Dr hab. Katarzyna Kuter
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 mikrogleju w procesie degeneracji i kompensacji;
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 ALZET,
· sekcje mózgu (striatum, s.nigra, n. accumbens, hippocampus, cortex, cerebellum, b.olfactori) i tkanek obwodowych (serce, płuca, wątroba, nerki, mięśnie, krew),
· pomiar temperatury ciała zwierząt,
· metody
behawioralne:
- automatyczny pomiar dobowej aktywności motorycznej (przebyty dystans,
wspięcia, czas spoczynku),
- testy zachowania asymetrycznego - rotacje, test cylindra, test wibrysowy, skilled reaching test
- badanie zachowania pro- i przeciwdepresyjnego test Porsolta,
- badanie spowolnienia ruchowego - test katalepsji,
· histologia:
Nissl, glikogen, kompleksy oddechowe,
· immunohistochemia (fluorescencja i chromogeny),
· komputerowe obrazowanie skrawków mózgu, mikroskopia świetlna, analiza morfologiczna, stereologiczne liczenie komórek, densytometria,
· HPLC – oznaczanie poziomów dopaminy, serotoniny, noradrenaliny, ich metabolitów oraz obrotu,
· mikrodializa mózgu – oznaczanie katecholamin i wolnych rodników tlenowych przyżyciowo,
· autoradiografia transportera dopaminowego DAT,
· Western blot,
· hybrydyzacja in situ,
· pomiar stężenia substratów energetycznych (mleczan, bursztynian, glukoza, ciała ketonowe) w tkankach i plazmie,
· pomiar aktywności enzymów – akonitaza,
· barwienie na obecność mitochondrialnych kompleksów oddechowych (II, IV) na skrawkach
WE WSPÓŁPRACY:
· 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
-
The role of glia in Parkinson's disease: Emerging concepts and therapeutic applications.
Katarzyna Z Kuter, M Angela Cenci, Anna R Carta
Progress in brain research, S0079-6123(20)30021-2 10.1016/bs.pbr.2020.02.004
PMID:32247363 -
Increased energetic demand supported by mitochondrial electron transfer chain and astrocyte assistance is essential to maintain the compensatory ability of the dopaminergic neurons in an animal model of early Parkinson's disease.
Katarzyna Z Kuter, Łukasz Olech, Norbert A Dencher
Mitochondrion, S1567-7249(18)30095-3 10.1016/j.mito.2018.12.002
PMID:30578987 -
Astrocyte support is important for the compensatory potential of the nigrostriatal system neurons during early neurodegeneration.
Katarzyna Kuter, Łukasz Olech, Urszula Głowacka, Martyna Paleczna
Journal of neurochemistry, 10.1111/jnc.14605
PMID:30295916 -
Prolonged Dysfunction of Astrocytes and Activation of Microglia Accelerate Degeneration of Dopaminergic Neurons in the Rat Substantia Nigra and Block Compensation of Early Motor Dysfunction Induced by 6-OHDA.
Katarzyna Kuter, Łukasz Olech, Urszula Głowacka
Molecular neurobiology, 10.1007/s12035-017-0529-z
PMID:28466266 -
Native DIGE proteomic analysis of mitochondria from substantia nigra and striatum during neuronal degeneration and its compensation in an animal model of early Parkinson's disease.
Katarzyna Kuter, Manuela Kratochwil, Sven-Hendric Marx, Sonja Hartwig, Stephan Lehr, Michiru D Sugawa, Norbert A Dencher
Archives of physiology and biochemistry,
PMID:27467289
- 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
-
- 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. M. Schwab, Brain Research Institute, University of Zurich
Zainteresowania badawcze
Techniki badawcze
- aktywność lokomotoryczna
- elektroforeza
- histologia
- hybrydyzacja in situ
- immunohistochemia
- implantacja stereotaktyczna kaniul
- lezje neurochemicznie specyficzne
- mikroinfuzje
- podania domózgowe/mikroiniekcje
- spektrometria mas
- stereologia
- Western Blot
- wiązanie radioligandów
- wysokosprawna chromatografii cieczowa (HPLC) z detekcją elektrochemiczną (kulochemiczną)