Projektová činnosť

Národné

Nano-Neuro-Plast - Aktivácia VGF/BDNF/TrkB dráhy syntetickou mRNA zapúzdrenou v polyplexových nanočasticiach: účinky na nervovú excitabilitu, neuroplasticitu a správanie zvierat
Activation of the VGF/BDNF/TrkB pathway by synthetic mRNA encapsulated in polyplex nanoparticles: effects on neural excitability, neuroplasticity and animal behavior
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: MMedSc Dremencov Eliyahu, DrSc
Anotácia: Neuroplasticita je schopnosť centrálneho nervového systému (CNS) sa meniť a prispôsobovať požiadavkám okolia za účelom vytvorenia vhodných adaptívnych odpovedí. Tento zložitý proces sa dosahuje reorganizáciou CNS na štruktúrnej a/alebo funkčnej úrovni. Neuroplasticita je nevyhnutná pre normálnu činnosť CNS. Pri viacerých porucházh CNS, napr. pri depresívnej poruche a pri schozofrénii, nastáva zníženie plasticity mozgu. Neurotrofické rastové faktory ako napr. mozgový neurotrofický rastový faktor (BDNF), VGF a fibroblastový rastový faktor 2 (FGF2) hrajú kľúčovú úlohu v neuroplasticite. Cieľom predloženého projektu je využitie originálneho prístupu, ktorý umožní skúmať účinky neinvazívneho doručenia exogénnej mediátorovej RNA (mRNA) kódujôcej tieto faktory do CNS na neuronálnu excitabilitu, plasticitu a správanie zvierat. Fluorescenčne značená mRNA bude zapúzdrená v polyplexových nanomicelách a aplikovaná intranazálne. Inkorporácia mRNA v štruktúrach CNS bude sledovaná STED mikroskopiou. Budeme skúmať účinky exogénnej mRNA kodujúcej rastové faktory na neuronálnu excitabilitu použitím in vitro a in vivo elektrofyziológie, na neurogenézu použitím použitím značkovačov bunkového delenia a imunohistochemického farbenia a dendrito- a synaptogenéza bude sledovaná elektrónovou mikroskopiou. Zmeny v množstve endogénnej mRNA a expresii proteínov sa preskúmajú použitím real-time PCR a Western blotovaním. Na monitorovanie zmien vo Ca2+ signalizácii sa použije metóda planárnych lipidových membrán. Zmeny v správaní zvierat (kognitívne schopnosti, sociálna interakcia, úzkostné správanie) budú posúdené použitím príslušných behaviorálnych testov. Očakávame, že polyplexné nanomicely, ktoré nadizajnujeme, dopravia zvolenú mRNA kodujúcu neurotrofické faktory do hlbokých mozgových štruktúr a následne vyvolajú pro-neuroplastické, pro-kognitívne a anxiolytické účinky. Tento neinvazívny spôsob doručenia terapeutickej mRNA do mozgu by mohol byť v budúcnosti využitý v moderných stratégiách.
Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025
Plasticita mozgu v spojení s naučenou vokálnou komunikáciou u spevavcov
Brain plasticity associated with learned vocal communication in songbirds
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Niederová-Kubíková Ľubica, PhD.
Anotácia: Neuroplasticita alebo plasticita mozgu je schopnosť mozgu meniť sa v dôsledku nových skúseností alebo aj poškodenia. Okrem iných faktorov umožňuje neuroplasticitu aj neurogenéza. Poškodenie neurogenézy je späté so zníženými kognitívnymi schopnosťami, zmenami správania, depresiou a rôznymi neurodegeneratívnymiochoreniami. Jedným z faktorov, ktoré by mohli ovplyvňovať neurogenézu, a tým aj učenie, pamäť alebo počet nových neurónov v poškodených oblastiach, sú cirkadiánne hodiny. Ich prítomnosť u rôznych druhov však nie je dobre preskúmaná. Preto naším prvým cieľom je zistiť, či existujú cirkadiánne oscilácie v počte vznikajúcichbuniek u spevavcov. Tie majú s človekom okrem niektorých spoločných znakov neurogenézy ešte podobnú aj schopnosť vokálneho učenia. Po poškodení jednej z oblastí sprostredkujúcich naučený spev sa prejavili zmeny aj v mozočku, ktorý doteraz nebol sledovaný v súvislosti s týmto typom správania. V druhej časti projektu sapreto venujeme štúdiu funkcie mozočka pre naučenú vokalizáciu.
Doba trvania: 1.1.2020 - 31.12.2023
Optogenetika u s - Určenie úlohy dopamínu a neurogenézy v dospelosti pre naučené správanie spevavcov pomocou optogenetickej manipulácie
Examining the role of dopamine and adult neurogenesis in learned behavior of songbirds using optogenetic manipulation
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Niederová-Kubíková Ľubica, PhD.
Anotácia: Dopamínergická signalizácia a neurogenéza hrajú dôležitú úlohu v štrukturálnej a funkčnej neuroplasticite vdospelom mozgu. V tomto projekte sa zameriavame na úlohu dopamínergickej neurotransmisie a úlohunovovzniknutých neurónov pre kontrolu naučených vokálnych sekvencií. Zatiaľ čo existuje množstvo štúdií o učenímotorickej sekvencie s externou odmenou, ako napríklad jedlo, štúdie zahrňujúce interný systém odmeňovania súzriedkavé. Systém interného odmeňovania je spojený s dopamínovou signalizáciou a vokálne učenie a produkciaspevu spevavcov reprezentuje vynikajúci model pre takýto výskum, nakoľko spev pozostáva zo sekvencií veľmirýchlych akcií. V tomto projekte navrhujeme použiť jednu z najmodernejších techník súčasnosti, optogenetiku.Optogenetický prístup umožňuje unikátnu kontrolu neuronálnej aktivity špecifickej mozgovej oblasti u voľne sapohybujúcich zvierat s milisekundovou presnosťou. Navrhujeme modifikovať dopamínovú signalizáciu odmeny dostriatálnej časti bazálnych ganglií a stanoviť zmeny v sekvencii spevu. Zistíme tak, ako prispieva dopamínovýsystém odmeňovania k učeniu spevu. V druhej časti projektu navrhujeme pomocou optogenetiky manipulovaťaktivitu nových neurónov včlenených do oblasti mozgu ovplyvňujúcej produkciu spevu. Počet nových neurónov vtejto oblasti stúpa v čase, keď je štrukúra spevu variabilnejšia a do piesne sú integrované nové časti – slabiky. Vprojekte zistíme, či nové neuróny vzniknuté v dospelosti sú schopné modifikovať pieseň a či vnášajú aleboumožňujú variabilitu v speve.
Doba trvania: 1.7.2021 - 30.6.2025