Effect of Long-Term Ketogenic Diet in an Animal Model of Early Parkinson's Disease. Exploration of Brain and Liver Energy Metabolism Markers.
Katarzyna Z Kuter, Łukasz Olech, Urszula Głowacka, Martyna Paleczna
International journal of molecular sciences, 7556 10.3390/ijms22147556
PMID:34299176 -
Overview of General and Discriminating Markers of Differential Microglia Phenotypes.
Agnieszka M Jurga, Martyna Paleczna, Katarzyna Z Kuter
Frontiers in cellular neuroscience, 10.3389/fncel.2020.00198
PMID:32848611
- Kuter, Cenci, Carta, The role of glia in Parkinson's disease: Emerging concepts and therapeutic applications, Progress in Brain Research Volume 252, 2020, Pages 131-168
-
Astrocytes and microglia in Parkinson’s disease and its animal models. In: The Neuroscience of Parkinson's Disease. Vol 2. Genetics, neurology, behavior, and diet in Parkinson’s disease, 2020, Chapter 6, pp 83-101
Katarzyna Kuter
Astrocytes and microglia in Parkinson’s disease and its animal models. In: The Neuroscience of Parkinson's Disease. Vol 2. Genetics, neurology, behavior, and diet in Parkinson’s disease, 2020, Chapter 6, pp 83-101, Editors: Colin Martin and Victor Preedy, ISBN: 978-0-12-815950-7, published by Academic Press, Imprint of Elsevier, Published Date: 18th September 2020
-
grant NCN OPUS18 2019/35/B/NZ7/02862 Ćwiczenia fizyczne jako naturalny mechanizm indukujący neuroregenerację. Poszukiwanie nowych białek markerowych i celów terapeutycznych w chorobie Parkinsona - 2020-06-19 - 2023-06-18
-
- 2018-08-03 - 2021-08-02
NCN grant, OPUS 14 [2018-08-03 do 2021-08-02] nr 2017/27/B/NZ7/00289
Tytuł: „Jak interakcja pomiędzy mikroglejem a astrocytami wpływa na funkcjonowanie neuronów w układzie dopaminergicznym. Analiza potencjalnego działania ochronnego substancji zmieniających fenotyp komórek glejowych" Wykonywany w IF PAN w Krakowie – kierownik projektu. -
MOBILNOŚĆ PLUS - 2013-09-02 - 2016-03-31
Stypendium naukowe MOBILNOŚĆ PLUS, finansowane przez MNiSW.
Tytuł: "Rola ochronna astrocytów w procesie degeneracji neuronów układu dopaminergicznego oraz w procesie funkcjonalnej kompensacji tego uszkodzenia. Badania funkcji i składu mitochondrialnych superkompleksów łańcucha oddechowego w zwierzęcych modelach wczesnej choroby Parkinsona"
Trzykrotny, półroczny pobyt w Technische Universität Darmstadt, Niemcy, w zespole Prof Norberta A. Denchera.
-
NCN grant, OPUS 3 - 2013-02-14 - 2017-02-15
Grant badawczy OPUS 3, nr 2012/05/B/NZ4/02599, finansowany przez NCN.
Tytuł: „Rola astrocytów i metabolizmu komórkowego w procesie funkcjonalnej kompensacji uszkodzenia układu dopaminergicznego mózgu szczura. Analiza ekspresji AMPK i białek regulujących metabolizm energetyczny w kontekście choroby Parkinsona." Wykonywany w IF PAN w Krakowie – kierownik projektu.
-
Zespołowa Nagroda Naukowa Wydziału V Nauk Medycznych PAN za cykl 3 publikacji pt. ”Rola astrocytów w mechanizmach kompensujących degenerację neuronów dopaminergicznych i w regulacji energetyki komórkowej układu czarno-prążkowiowego w zwierzęcym modelu wczesnej choroby Parkinsona”.
2019-12-11 -
Nagroda Dyrektora IF PAN za publikacje o wysokim IF w 2018r.
0000-00-00
Krajowa
- dr Monika Marcinkowska, Katedra Chemii Farmaceutyczne Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie
Międzynarodowa
- Prof. JM. Witkin, prof. J.Cook, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Wisconsin-Milwaukee, Milwaukee, WI, USA
- Prof. M. Schwab, Brain Research Institute, University of Zurich