Nr wniosku: 212185, nr raportu: 19431. Kierownik (z rap.): mgr

Nr wniosku: 212185, nr raportu: 19431. Kierownik (z rap.): mgr Paulina Dominika Kaźmierska
Główny rezultat projektu stanowi zrealizowanie planów wieloletniego cyklu badawczego oraz opublikowanie jego
wyników w formie rozprawy doktorskiej, która została obroniona z wyróżnieniem 13 stycznia 2015 roku na
Uniwersytecie Łódzkim. Przeprowadzone przeze mnie 5-letnie badania dotyczyły kontroli aktywności elektrycznej
formacji hipokampa mózgowia szczura przez wybrane układy transmisyjne: glutaminergiczny, serotoninergiczny i
oreksynergiczny w warunkach in vitro. Ważnym rodzajem tej aktywności jest rytm theta, rejestrowany u ssaków z
formacji hipokampa podczas stanu czuwania oraz snu paradoksalnego. Występowanie rytmu theta ma zasadnicze
znaczenie dla funkcji poznawczych i dla procesów pamięciowych, zarówno u zwierząt, jak i u ludzi, dlatego uważany jest
za jeden z najbardziej interesujących przejawów pracy mózgu. Falom theta przypisuje się podstawowe znaczenie w
tworzeniu śladów pamięciowych poprzez udział w długotrwałym wzmocnieniu synaptycznym (LTP). Uważa się również,
że odgrywa on istotną rolę w procesach integracji czuciowo-ruchowej, a także w orientacji i nawigacji przestrzennej.
Mimo, iż aktywność ta obserwowana jest od kilkudziesięciu lat, to ciągle nie do końca wiadomo, jakie jest jej
pochodzenie, jakie mechanizmy komórkowe i procesy neurochemiczne biorą udział w jej generowaniu i modulacji.
Występowanie rytmu theta związane jest z synchronizacją aktywności bioelektrycznej pewnych populacji neuronów, stąd
istnieje potrzeba poznania „gry neurotransmisyjnej” w obrębie tej struktury. W wyniku długotrwałych i trudnych
doświadczeń elektrofizjologicznych po raz pierwszy wykazano bezpośredni udział receptorów badanych systemów
neurotransmisyjnych w modulacji aktywności elektrycznej tej struktury, dostarczając jednocześnie dowodów na to, że
ekspresja synchronicznej aktywności w postaci rytmu theta wymaga odpowiedniego poziomu wzbudzenia całej sieci
neuronalnej (tzw. zjawisko „okna”). Na szczególną uwagę zasługują wyniki uzyskane z wykorzystaniem oreksyn,
stosunkowo nowoodkrytych neuropeptydów podwzgórzowych, tworzących kolejną ważną projekcję niespecyficzną
mózgowia. Dzięki tym badaniom udało się opisać zupełnie nowy, nieznany dotąd oreksynergiczny rytm theta w formacji
hipokampa w warunkach in vitro, a późniejsze badania przeprowadzone w Katedrze Neurobiologii UŁ, potwierdziły te
wyniki na modelu szczura anestetyzowanego. Rezultaty prowadzonych badań w istotny sposób uzupełniają i poszerzają
istniejącą wiedzę dotyczącą mechanizmu generowania aktywności rytmicznej w paśmie theta. Wnoszą do niej zupełnie
nowe elementy, dotyczące udziału w powstawaniu i modulacji badanego rytmu, trzech bardzo ważnych układów
neurotransmisyjnych mózgowia. Dowodem na to jest opublikowanie większości wyników rozprawy doktorskiej w
dobrych, impaktowanych czasopismach z listy JCR w postaci cyklu publikacji (Kaźmierska i Konopacki, 2015; Bocian i
wsp., 2015; Kaźmierska i Konopacki 2013). O jakości prowadzonych badań świadczy fakt uzyskania przeze mnie
licznych stypendiów na konferencje międzynarodowe w potaci „travel grants” m.in. do Bordeaux i Mediolanu oraz
odbycie 6-miesięcznego stażu w Uniwersytecie Stanforda, który ogromnie przyczynił się do mojego rozwoju naukowego,
zaowocował kontaktami na przyszłość i pozwolił na zdobycie znaczącej bazy wiedzy oraz umiejętności badawczych.
Dodatkowo, wszystkie z przebadanych związków miały właściwości epileptogenne. Wydaje się to być szczególnie
interesujące w kontekście oreksyn, które ze względu na pełnienie licznych funkcji fizjologicznych (regulacja cyklu
okołodobowego, zachowań pokarmowych, powstawania uzależnień oraz szlaków pamięciowych), stanowią obiekt
szerokiego zainteresowania wśród biologów i lekarzy. Wyniki projektu w tym kontekście mogą przyczynić się do
stworzenia nowego modelu elektrofizjologicznego do badań neurochemicznego podłoża epilepsji czy choroby
Alzheimera, w której patologię prawdopodobnie również zaangażowane są zmiany w przekaźnictwie oreksynergicznym.
Dalsze badania nad mechanizmami działania oreksyn w generowaniu rytmu theta/epilepsji przyczynią się do pojawienia
się w dalszej perspektywie nowych możliwości w zastosowaniu pochodnych oreksyn lub ich antagonistów w profilaktyce
i leczeniu chorób związanych zaburzeniami pamięci czy cyklu okołodobwego.