Papildu materiāls SkeptiCafe 20.11., kurā tika diskutēts par neirozinātni, tās sasniegumiem, pētījumiem Latvijā un interpretācijām medijos. Ulrikas Beitneres prezentācija.
5. Direktīvas
• Visas eksperimentālās procedūras veiktas
saskaņā ar direktīvām 86/609/EEC “European
Convention for the Protection of Vertebrate
Animals Used for Experimental and other
Scientific
Purposes”
(1986),
un
tās
apstiprinātas Pārtikas un veterinārā dienesta
Dzīvnieku aizsardzības ētikas padomē
(Rīga, Latvija).
8. Pētījumu virzieni
1. Jauna tipa neiroprotektīvās zāļu vielas, kas mērķē uz
neirodeģenerāciju:
• Agrīnās stadijas neirodeģeneratīvajos procesos
• Neiroreģenerācija
• Kognitīvās funkcijas
2. Peptiderģiskā sistēma
3. Aktīvas vielas no dabas produktiem un to ietekme uz
CNS
9. Neuroķīmiskā kaskāde, kas noved pie neirodeģenerācijas
neurodegeneration
Genetic and
transcription factors
Chromosome mutations
Endogenous toxins
Exogenous toxins
Activated microglia
Agregation
-Synuclein
Release cytokines
NO
Complex 1
deficiency
Impaired
proteolysis
Ubiquitination
Reduced GSH
activity
Hyperphosp.
nerofilament
proteins
Oxidative
stress
Mitochondria:
Impaired
respiratory chain
Proteases
Lipases
Protein filament
aggregation
ATP
Chronic synaptic
deprivation
Membrane breakdown
Lipid peroxidation
Free radical
production
Energy
deficiency
Increased
cellular Ca 2+
DNA damage
Lewy body
Increased Fe III
?
?
Programmed cell
death (apoptosis)
Neurodegeneration
Neuron loss
Phagocytosis by
macrophages
12. Neuroprotekcija
2. Novērtējam
• Uzvedības izmaiņas (lokomociju, bailes, analgēzuhy, antikonvulsijas u.c. aktivitātes)
• Mācīšanās/atmiņa
• Neiroķīmiskais stāvokli (smadzeņu un adrenālo monoamīnu
sastāvu)
• Endokrinoloģisko stāvokli (corticosterone, glucose, cholesterol)
• Citus proteīnu biomarķierus (imūnhistoķīmiski; Western blot;
ELISA)
• Šūnu dzīvotspēja, ROS, membrānas potenciāls
• mitochondrial bioenergetics, MPT, oxygen
consumption, calcium influx etc
13. Pārbaudītās zāļu vielas
Mildronate (derivative of azabutyrobetaine), previously known as
cardioprotective drug produced at the
JSC “Grindeks”, Riga , Latvia
1,4-dihydropyridine derivatives
(DHP), synthesised at the Latvian
Institute of Organic
Synthesis, Riga, Latvia:
* cerebrocrast (atypical, neuronally
non-calcium antagonist)
* adamantane-containing DHPs
* amphiphilic DHPs
O
CH3
+
N
O
H3C
N
H3C H
OCHF2
COOC2H4OC3H7
H7C3OH4C2OOC
H3C
N
H
CH3
14. Dambrova et al., 2002 Mildronate: Cardioprotective Action through Carnitine-Lowering
Effect
15. Alcheimera slimība
• Visizplatītākā neirodeģeneratīvā slimība
pasaulē
• No 2010 līdz 2050. gadam kopējais pacientu
skaits pasaulē ir ap 110 līdz 227 miljoni
• Kopējais izmaksas lešamas ap $660
miljardu, jeb 1% no globālā iekšzemes
kopprodukta
• Nav izārstējams,progresīva slimība līdz tā
noved līdz nāvei
16. Simptomi
• Agrīnā stadijā ir grūtības atcerēties nesenus
notikumus
• Apjukums, uzbudināmība, garastāvokļa
svārstības, problēmas ar valodu, ilgtermiņa
atmiņas zudums
17. Pataloģiskās iezīmes
• Neironu zudums un proteīnu akumulācija
• Būtiski samazināts kopējais smadzeņu tilpums
• Lielākais neironu zudums atrodams hipokampā
18. Alcheimera slimības peļu modelis
• TgAPPSwDI – transgēnās peles, kuras producē
cilvēku Swedish, Dutch, Iowa triple mutāciju
APP smadzenēs (Davis et al., 2004)
• Nav neironu zudums, nav t.s. taupātijas
• Atmiņu zudums, amiloīdu depozīti, ka arī
amiloīdu depozīti ap asinsvadiem
19. Uzvedība un atmiņa
• Pētīt, kā zāļu viela ietekme uzvedību un atmiņu
– Open field and Zero maze
– Social recognition
– Water maze test
20. Fizioloģiskās izmaiņas
• Noteikt biomarķieru ekspresijas/producēšanās izmaiņas
peļu smadzenēs ar IHC un Western blot analīzi
–
–
–
–
–
–
Amyloid beta (Aβ)
Glial fibrillary acidic protein (GFAP)
ionized calcium binding adaptor molecule 1 (Iba-1)
Acetylcholine esterase AChE
Glutamate decarboxylase GAD67
8-oxo- deoxyguanosine (8-oxo-dg)
26. Kopsavilkums
• Būtiski uzlaboja dzīvnieku sniegumu Water maze
un sociālās atpazīšanās testā
• Samazināja
amiloīda
β
depozītus
hipokampā, palielināja mikrogijas marķiera Iba-1
ekspresiju
• Samazināja acetilholīnesterāzes (AChE) staining
• Neietekmēja proteīnu marķierus, kas iesaistīti
sinaptiskās
plasticitātes
izveidē
(GAP43, synaptophysin un GAD67)
Beitnere et al., 2013
Mildronate improves cognition and reduces amyloid beta pathology in transgenic AD mice
J Neurosci R
27. Rekomendācijas
Mildronātu varam rekomendēt:
* neiroloģijā Alcheimera un Pārkinsona
slimības agrīnās stadijās, lai aizkavētu vai pat
apstādinātu slimības progresēšanu
* kā atmiņas uzlabotāju neirodeģeneratīvās
slimībās, triekas inducētā atmiņas zuduma
stāvoklī, šizofrēnijā un citas patoloģijās, kas
saistītas ar atmiņas traucējumiem
28. Ko šādi rezultāti nozīmē?
• Pētījumi ir nepieciešami
• Mēs nevaram aizvietot laboratorijas
dzīvniekus
• Pētījumi spēj glābt dzīvības, uzlabot dzīves
kvalitāti
• Papildina cilvēces zināšanas, kas var novest pie
vēl citiem atklājumiem
29. Sadarbības partneri
Latvia:
Dept. Pathology, Faculty Medicine, University Latvia
Latvian Institute of Organic Synthesis, Riga , Latvia
Biomedicine Center, Riga , Latvia
JSC “Grindeks”, Riga , Latvia
Students of the University of Latvia
Estonia:
Dept. Pharmacology, Faculty Medicine, University of Tartu, Estonia
Sweden:
Department of Neuroscience, Uppsala University, Uppsala, Sweden
Dept of Neuroscience, Div of Behavioral Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden
Portugal:
IMAR-CMA, Department of Life Sciences, and CNC, Department of Life Sciences, and CNC, Faculty of Medicine, University of
Coimbra, Coimbera, Portugal
Canada:
Kinsmen
Laboratory of Neurological Research, University of British Columbia, 2255 Wesbrook Mall, Vancouver, British
Columbia, Canada
USA:
Department of Pathology and Laboratory of Medicine and Neurology, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA
Department of Cell
Biology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, USA
30. Pēdējie projekti
• ESF project No. 2009/0217/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/031
“Neuroimmune regulation abilities of the novel type of
priviliged structures in the treatment of neurodegenerative
diseases”
• Latvian Science Council grant: No.09.1025 “Regenerative
effects of mitochondria-targeted small molecules in
neurodegeneration models’’
• Latvian Science Council grant Nr.10.0030 ‘’Development of
multiheterocyclic chemistry for the preparation of new
biologically active compounds’’
31. Prof. Vija Kluša
Doktorants
Kaspars Jēkabsons
Asoc. Prof.
Baiba Jansone
Prof. Šimonis Svirskis
Dr. Una Riekstiņa
Zin. grāda pretendente
Zane Dzirkale
Doktorante
Ulrika Beitnere
LU Medicīnas Fakultātes Farmakoloģijas katedra
Mildronateacts as neuroprotective drug by the mechanisms: * antidegenerative (anti-apoptotic) and anti-inflammatory properties; * protection of mitochondrial integrity; * regulation of the expression of an array of cellular proteinsand thus, providing multi-faceted homeostatic mechanisms in neurons and glial cells (rat model of PD). Mildronate may stimulate learning/memory processes by a mechanisms related to the hippocampal adult neurogenesis that involve proliferation of neuronal progenitor cells, activation of nerve growth factors and adhesion factors, as well as influence on glutamate- and cholinergic processes.