Pracownia Neuroendokrynologii Molekularnej


Profil badawczy

Tematyka badawcza ma związek z chorobami cywilizacyjnymi, jakimi są udary mózgu oraz choroby i zaburzenia układu nerwowego wynikające z narażenia na zanieczyszczenia środowiskowe. Zespół prowadzi badania, które wpisują się w nurt poszukiwań nowych terapii chroniących mózg przed niedotlenieniem, a także podejmuje próby poznania molekularnych, w tym epigenetycznych, mechanizmów działania występujących w środowisku substancji hormonalnie czynnych (DDT, DDE, benzofenon-3, triklokarban) i powiązania ich z etiologią chorób układu nerwowego.

Badania Zespołu obejmują zarówno tematykę neuroprotekcji, zwłaszcza w kontekście udarów mózgu, jak i tematykę toksyczności rozwojowej polegającej na zaburzeniu homeostazy komórek nerwowych i całego organizmu poprzez narażenie na czynniki środowiskowe, jakimi są m.in. pestycydy, chemiczne filtry UV czy substancje biobójcze.

Badania prowadzone w  Pracowni Neuroendokrynologii Molekularnej dotyczą neuroprotekcyjnego potencjału fitoestrogenów (genisteina, daidzeina) oraz selektywnych modulatorów receptorów estrogenowych (raloksifen, bazedoksifen) i receptora węglowodorów aromatycznych (3,3’-diindolometan) w modelach hipoksji/ischemii i ekscytotoksyczności. Tematyka badawcza obejmuje także mechanizmy molekularne, za pośrednictwem których występujące w środowisku substancje hormonalnie czynne wpływają na komórki nerwowe ssaków.

 

Najważniejsze odkrycia

Zespół wskazał po raz pierwszy na receptor węglowodorów aromatycznych (AhR), jako możliwy punkt uchwytu dla leków służących poprawie farmakoterapii niedotlenienia mózgu. Zahamowanie szlaku receptora AhR okazało się podstawowym mechanizmem ochronnego działania 3,3’‑diindolometanu (DIM) w komórkach nerwowych poddanych hipoksji/ischemii.

Zespół jako pierwszy dowiódł, że selektywne modulatory receptorów estrogenowych (SERM) chronią komórki nerwowe przed niedotleniem nie tylko za pośrednictwem receptora estrogenowego ERα, lecz również za pośrednictwem receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów typu γ (PPARγ), co wykazano na przykładzie działania raloksifenu i bazedoksifenu.

Zespół udowodnił jako pierwszy, że narażenie embrionalnych komórek nerwowych na zanieczyszczenia środowiskowe tj. pestycyd DDT i jego metabolit DDE, chemiczny filtr UV - benzofenon-3 względnie substancję biobójczą – triklokarban, zaburza szlaki receptorów estrogenowych (ERα/ESR1, ERβ/ESR2, GPR30/GPER1) i receptorów dla ksenobiotyków (AhR, CAR, RXR, PXR) oraz zmienia status epigenetyczny komórek nerwowych mózgu ssaków.

Zespół wykazał jako pierwszy, że prenatalna ekspozycja na pestycyd DDT może być powodem wystąpienia zaburzeń o charakterze depresyjnym. Ten efekt jest specyficzny dla izomeru p,p’-DDT i wiąże się z obniżeniem poziomu receptorów estrogenowych ERα i GPR30 (obecnie ESR1 i GPER1), hipermetylacją genów Esr1Gper1 oraz globalną hipometylacją DNA w mózgu myszy.

Zespół wykazał jako pierwszy, że prenatalna ekspozycja na benzofenon-3 nasila apoptozę, upośledza autofagię, a także zaburza ekspresję i funkcję receptorów estrogenowych (ERα/ESR1, ERβ/ESR2, GPR30/GPER1), receptorów retinoidowych typu X (RXRα, RXRβ, RXRγ) i receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów (PPARγ) oraz zmienia status epigenetyczny komórek nerwowych mózgu myszy. Analizy mikromacierzy dowiodły, że prenatalna ekspozycja na benzofenon-3 zaburza również ekspresję specyficznych miRNA zaangażowanych w neurogenezę i neurotransmisję względnie w progresję chorób neurologicznych.


Metody badawcze

  • Hodowle pierwotne komórek nerwowych mózgu myszy prowadzone w systemach rozproszonym i organotypowym
  • Hodowle macierzystych komórek nerwowych i astrocytów
  • Modele hipoksji, ischemii i ekscytotoksyczności w komórkach nerwowych in vitroin vivo
  • Ocena cytotoksyczności poprzez pomiar uwalniania dehydrogenazy mleczanowej (LDH), MTT
  • Ocena przeżywalności komórek poprzez barwienie kalceiną AM
  • Oznaczanie markerów stresu oksydacyjnego
  • Badanie procesu apoptozy poprzez pomiar błonowego potencjału mitochondrialnego i aktywności kaspaz, a także barwienie ciał apoptotycznych barwnikiem Hoechst’a 33342
  • Badanie procesu autofagii poprzez pomiar poziomu autofagosomów oraz specyficznych markerów tego procesu
  • Pomiar ekspresji genów za pomocą qPCR i mikromacierzy
  • Pomiar ekspresji białek metodami ELISA i western blot
  • Immunofluorescencyjna detekcja receptorów w komórkach nerwowych
  • Analizy epigenetyczne komórek nerwowych
  • Wyciszenie ekspresji genów przy użyciu specyficznych siRNA
  • Pomiar aktywności katalitycznej cytochromu CYP1A1
  • Podstawowe testy behawioralne: FST, TST, NOR

 

Słowa kluczowe
apoptoza, asfiksja, autofagia, bazedoksifen, benzofenon-3, biologia molekularna, 3,3’- diindolometan (DIM), daidzeina, DDE, DDT, ekscytotoksyczność, epigenetyka, fitoestrogeny, genisteina, hipoksja, ischemia, konstytutywny receptor androstanu (CAR), metylacja DNA, mikromacierze, neuroprotekcja, neurotoksyczność, pestycydy, pierwotne hodowle neuronów, raloksifen, receptory aktywowane przez proliferatory peroksysomów (PPAR),  receptory dla ksenobiotyków, receptory estrogenowe (ER/ESR; GPR30/GPER1), receptory retinoidowe typu X (RXR), receptor węglowodorów aromatycznych (AhR), selektywne modulatory receptorów estrogenowych (SERM), selektywne modulatory receptora węglowodorów aromatycznych (SAhRM), triklokarban, udar mózgu


Wszystkie publikacje
  • Synthesis, crystal structure and selected properties of a group of new peroxomolybdates

    Adrianna Sławińska, Paweł Serda, Katarzyna Pamin, Jan Połtowicz, Wiesław Łasocha

    Polyhedron, Volume 121 (2017) 191-198

    https://doi.org/10.1016/j.poly.2016.09.062

  • Poszukiwanie nowych strategii w leczeniu uszkodzeń mózgu wywołanych niedotlenieniem i niedokrwieniem.

    NAUKA, 2016, 3:55-73. Kajta M, Rzemieniec J, Rużyłło W.

  • W jaki sposób występujące w środowisku substancje hormonalnie czynne wpływają na mózg? Wszechświat, 2012, 113:10-13. Kajta M.
  • Molekularne podstawy działania estrogenów w ośrodkowym układzie nerwowym.

    Rozdział w: Szlaki przekazywania sygnałów komórkowych. Pod redakcją I. Nalepy. XXI Zimowa Szkoła Instytutu Farmakologii PAN. Mogilany, 2004, 61-69. Kajta M.

  • Hodowle komórek nerwowych. Rozdział XVII w: Hodowle komórek i tkanek. Pod redakcją S. Stokłosowej. PWN, Warszawa, 2004, 277-290. Kajta M.
  • Kajta M, Rzemieniec J, Rużyłło W. Poszukiwanie nowych strategii w leczeniu uszkodzeń mózgu wywołanych niedotlenieniem i niedokrwieniem.

    NAUKA, 2016, 3:55-73.

Wszystkie publikacje
  • Neurorozwojowe patomechanizmy działania triklokarbanu i dichlorodifenylodichloroetylenu: znaczenie apoptozy i autofagii oraz szlaków angażujących receptory dla estrogenów, węglowodorów aromatycznych i androstanu. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant NCN OPUS; nr projektu 2015/19/B/NZ7/02449; 2016-2019. W trakcie realizacji.

    Kierownik projektu: Małgorzata Kajta

  • Neurotoksyczne działanie benzofenonu-3 : znaczenie receptorów estrogenowych oraz receptora retinoidowego X alfa., Dr Agnieszka Wnuk

    Grant NCN PRELUDIUM; nr projektu 2014/13/N/NZ4/04845; 2015-2018

    Kierownik grantu: Dr Agnieszka Wnuk

    Opiekun merytoryczny grantu: Dr hab. Małgorzata Kajta

  • Neurotoksyczne działanie benzofenonu-3: znaczenie receptorów estrogenowych oraz receptora retinoidowego X alfa., Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant NCN PRELUDIUM; nr projektu 2014/13/N/NZ4/04845; 2015-2018.

    Kierownik projektu: Agnieszka Wnuk

    Opiekun merytoryczny projektu: Małgorzata Kajta


  • Wpływ substancji zaburzającej systemy endokrynne – 4-para-nonylofenolu – na efekty toksyczne przekazywane przez receptory dla ksenobiotyków PXR i CAR w aspekcie neurorozwojowym in vitro i in vivo. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant NCN PRELUDIUM; nr projektu 2011/01/N/NZ4/04950; 2011-2014.

    Kierownik projektu: Ewa Litwa

    Opiekun merytoryczny projektu: Małgorzata Kajta

  • Wpływ selektywnych modulatorów receptorów estrogenowych oraz receptorów węglowodorów aromatycznych na apoptozę komórek nerwowych indukowaną hipoksją/ischemią. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant NCN PRELUDIUM; nr projektu 2011/01/N/NZ3/04786; 2011-2014.

    Kierownik projektu: Joanna Rzemieniec

    Opiekun merytoryczny projektu: Małgorzata Kajta

  • Wpływ selektywnych modulatorów receptorów estrogenowych oraz receptorów węglowodorów aromatycznych na apoptozę komórek nerwowych indukowaną hipoksją/ischemią. , Dr Joanna Rzemieniec

    Grant NCN PRELUDIUM; nr projektu 2011/01/N/NZ3/04786; 2011-2014.

    Kierownik projektu: Joanna Rzemieniec.

    Opiekun merytoryczny projektu: Małgorzata Kajta

  • Neuroprotekcyjny potencjał fitoestrogenów w neurorozwojowych modelach hipoksji i ekscytotoksyczności. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant MNiSW; nr projektu N N401 572138; 2010-2013.

    Kierownik projektu: Małgorzata Kajta

  • Zadanie badawcze 2.3: Znaczenie szlaków angażujących receptory estrogenowe oraz receptory węglowodorów aromatycznych i kwasu retinowego w neurorozwojowych patomechanizmach depresji. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant Depresja-Mechanizmy-Terapie (DeMeTer) współfinansowany ze środków Unii Europejskiej z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka - Narodowa Strategia Spójności, 2007-2013; nr projektu POIG.01.01.02-12-004/09; 2010-2014.

    Kierownik zadania badawczego 2.3: Małgorzata Kajta

  • Rola dioksyn i receptorów węglowodorów aromatycznych w apoptozie komórek nerwowych: mechanizmy i strategie ochronne. , Dr hab. Małgorzata Kajta

    Grant MEiN; nr projektu 2P05A 123 30; 2006-2009.

    Kierownik projektu: Małgorzata Kajta

Wszystkie granty
  • Zespołowa Nagroda Wydziału V Nauk Medycznych Polskiej Akademii Nauk za cykl 5 publikacji pt. „Identyfikacja nowych mechanizmów molekularnych angażujących receptory estrogenowe i receptory dla ksenobiotyków w neuroprotekcję i neurotoksyczność”., Dr Agnieszka Wnuk
    Czwartek, 22 Listopada 2018
  • Zespołowa Nagroda Wydziału V Nauk Medycznych Polskiej Akademii Nauk za cykl 5 publikacji pt. „Identyfikacja nowych mechanizmów molekularnych angażujących receptory estrogenowe i receptory dla ksenobiotyków w neuroprotekcję i neurotoksyczność”. , Dr hab. Małgorzata Kajta
    Czwartek, 22 Listopada 2018
  • Zespołowa Nagroda Wydziału V Nauk Medycznych Polskiej Akademii Nauk za cykl 5 publikacji pt. „Identyfikacja nowych mechanizmów molekularnych angażujących receptory estrogenowe i receptory dla ksenobiotyków w neuroprotekcję i neurotoksyczność”. , Dr Joanna Rzemieniec
    Czwartek, 22 Listopada 2018
  • II miejsce w konkursie na artykuł popularnonaukowy "Czy brokuły mogą ochronić nas przed skutkami udaru mózgu ?"- organizator konkursu Dyrekcja IF PAN w Krakowie , Dr Joanna Rzemieniec
    Piątek, 5 Października 2018
  • Nagroda za najlepsze wystąpienie ustne podczas konferencji 3rd Central European Biomedical Congress pt., "Neuroprotective capacity of DIM against ischemia involves inhibition of AhR, but not ERα signaling", Dr Joanna Rzemieniec
    Wtorek, 18 Września 2018
  • Stypendium START 2018 przyznawane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (FNP) dla Młodych Uczonych, Dr Agnieszka Wnuk
    Sobota, 26 Maja 2018
  • II miejsce w konkursie na artykuł popularnonaukowy "Krem z filtrem przeciwsłonecznym – przyjaciel czy wróg?" - organizator konkursu Dyrekcja IF PAN w Krakowie, Dr Agnieszka Wnuk
    Środa, 15 Listopada 2017
  • Stypendium Prezesa PAN za wybitne osiągnięcia, Dr Joanna Rzemieniec
    Środa, 7 Grudnia 2016
  • Stypendium L'oreal-UNESCO dla Kobiet i Nauki, Dr Joanna Rzemieniec
    Czwartek, 24 Listopada 2016
  • Grant podróżny European Stroke Conference i European Stroke Foundation , Dr Joanna Rzemieniec
    Piątek, 15 Kwietnia 2016
  • Nagroda Fundacji im. J. i J. Supniewskich za osiągnięcia naukowe. , Dr hab. Małgorzata Kajta
    Środa, 25 Lutego 2004
Wszystkie nagrody