Kam směřuje výzkum v Centru neurověd?

Na svém pracovním setkání, které se konalo ve dnech 14. až 15. května na zámku Akademie věd v Třešti, představili pracovníci centra výsledky své současné vědecké práce a diskutovali o směřování svých dalších výzkumů. Vědecká problematika řešená v Centru neurověd pokrývá rozsáhlou oblast výzkumu, počínaje neurochemií a biofyzikou neuronových membrán přes výzkum nervových kmenových buněk až po zkoumání základů významných onemocnění nervového systému a jejich léčby. Kategorickým imperativem pro pracovníky centra je publikovat výsledky práce centra v co nejlepších mezinárodních časopisech, stejně důležitá je však i jejich spolupráce s klinickými pracovišti z oblasti neurologie, psychiatrie, neurochirurgie, otorinolaryngologie a z dalších příbuzných oborů.

Výzkum synaptického přenosu

Celkem logicky je v Centru neurověd věnována velká pozornost synaptickému přenosu, mediátorům a jejich receptorům. Laboratoř MUDr. Ladislava Vyklického jr., DrSc., se ve Fyziologickém ústavu AV ČR, v. v. i. (veřejné výzkumné instituci), dlouhodobě věnuje výzkumu NMDA receptorů na membránách nervových buněk. Na synapticky aktivovaných NMDA receptorech v mozkových řízcích a rekombinantních receptorech studují teplotní závislost činnosti těchto receptorů. Studují také teplotní závislost tzv. TRP receptorů, z nichž například vaniloidní receptor TRPV1 je aktivován capsaicinem a také teplotami převyšujícími 43 °C. Tyto výzkumy nám přibližují poznání mechanismů vnímání teploty a bolesti.

V laboratoři RNDr. Rostislava Turečka, CSc., v Ústavu experimentální medicíny AV ČR, v. v. i., studují mechanismy synaptického přenosu na obří synapsi savčího mozku v Heldově kalichu v mediálním jádře trapézovitého tělesa, které se nachází ve sluchové části mozkového kmene. Jejich výsledky, které prokazují, že neurony tohoto jádra jsou vybaveny zpětnovazebními axonálními glycinergními kolaterálami, významně přispívají k pochopení neuvěřitelně přesných mechanismů vnímání prostoru sluchem v savčím mozku.

Synaptický přenos na cholinergních synapsích je předmětem vědeckého zájmu pracovníků laboratoře vedené MUDr. Vladimírem Doležalem, DrSc., z Fyziologického ústavu AV ČR, v. v. i. Ti se zaměřují na zkoumání jeho poruch během stárnutí a u Alzheimerovy nemoci. Zjistili časné poškození centrální cholinergní muskarinové transmise u myšího transgenního modelu onemocnění. Ve svých pokusech směřují také k praktickým cílům – jejich hlavní zájem se dnes soustřeďuje na molekulární mechanismy přenosu signálu jednotlivými podtypy muskarinových receptorů a na možnosti jejich selektivního ovlivňování.

Tým doc. RNDr. Petra Svobody, DrSc., z Fyziologického ústavu AV ČR se dlouhodobě zabývá úlohou nitrobuněčných G‑proteinů, které se podílejí na četných signálních mechanismech v nervových buňkách. Jejich výsledky zásadním způsobem přispívají k pochopení vlivu hormonů na nervové buňky savců. Na interakci nervového systému se systémem hormonálním je zaměřen také výzkum v laboratoři RNDr. Hany Zemkové, CSc., ve Fyziologickém ústavu AV ČR. V popředí zájmu je v tomto případě jednak studium purinergních receptorů v suprachiasmatickém jádře, jednak výzkum elektrické excitability gonadotropních a laktotropních buněk hypofýzy. Detailní analýza na úrovni buněčných membrán umožňuje lépe poznat principy interakce uvedených dvou struktur a mechanismy uvolňování hormonů do krevního řečiště. Výzkum v laboratoři Ing. Jana Teisingra, CSc., z Fyziologického ústavu AV ČR se zaměřuje na subcelulární mechanismy proteinové signalizace. Často spolupracuje s ostatními laboratořemi ústavu na charakterizaci struktury a funkce receptorů buněčných membrán, ať již purinergních, vaniloidních či melatoninových.

Experimentální léčba míšních lézí

Prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., vede dva týmy, jejichž vědecký zájem je v současné době zaměřen především na léčbu nervových onemocnění, konkrétně mozkových a míšních lézí, pomocí kmenových buněk. Laboratoř v Ústavu experimentální medicíny AV ČR má dnes k dispozici metodu, jak z lidských embryonálních kmenových buněk pomocí růstových faktorů diferencovat kmenové buňky v nervovou tkáň. Kromě toho studuje možnost, jak využít k léčbě lézí míchy u potkana buňky kostní dřeně a čichové tkáně mozku. K přemostění defektu po poranění míchy využívají hydrogely a nanovlákna.V Ústavu neurověd 2. LF UK, vedeném prof. Sykovou, již přikročili k experimentální léčbě míšních lézí u pacientů pomocí autologní transplantace kostní dřeně. Pozitivní výsledky mají především u využití této metody léčby v časném období po vzniku léze. Kromě toho se laboratoř tradičně věnuje výzkumu difuze látek v nervové tkáni, v současné době především v lidských mozkových nádorech a v epileptogenní tkáni. Laboratoř doc. RNDr. Alexandra Chvátala, DrSc., v Ústavu experimentální medicíny AV ČR je zaměřena na studium imunohistochemických vlastností nervových buněk a iontových kanálů buněčných membrán, a to jak nervových, tak gliových buněk. Kromě studia vlastností těchto kanálů za fyziologických podmínek se v laboratoři věnují i jejich změnám za podmínek patologických, například po ischemickém poškození.

Studium bolesti

Mechanismy vnímání bolesti jsou doménou výzkumů v laboratoři MUDr. Jiřího Palečka, CSc., ve Fyziologickém ústavu AV ČR. V popředí zájmu této laboratoře je výzkum centrálních a periferních TRPV1 receptorů, které se významně podílejí na vnímání bolesti. Jejich výzkum ukázal, že aktivaci těchto receptorů capsaicinem je možné využít například ke snížení pooperační bolesti. Ve stejné laboratoři studují také změny proteinů vázajících vápník ve svalové tkáni v průběhu postnatálního vývoje. Bolestivá percepce je předmětem výzkumného zájmu také v Ústavu normální, patologické a klinické fyziologie 3. LF UK, vedeném prof. MUDr. Richardem Rokytou, DrSc. Zde se věnují vlivu perinatálních patologických faktorů na pozdější vnímavost na bolest a dále studují mechanismy neuropatické bolesti na potkaním modelu. Prokázali významné negativní účinky prenatálně a perinatálně podávaného metafetaminu na vývoj motoriky u potkaních mláďat.

Prostorová orientace a sluch

Behaviorální metodiky doplněné o elektrofyziologické přístupy zůstávají hlavním výzkumným nástrojem v laboratoři Fyziologického ústavu AV ČR vedené RNDr. Petrem Lánským, CSc., ve které však stále pracuje nestor českých neurověd MUDr. Jan Bureš, DrSc. Výzkumný zájem je zde mj. soustředěn na úlohu hipokampových neuronů potkana při řešení prostorových úloh a na disorganizaci jejich interakce při jednostranném vyřazení hipokampu z funkce. Kromě toho studují vliv podání agonistů a antagonistů dopaminových receptorů na kognitivní funkce potkana.

Různým aspektům sluchové funkce a patologickým stavům sluchu se trvale věnují v laboratoři Ústavu experimentální medicíny AV ČR pod vedením prof. MUDr. Josefa Syky, DrSc. V popředí zájmu této laboratoře jsou různé aspekty stárnutí sluchu, sledované jak na rychle stárnoucím modelu potkana, tak ve spolupráci s ORL klinikami u pacientů. Dalším tématem stálého výzkumného zájmu laboratoře jsou principy kódování informace o zvuku především neurony sluchové kůry mozku. Cirkadiánní rytmy jsou předmětem výzkumného zájmu laboratoře Fyziologického ústavu AV ČR, kterou vede PharmDr. Alena Sumová, CSc. V suprachiasmatickém jádru hypothalamu u potkana sledují tři zpětnovazebné transkripčně translační smyčky, které jsou základem endogenního molekulárního mechanismu cirkadiánních hodin, a mechanismus jejich ovlivnění světlem prostřednictvím retinohypothalamické dráhy. Zkoumají také úlohu NMDA receptorů lokalizovaných v uvedeném jádře hypothalamu.

Na léčbu epileptických onemocnění mozku je zaměřen výzkum v laboratoři Fyziologického ústavu AV ČR, vedené doc. PharmDr. Hanou Kubovou, DrSc. Zde výzkumu již tradičně dominuje ontogenetický přístup, po stránce metodické jsou v laboratoři využívány jak elektrofyziologické, tak morfologické a morfometrické metody, včetně metod behaviorálních.

Významný metodický doplněk laboratoří Centra neurověd představuje oddělení MR spektroskopie Institutu klinické a experimentální medicíny pod vedením Ing. Milana Hájka, DrSc. Zaměřuje se na in vivo MR spektroskopii a zobrazování pro řadu různých výzkumných a klinických aplikací. V současné době se mimo jiné zabývá hledáním hranic mezi normální a glioblastomem změněnou tkání, sledováním koncentrací cholinových sloučenin a aparentního difuzního koeficientu. Ve spolupráci s laboratoří prof. Sykové využívají pro zobrazování migrace a osudu implantovaných kmenových buněk nanočástice železa a zobrazování in vivo pomocí MRI.

Stručný výčet témat jednotlivých laboratoří zúčastněných v projektu Centra neurověd dokumentuje, že v České republice máme k dispozici excelentní výzkum nervového systému, který hraje v rámci evropského i světového základního výzkumu v neurovědách významnou roli. Mnohé týmy z Centra neurověd velmi aktivně spolupracují s klinickými pracovišti na společném řešení problémů diagnostiky a léčby nervových a duševních chorob a řeší četné mezinárodní projekty v Rámcových programech EU.

Plnou verzi článku najdete v: Medical Tribune 22/2007, strana A6

Zdroj: