LABORATÓRIUM NEUROBIOLÓGIE (LNb)

1. Vedecké zameranie laboratória.

Vedeckým zameraním LNb je:

• výskum úlohy nervového systému v etiopatogenéze vybraných somatických chorôb (nádorové, metabolické): skúmajú sa mechanizmy a dráhy zodpovedné za prenos signálov súvisiacich s patologickým procesom prebiehajúcim v periférnych tkanivách, centrálne spracovanie týchto signálov v mozgu a tvorbu adaptačných/kompenzačných reakcií centrálneho nervového systému na prebiehajúci patologický proces

• výskum úlohy signálov prenášaných aferentnými dráhami do mozgu na rozsah neuroendokrinnej stresovej reakcie: skúma sa úloha nervus vagus v regulácii aktivity sympatikoadrenálneho systému počas stresových situácií, charakterizuje sa význam spätnoväzobného pôsobenia aferentných dráh nervus vagus na činnosť sympatikových nervov a drene nadobličiek u potkanov.

• výskum využitia kmeňových terapeutických buniek na liečbu experimentálneho glioblastómu

2. Vybrané výsledky, ich ohlas a dopady

Do odbornej literatúry sa nám podarilo uviesť koncepciu neurobiológie nádorových chorôb. Okrem teoretických prác sme preukázali, že signály súvisiace s nádorovým rastom sú prenášané do mozgu, kde sú spracúvané štruktúrami mozgového kmeňa a hypotalamu, ktoré sa podieľajú aj na spracovaní imunitných signálov. Tiež sme charakterizovali dynamiku zmien v aktivite mozgových štruktúr v jednotlivých fázach nádorového rastu. Tieto výsledky prispeli k podrobnejšiemu poznaniu úlohy nervového systému v etiopatogenéze nádorových chorôb.

Preukázali sme, že prerušenie dráh prebiehajúcich v nervus vagus má za následok zvýšenú aktiváciu sympatikoadrenálneho systému počas stresovej reakcie. Uvedený nález naznačuje, že aferentné dráhy nervus vagus zásadnou mierou regulujú rozsah neuroendokrinnej stresovej reakcie. Toto inhibičné pôsobenie môže zamedzovať poškodzujúcemu vplyvu nadmerného vyplavenia katecholamínov na jednotlivé orgánové systémy.

3. Súčasné projekty a spolupráce

V súčasnosti LNB rieši projekty:

• Neurobiológia nádorov: štúdium úlohy nervového systému v etiopatogenéze nádorového rastu a tvorby metastáz (APVV-0007-10): Projekt je pokračovaním predchádzajúceho APVV grantu a je zameraný na charakterizáciu zmien v aktivite mozgových štruktúr u potkanov z nádormi, na charakterizáciu funkčnosti inervácie nádorového tkaniva s využitím retrográdne značiacich látok a na sledovanie vplyvu zásahov v centrálnom a periférnom nervovom systéme na nádorový rast.

• Úloha nervus vagus v regulácii činnosti sympatikoadrenálneho systému u potkana počas kľudových a stresových situácií (VEGA 2/0010/09): V rámci projektu sa skúmal vplyv prerušenia prenosu signálov aferentnými dráhami nervus vagu na rozsah stresovej reakcie charakterizovaný plazmatickými hladinami katecholamínov a glukokortikoidov. V súčasnosti sa skúma vplav prenosu signálov z vnútorných orgánov na rozsah neuroendokrinnje stresovej reakcie, so zameraním na signalizáciu zo srdca.

• Výskum využitia kmeňových terapeutických buniek v liečbe glioblastómu: Účasť na projekte, ktorý vedie doc. Ing. Čestmír Altaner, DrSc.

Medzinárodné spolupráce:

Yori Gidron, PhD. (Professor of Behavior Medicine, Faculty of Medicine & Pharmacy 103, Laarbeeklaan, Jette, 1090 Free University of Brussels (VUB), Belgium) spolupráca je zameraná na „výskum úlohy nervového systému v regulácii nádorového rastu“ (Investigation of the role of the nervous system in the regulation of the tumor growth)

Luca Vannucci, MD, PhD. (Laboratory of Natural Cell Imunity, Department of Immunology and Gnotobiology, Institute of Microbiology Academy of Sciences of the Czech Republic, Vídenská 1083, Prague 4, 142 20, Czech Republic spolupráca je zameraná na „výskum vplyvu elektrickej stimulácie nervus vagus na nádorový rast“ (Investigation of the effect of the electric stimulation of the vagus nerve on the tumor growth)

Lisa E. Goehler, PhD. (Associate Professor of Nursing Research Neuroimmunology & Behavior Center for the Study of Complementary & Alternative Therapies School of Nursing, P.O. Box 800782 University of Virginia, Charlottesville, VA 22908 spolupráca je zameraná na „výskum zmien v aktivite mozgových oblastí u potkanov s nádormi“ (Investigation of the activity of neurons in different brain areas in tumors bearing rats)

4. Metodické prístupy zavedené v poslednom období

• experimentálny model indukcie nádorov: BP6 fibrosarkóm, Yoshida ascitický nádor

• stereotaktické zásahy v mozgu: akútna a chronická intracerebrálna aplikácia farmák a buniek, lézie štruktúr a dráh mozgu

• kanylačné techniky: kanylácia vena jugularis, chvostovej artérie

• imunohistochemické metódy

• biochemické metódy ELISA a PCR: stanovenie koncentrácií látok v krvnej plazme a tkanivách

• metóda neinvazívneho merania krvného tlaku u potkanov (chvostová manžeta)

• telemetria: sledovanie srdcovej frekvencie, krvného tlaku a telesnej teploty u potkana

• elektrofyziologické metódy: stimulácia periférnych nervov

5. Výber najvýznamnejších publikácií (IF ≥2) pracovníkov Laboratória neurobiológie.

1. Ondicova K., Mravec B.: Role of nervous system in cancer aetiopathogenesis. Lancet Oncol 2010; 11: 596–601. IF 14, 470

2. Mravec B., Gidron Y., Hulin I.: Neurobiology of cancer: interactions between nervous, endocrine and immune systems as a base for monitoring and modulating the tumorigenesis by the brain. Semin Cancer Biol 2008; 18: 150-63. IF 7, 758

3. Altanerova V., Cihova M., Babic M., Rychly B., Ondicova K., Mravec B., Altaner C.: Human adipose tissue–derived mesenchymal stem cells expressing yeast cytosinedeaminase::uracil phosphoribosyltransferase inhibit intracerebral rat glioblastoma. Int J Cancer 2012; 130: 2455-63. IF 4,92

4. De Couck M., Mravec B., Gidron Y.: You may need the vagus nerve to understand pathophysiology and to treat diseases. Clin Sci 2012; 122: 323-8. IF 4,613

5. Mravec B.: The brain as a target for development of new class of drugs for the treatment of somatic diseases. Exp Opion Ther Targ 2012; 16: 433-7. IF 3,649

6. Nostramo R., Tillinger A., Saavedra J. M., Kumar A., Pandey V., Serova L., Kvetnansky R., Sabban E. L.: Regulation of angiotensin II type 2 receptor gene expression in the adrenal medulla by acute and repeated immobilization stress. J Endocrinol 2012; 215: 291-301. IF 3,548

7. Mravec B., Gidron Y., Kukanova B., Bizik J., Kiss A., Hulin I.: Neural – endocrine – immune complex in the central modulation of tumorigenesis: facts, assumptions, and hypotheses. J Neuroimmunol 2006; 180: 104-16. IF 2,901

8. Tillinger A., Novakova M., Pavlovicova M., Lacinova L., Zatovicova M., Pastorekova S., Krizanova O., Kvetnansky R.: Modulation by 6-hydroxydopamine of expression of the phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT) gene in the rat heart during immobilization stress. Stress 2006; 9: 207-13. IF 2,553

9. Pirnik Z., Bundzikova J., Francisty T., Cibulova E., Lackovicova L., Mravec B., Kiss A.: Effect of liver ischemia-reperfusion injury on the activity of neurons in the rat brain. Cell Mol Neurobiol 2009; 29: 951-60. IF 2,107

10. Pirnik Z., Bundzikova J., Bizik J., Hulin I., Kiss A., Mravec B.: Activity of brainstem groups of catecholaminergic cells in tumor bearing rats: response to immobilization stress. Ann NY Acad Sci 2008; 1148: 141-7. IF 2,101