Zakład Biochemii Mózgu


Opis profilu badawczego
I. Neurobiologiczne i molekularne aspekty depresji, stresu, lęku i mechanizmy działania terapii przeciwdepresyjnych:

  • Badania roli układu noradrenergicznego w indukowanych stresem zmianach plastycznych w mózgu
    Interakcje szlaków sygnałowych: receptory α1-adrenergiczne – stres komórkowy – apoptoza – badania w chronicznym nieprzewidywalnym stresie, modelu zwierzęcej depresji
  • Udział podtypów (A, B i D) receptora α1–AR w mechanizmie działania leków przeciwdepresyjnych - badania w modelach komórkowych ze stabilną ekspresją poszczególnych podtypów α1–AR i u myszy knock-out pozbawionych określonych podtypów α1–AR.
  • Neurochemiczne korelaty przywołania warunkowanego lęku: badanie ekspresji białek G w mózgu myszy w modelu warunkowania strachem i efektach morfiny

II. Badania w mysich modelach transgenicznych (system warunkowej/indukowanej rekombinazy Cre/loxP):

  • funkcja receptora glikokortykoidowego (GR) w depresji (myszy pozbawione receptora GR w układzie noradrenergicznym)
    rola czynnika transkrypcyjnego CREB w mechanizmie działania leków przeciwdepresyjnych (myszy pozbawione CREB w układzie noradrenergicznym lub serotoninowym)
  • farmakologiczna weryfikacji potencjalnych strategii neuroprotekcyjnych w chorobach neurodegeneracyjnych (linie myszy z wywołaną miejscowo degeneracją komórek noradrenergicznych, dopaminowych lub dopaminoceptywnych)

III. Wpływ leków i niefarmakologicznych terapii przeciwdepresyjnych na układ odpornościowy

  • Rola obwodowych makrofagów w depresji i działaniu terapii przeciwdepresyjnych

IV. Molekularne korelaty uzależnień lekowych

  • Badanie ekspresji podjednostek α białek G w mózgu, w szczurzych modelach uzależnienia od morfiny i kokainy

Metody badawcze
Behawioralne:
– testy: spontaniczna ruchliwość (OFT); zachowania depresyjne (TST, FST); lękliwość (LDB); motoryka i koordynacja ruchowa zwierzęcia (Rotarod) wykonywane z udziałem zautomatyzowanego systemu do analizy ruchowej EthoVision
– modele: stresu unieruchomienia; warunkowania strachem; modelowanie tolerancji i uzależnień lekowych: sensytyzacja, procedura samopodawania leków oraz modele nawrotu do uzależnienia kokainowego i morfinowego
– instrumentalne: podawanie elektrowstrząsów, implantacja stereotaktyczna kaniuli do określonych miejsc kory mózgowej (dmPFC) i podania leków do dmPFC; implantacja sztucznej żyły do żyły szyjnej szczura; izolacja struktur mógowych

Biochemiczne / molekularne:
 – badania gęstości i powinowactwa receptorów: analiza wiązania radioligandów i autoradiografia receptorów; pomiar generacji wtórnych przekaźników (cykliczny AMP, fosforany inozytolu) z wykorzystaniem techniki HTRF, TR-FRET; ocena aktywności makrofagów metodami kolorymetrycznymi, ELISA i cytometrii przepływowej
– hodowla komórek układu odpornościowego; transfekcja in vitro i hodowle linii komórkowych ze stabilną ekspresją genów kodujących wybrane białka
– genotypowanie zwierząt techniką klasycznego PCR; ilościowe oznaczenia ekspresji mRNA (RealTime PCR, Northern blot); białka (WesternBlot, macierze białkowe); frakcjonowanie białek błonowych i wewnątrzkomórkowych; profilowanie ekspresji genów metodą mikromacierzy cDNA na komercyjnych platformach (Illumina/Affymetrix) oraz za pomocą tzw. mikromacierzy małej skali z sondami TaqMan (TLDA) na własnej platformie QuantStudio
Immunohistochemiczne – klasyczne techniki immunohistochemii i immunofluorescencji dla wizualizacji morfologii struktur mózgowych oraz jakościowej analizy wybranych białek; analiza mikroskopowa fluorescencyjna

Modele transgeniczne:
– oparte o system warunkowej/indukowanej rekombinazy Cre/loxP  – myszy z selektywnie usuniętymi genami wyłącznie w specyficznych populacjach komórkowych
– oparte o technologię knock-out – myszy z unieczynnionymi genami kodującymi poszczególne podtypy receptorów α1–adrenergicznych (ABD-KO)
– model in vitro – linie komórek ze stabilną ekspresją poszczególnych podtypów receptorów α1–adrenergicznych

Najważniejsze odkrycia ostatnich lat
1. Stwierdzenie zależnych od płci różnic w odpowiedzi na mutację polegającą na selektywnym usunięciu receptora glukokortykoidowego z układu noradrenergicznego (linia myszy GRDBHCre): wykazanie w testach behawioralnych prodepresyjnego i prolękowego fenotypu samic i oporności na stres samców (publikacja: Chmielarz P., Kuśmierczyk J., Parlato R, Schütz G., Nalepa I., Kreiner G.: Inactivation of glucocorticoid receptor in noradrenergic system influences anxiety and depressive-like behavior in mice. PLoS One, 2013, 8, e72632)
2. Wykazanie, że wielokrotny stres separacji od matki w okresie postnatalnym (model clean bedding), skutkuje u dorosłych mysich osobników anhedonią – obniżeniem pobierania słodkiego pokarmu, spadkiem gęstości receptorów α1-adrenergicznych w korowo-limbicznych obwodach neuronalnych oraz zależnymi od struktury mózgu zmianami w ekspresji mRNA trzech podtypów receptora α1-adrenergicznego, białek szoku cieplnego (Hsp72, Hsp90) oraz białek rodziny Bcl2 (publikacja: Coccurello R., Bielawski A., Zelek-Molik A., Vetulani J., Kowalska M., D’Amato F.R., Nalepa I.: Brief maternal separation affects brain α1-adrenoceptors and apoptotic signaling in adult mice. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol Psychiatry, 2014, 48, 161-169).

Wszystkie publikacje
  • Badanie wpływu postępującej neurodegeneracji układu noradrenergicznego na funkcjonowanie układu dopaminowego w kontekście presymptomatycznej fazy choroby Parkinsona. , Dr Grzegorz Kreiner
    OPUS13 2017/25/B/NZ7/02406
    Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner
  • Różnicowanie udziału trzech podtypów receptora alfa(1)-adrenergicznego w efektach leków przeciwdepresyjnych: badania w oparciu o genetyczne modele in vitro oraz in vivo , Prof. dr hab. Irena Nalepa
    OPUS9 2015/17/B/NZ7/03018
    Kierownik projektu: Prof. dr hab. Irena Nalepa

  • Zanieczyszczenia powietrza a choroby autoimmunologiczne: rola wielofazowej chemii nieorganicznej , Prof. dr hab. Irena Nalepa
    SYMFONIA3: APARIC  2015/16/W/ST5/00005
    Kierownik projektu ze strony Instytutu Farmakologii PAN Prof. dr hab. Irena Nalepa
  • Ocena roli czynnika transkrypcyjnego CREB w mechanizmach działania leków przeciwdepresyjnych, Dr Grzegorz Kreiner
    OPUS7 2014/13/B/NZ7/02293
    Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner
  • Farmakologiczna weryfikacja potencjalnych strategii neuroprotekcyjnych w nowych, genetycznych modelach progresywnej neurodegeneracji u myszy, opartych o system selektywnie indukowanych mutacji Cre/loxP , Dr Grzegorz Kreiner
    OPUS2 2011/03/B/NZ7/05949
    Kierownik projektu: Dr Grzegorz Kreiner
  • Badanie interakcji szlaków sygnałowych: receptory alfa1-adrenergiczne – stres komórkowy – apoptoza, w modelu chronicznego łagodnego stresu - zadanie 1.4, Prof. dr hab. Irena Nalepa
    POIG.01.01.02-12-004/09 DeMeTer (Depresja – Mechanizmy – Terapia)
    Działanie 1.1 Poddziałanie 1.1.2. Zadanie główne: Modelowanie depresji – strategia poznawania jej etiologii.
    Kierownik zadania 1.4. Prof. Irena Nalepa

  • Rola obwodowych makrofagów w zwierzęcych modelach depresji i efektach leków przeciwdepresyjnych – zadanie 4.3, Dr Adam Roman
    Grant POIG DeMeTer  Depresja – mechanizmy – terapia  POIG.01.01.02-12-004/09 (2010-2014) Działanie 1.1 Poddziałanie 1.1.2Zadnie główne  Immunoendokrynne biomarkery depresjiKierownik zadania 4.3: dr Adam Roman
  • Badanie interakcji układu noradrenergicznego i glukokortykoidowego w nowym modelu genetycznym i ocena jego przydatności jako modelu depresji u myszy - zadanie 1.2, Dr Grzegorz Kreiner
    POIG 01.01.02-12-004/09 DeMeTer (Depresja – Mechanizmy – Terapia).
    Działanie 1.1 Poddziałanie 1.1.2. Zadanie główne: Modelowanie depresji – strategia poznawania jej etiologii. Kierownik zadania 1.2: Dr Grzegorz Kreiner
  • Funkcja in vitro: funkcjonalna aktywność nowych ligandów receptora serotoninowego 5HT(6) i dopaminowego D(2) na poziomie modulacji odpowiedzi wtórnych przekaźników zadanie nr 6, Prof. dr hab. Irena Nalepa
    GRANT POIG ProKog Nr UDA-POIG.01.03.01-12-063/09-02 Działanie 1.3, Poddziałanie 1.3.1: Antagoniści receptora 5HT(6): nowoczesne leki przeciwpsychotyczne o dodatkowym działaniu prokognitywnym,Kierownik zadania nr 6: Prof. dr hab. Irena Nalepa


Wszystkie granty
Kierownik zakładu

Prof. dr hab. Irena Nalepa

Telefon: +48 12 6623225
E-mail: nalepa@if-pan.krakow.pl

Zainteresowania badawcze