Projekti / Programi
Aplikativna in bazična fiziologija in patofiziologija v medicini
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
| 3.06.00 |
Medicina |
Srce in ožilje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B007 |
Biomedicinske vede |
Medicina (človek in vretenčarji) |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
Staranje, apoptoza, senescenca celic, MRI, mikroskopski MRI, laserska konfokalna mikroskopija, segmentacija možganov, HR EKG, nevrodegeneracija, demenca, živčnožilna sklopitev, avtonomna regulacija, srce, reaktivne kisikove spojine, CVI
Raziskovalci (43)
Organizacije (1)
Povzetek
Proučevanje procesov staranja in možnosti za njegovo upočasnitev je osrednja tema našega programa. Populacija v razvitem svetu stara, zato je ta tema v središču zanimanja tudi v svetu. Kljub intenzivnosti raziskav je poznavanje procesov staranja in ukrepov za njegovo upočasnitev še skromno, čeprav že obstajajo inovativni procesi za obnovitev propadlega tkiva, npr. z matičnimi celicami. Usmerili se bomo v med seboj povezane procese nevrodegeneracije, nevrovaskularne sklopitve ter vloge avtonomnega živčevja pri staranju srca. Interdisciplinaren tim omogoča povezane raziskave od molekule do pacienta v smislu translacijske medicine. Cilji raziskav na področju staranja so preventiva, zgodnja diagnostika in možnosti zdravljenja.
Poznavanje temeljnih mehanizmov staranja in vloge okolja, npr. ekotoksinov, je bistveno za ustrezno preventivo. Tega področja se bomo lotili s proučevanjem vloge ROS in metabolnih sprememb (diabetes in metabolni sindrom) in ekotoksinov na nevrodegeneracijo. V tem delu nameravamo še podrobneje proučiti tudi mehanizme adaptacije na stress, še zlasti predapoptotski celični odziv na stres, ki smo ga odkrili prav v naši raziskovalni skupini. Preizkusili bomo učinke različnih stresorjev, vključno z ekotoksini, na temeljne procese degeneracije, apoptoze in senescence celic ter adaptacije na stres.
Preventiva zaradi pomanjkljivega poznavanja temeljnih mehanizmov staranja in degenerativnih sprememb žal ni dovolj uspešna, zato je potrebno razumeti tudi razvoj nevrodegenerativnih bolezni, razviti postopke za zgodnjo diagnostiko in iskati nove terapevtske možnosti. V tem delu programa se bomo usmerili na raziskave nevrodegenerativnih bolezni in sicer demenc, Huntingtonove bolezni in možganske kapi. Z uporabo najsodobnejših metod bomo proučevali plastičnost možganov pri teh boleznih, nevrovaskularno sklopitev in avtonomno kontrolo ter razvili nove postopke za zgodnjo diagnostiko teh bolezni. Del preteklih raziskav, s katerimi nadaljujemo, je že omogočil inventiven, robusten in zanesljiv postopek avtomatske segmentacije možganov, uporabne v razvoju diagnostičnih postopkov. Programska oprema (sodelovanje z NIH, ZDA) je že del programskega paketa AFNI.
Pomemben bo tudi razvoj sintetskih analogov PAXa, uporabnih kot nevroprotektivne učinkovine za terapijo demenc. Predvidevamo patent ob koncu programskega obdobja.
Raziskava, ki je že obrodila USA patent, je proučevanje staranja srca in povezave z nevrovaskularno sklopitvijo. Nameravamo nadaljevati z razvojem HR EKG in pridobiti nove mednarodne patente.
Član naše skupine je v svetu vodilni raziskovalec na področju terapije insuficience srca z matičnimi celicami (začet EU projekt, ki ga vodi); s temi raziskavami bomo nadaljevali.
Ob povečanju finaciranja bomo izvedli še raziskave na področju (1) HBO, ROS in diabetične nevroangiopatije ter (2) staranja zobne pulpe, pri čemer bomo uporabili najsodobnejši 9.4 T MR tomograf za MR mikroskopijo.
Na razpolago je vsa sodobna oprema.
ČASOVNICA PROGRAMA: v priponki
Pomen za razvoj znanosti
Znanstveni cilji programa so razumeti temeljne procese staranja na področju nevrodegenerativnih bolezni, nevrovaskularne sklopitve ter interakcije med motnjami funkcije srca in nevrovaskularnim sistemom. Spoznanja nameravamo še naprej in v še večji meri objavljati v revijah z najvišjim faktorjem vpliva na področju. Z originalnostjo raziskav bo zagotovljena tudi visoka citiranost.
Prvi del programa bo prinesel nova spoznanja na področju adaptacije celic na stres in sicer:
- Ugotovitev, ali je predapoptotski odgovor celic na stres, ki smo ga odkrili v naši skupini, univerzalen, t.j. ali je razen v hepatocitih prisoten tudi v drugih celicah (nevronih, astrocitih in endotelijskih celicah). Rezultati bodo poleg doprinosa k znanosti pomembni tudi pri terapiji z matičnimi celicami in pri transplantaciji organov.
- Ugotovitev, na kakšen način mikrocistini povzroče nevrodegenerativne spremembe možganov, pri čemer bo doprinos k znanosti ugotovitev (1) ali so OATPji prisotni v nevronih in astrocitih (2) kako mikrocistini prožijo apoptozo v teh celicah (3) ali je možno preprečevati vstop mikrocistinov v nevrone in astrocite (4) ali lahko z antioksidanti preprečimo proženje apoptoze, povzročene z mikrocistini.
- Pojasnitev povezave metabolnega sindroma s psihozami (letos pričnemo raziskavo na tem področju z raziskovalci iz še 4 držav EU projektu).
- Ugotovitev, ali so sintetski analogi PAXa, AChE inhibitorja in blokatorja nevronskih nAChR, nevroprotektivni in uporabni tudi v terapiji demenc. Ta ugotovitev bo predvidoma omogočila nove mednarodne patente.
Drugi del programa bo prispeval nova spoznanja in številne objave na področju demenc, Huntingtonove bolezni in možganske kapi:
- Upad kognitivnih in motoričnih sposobnosti pri nevrodegenerativnih boleznih je predmet številnih raziskav, malo pa se ve o prizadetosti avtonomnega živčevja. Naše preliminarne raziskave so nakazale verjetnost prizadetosti avtonomnega živčevja pri teh boleznih, kar bomo v nadaljevanju programa tudi dokazali in podrobno opredelili.
- Po blagi možganski kapi pride do (delne) povrnitve prizadetih funkcij, kar je posledica plastičnosti možganov. V nadaljevanju nameravamo podrobno opredeliti spremembe v konektivnosti možganske skorje (z DTI in z resting state fMRI), sprememb v debelini korteksa na posameznih področjih možganov (segmentacija in volumetrija) in sprememb v funkcijski organizaciji korteksa (z model-based BOLD fMRI). Preverili bomo tudi več terapevtskih pristopov, ki lahko pripomorejo k obsegu in hitrosti rehabilitacije. Ob tem bomo razvili tudi nov del programske opreme, uporaben v diagnostiki.
- Možganska kap je pogosto povezana z boleznijo karotidnih arterij, ki jo lahko zdravimo z žilnimi opornicami, te pa se lahko ponovno zamaše (reokluzija). Mehanizem reokluzije se razlikuje od tipičnih procesov ateroskleroze in ugotavljali bomo, kateri dejavniki prispevajo k zadebelitvi intime in reokluziji opornice.
Doprinos znanosti tretjega dela programa bo v (1) razvoju HR EKG in patentih (2) razumevanju procesov pri terapiji insuficience srca z matičnimi celicami:
- Razvoj HR EKG v sodelovanju z NASA (Houston, ZDA) je že obrodil en patent in z nadaljevanjem razvoja nameravamo prijaviti še nove mednarodne patente. Poleg tega bomo s HR EKG ugotovili spremembe v vzdražnosti starega srca, kar bo neposreden doprinos znanosti.
- Spremenjena endotelijska funkcija, merjena z lasersko fluksmetrijo po terapiji z matičnimi celicami bi lahko bila posledica terapije z matičnimi celicami, ali pa bi se ti bolniki kazali kot bolj vitalni za mobilizacijo matičnih celic po stimulaciji z G-CSF, kar je ugodno za dober odziv na terapijo. Rezultati bodo tako doprinos znanosti kot klinični praksi.
- Terapija insuficence srca z matičnimi celicami je še zelo nov proces in na tem področju smo vodilni in z največ izkušnjami. Član naše programske skupine vodi EU projekt na to temo in pričakujemo številne nove rezultate, ki
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni pomen za gospodarstvo in družbo:
V sodelovanju s podjetjem Iskra ISD se je pri nas izobraževal mladi raziskovalec (doktorski študij), ki je najprej razvil prototip merilne naprave, ki lahko deluje v območju magnetnih polj in radiofrekvenčnih pulzov velike jakosti, kar je omogočilo nove meritve na področju funkcijskega slikanja z MRI (fMRI). Napravo nadalje razvijamo in predvidevamo, da bomo v letu 2015 lahko prijavili patent.
Začeli smo dolgoročno sodelovanje s podjetjem UNIOR Kovaška industrija d.d., Zreče, ki financira raziskave. Raziskave v okviru raziskovalne skupine Razvoj centra za vrhunski šport na Rogli se bodo nadaljevale do leta 2016. Namen je prenos novega znanja v podjetje s ciljem razviti čim več mednarodno tržno zanimivih in konkurenčnih proizvodov. Cilji so: (1) ustanovitev in delovanje Centra za vrhunski šport v klimatskem zdravilišču in olimpijskem centru na Rogli, (2) razvoj in uvedba sodobnih tehnologij za učinkovitejšo in uspešnejšo rehabilitacijo lokomotornega aparata vrhunskih športnikov in širše populacije (3) razvoj preventivnih ukrepov za zdravstveno ogrožene skupine poklicev in (4) celostni program zmanjšanja telesne teže na povečani nadmorski višini.
Na področju raziskav živčevja in kardiovaskularnega sistema razvijamo programsko opremo tako za raziskovalne kot klinično uporabne namene. Na tem področju smo v preteklosti prijavili patent v ZDA, ki je že v uporabi. Z delom nameravamo nadaljevati na obeh področjih in delo zaključiti z mednarodnimi patentnimi prijavami.
Posredni pomen za razvoj družbe in gospodarstva:
Že v preteklosti smo vključevali mlade raziskovalce iz industrije v našo programsko skupino. S takšnim sodelovanjem in prenosom znanja v industrijo nameravamo nadaljevati tudi v prihodnje.
V prihodnjem programskem obdobju nameravamo nadaljevati z redno organizacijo strokovnih srečanj "Posvet o kronični bolezni srca", namenjen prenosu znanja v prakso. Udeležba zdravnikom omogoča podaljšanje licence, hkrati pa jim zagotavlja stik z najnovejšimi dognanji na primarnem, sekundarnem in terciarnem nivoju.
Tudi v prihodnjih letih bodo člani programske skupine odgovorni za dodiplomsko in podiplomsko izobraževanje na UL. Smo nosilci več predmetov pri dodiplomskem in podiplomskem – doktorskem študiju.
Še nadalje bomo študentom omogočali opravljanje izbirnih raziskovalnih predmetov v naši programski skupini, kar jim bo omogočalo spoznavanje sodobnih tehnik in metod.
Člani programske skupine so izvoljeni nosilci pomembnih funkcij, ki se nadaljujejo v naslednjih letih:
- dekan ULMF
- predstojnik oddelka za podiplomski študij
- nosilci posameznih predmetov
- predstojniki inštitutov
- koordinatorstvo posameznih sklopov doktorskega študija
Dolgoročno sodelovanje s tujimi partnerji zagotavlja trajen prenos znanja:
- Texas Heart Institute: sodelovanje na področju raziskav kardiovaskularnih obolenj.
- Sodelovanje z NIH v Bethesdi, ZDA (B. Cox in Z. Saad): razvoj postopkov za analizo MR slik možganov in avtomatske segmentacije
- sodelovanje s C.N.R.S. v Gif sur Yvette (E. Benoit in J. Molgo) na področju inhibitorjev AChE in blokatorjev nevronalnega nAChR
- Sodelovanje z INRA/INSERM v Sophia Antipolis, F (R. Rahmani) na področju primarnih humanih hepatocitov in učinkov ekotoksinov nanje.
- AMC v Amsterdamu (prof. Bastien de Mol): sodelovanje na področju proučevanja mikrocirkulacije.
- NASA, Houston, sodelovanje z ameriško družbo Cardiosoft.
Promocija države:
Irina Milisav:
je članica upravnega odbora European Cooperation in Science and Technology COST BM1203 EUROS in predstavnica Slovenije v COST povezavi za delo z reaktivnimi kisikovimi zvrstmi. Spletna stran: http://www.cost.eu/domains_actions/bmbs/Actions/BM1203? management
Dušan Šuput:
- s strani "Executive committee" AMSE je bil izvoljen za "Secretary General of the Association of Medical Schools in Europe”
- je član skupine Evropske akademije znanosti in umetnosti (EASA) in sodelu
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
