Molekularni mehanizam neurodegeneracije u Niemann-Pickovoj bolesti tip C

Kategorija
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Datum početka
1.6.2017.
Datum završetka
31.5.2021.
Status
Aktivan

Laboratorij za istraživanje neurodegenerativnih bolesti

Bolest Niemann-Pick tipa C (NPC) je rijetka nasljedna lizosomska bolest nakupljanja koju karakterizira nakupljanje kolesterola u lizosomima što dovodi do progresivne neurodegeneracije. Zanimljivo, ova rijetka bolest (uzrokovana mutacijama u genu NPC1ili NPC2) pokazuje niz značajki kompleksne Alzheimerove bolesti (AB) koje uključuju nakupljanje peptida amiloid-β (Aβ) i hiperfosforilaciju proteina tau.

 

Međutim, ove neurodegenerativne bolesti pokazuju različitu „ranjivost“ regija mozga; hipokampus je primarno oštećen u AB, dok je pošteđen u bolesti NPC, a cerebelum je pošteđen u AB, dok je primarno zahvaćen u bolesti NPC gdje dolazi do značajnog gubitka Purkinje neurona. U ovom projektu ćemo primijeniti saznanja opsežnih istraživanja najčešće neurodegenerativne bolesti AB s ciljem razumijevanja molekularnog mehanizam neurodegeneracije u rijetkoj bolesti NPC. Naši rezultati pokazuju da nakupljanje kolesterola u staničnom modelu bolesti NPC potiče povećano cijepanje proteina prekursora peptida amiloid-β (APP) proteazom BACE1 i uzrokuje povećan nastanak peptida Aβ.

 

Nedavno su, uz protein APP, otkriveni i brojni drugi supstrati proteaze BACE1 u mozgu čime je pokazana izrazito važna uloga ove proteaze u mozgu. Potaknuti tim otkrićima, ispitat ćemo ulogu proteolize enzimom BACE1 u patogenezi bolesti NPC i može li BACE1 predstavljati novu ciljnu molekulu za tretiranje/ublažavanje bolesti NPC. U hipokampusu i cerebelumu NPC1- i wt-miševa ispitat ćemo proteolizu i distribuciju APP kao i dva, nedavno otkrivena, isključiva supstrata za BACE1. Primarne kulture neurona hipokampusa i Purkinjeovih neurona cerebeluma ćemo upotrijebiti za otkrivanje mehanizma učinka BACE1 na patološke značajke NPC bolesti. Također, razvit ćemo ex vivo model bolesti NPC korištenjem organotipskih kultura moždanih rezova hipokampusa i cerebeluma te ćemo pratiti utjecaj inhibicije BACE1 na prevenciju/ublažavanje patoloških značajki bolesti NPC. Konačno, generirat ćemo mišji model NPC1 u kojem ćemo deletirati gen BACE1 za potvrdu dobivenih rezultatain vivo.

Ova istraživanja će ukazati na ulogu BACE1 u patogenezi NPC bolesti i na potencijalno ciljanje enzima BACE1 kao alternativnog pristupa liječenja ove još uvijek neizlječive bolesti.

REZULTATI

1. god. projekta: Otkrili smo povećano proteolitičko cijepanje BACE1 supstrata APP, Sez6 i Sez6L u hipokampusu, korteksu i cerebelumu 4-tjedna starih NPC1 vs. wt miševa. Ovaj rezultat ukazuje da postoje rani patološki procesi u nesimptomatskih NPC1 miševa koji uzrokuju povećano cijepanje enzimom BACE1. Naš dajnji cilj je ispitati mehanizme ovih ranih događaja u bolesti NPC1. Istraživanja na primarnim  kulturama kortikalnih neurona NPC1 vs. wt miševa ukazuju na zastoj u unutarstaničnom transportu enzima BACE1 i supstrata Sez6 i Sez6L u endo/lizosomalnom putu što dovodi do povećane proteolize enzimom BACE1. Ovi rezultati su publicirani u časopisu PLoS One u srpnju 2018. god. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0200344.

NOVA OPREMA / MIŠEVI

25. srpnja 2017. - instalacija Olympus SZ61 Stereo Mikroskopa

14. prosinca 2017. - NPC1 mišji model stigao na IRB

DISEMINACIJA

19. svibnja 2018. - Otvoreni dani IRBa

- predstavljanje projekta u okviru punkta "BašTIna kulture stanica"

- voditelj punkta: mag.biol.mol. Kristina Dominko

- Kristina je sa svojim kolegicama predstavila različite stanične linije, primarne kulture neurona kao i bojanje proteina u stanicama i u rezovima mišjih mozgova metodom imunofluorescencije

U ožujku 2019. sudjelovali smo na AD/PD konferenciji s poster prezentacijom

U svibnju 2019. sudjelovali smo na radionicama za nastavnike i učenike "STEM.RASTEM.ISTRAŽUJEM." Zaklade znanje na djelu

OSTALO

Kristina Dominko na djelu ...

Kolovoz 2018. - posjet DZNE-Minhen, grupa dr.sc. Sabine Tahirovic

Ostali suradnici

Kristina Dominko, mag.biol.mol., istraživač

Ana Rastija, mag.biol.mol., doktorand

Lea Vidatić, mag.biol.exp., istraživač

  

DZNE - Munchen, Njemačka

  

Sabina Tahirović https://www.dzne.de/en/sites/munich/research-groups/tahirovic.html

Alessio Colombo 

Stefan Lichtenthaler https://www.dzne.de/en/sites/munich/research-groups/lichtenthaler.html

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.