A) Najpogostejše težave na področju javnega zdravja danes so nevrodegenerativne bolezni, vnetne bolezni prebavil in srca in ožilja, osnovni patomehanizem ni natančno znan. Terapevtska paleta je nepopolna, razpoložljiva zdravila so pogosto primerna le za lajšanje simptomov bolezni. Boljše razumevanje mehanizmov, na katerih temeljijo patološki procesi, je bistvenega pomena za razvoj in pravilno uporabo terapevtskih rešitev. Zato v našem projektu preučujemo mehanizme procesov, ki vključujejo poškodbe celic v različnih pogojih, ter vlogo in potencial modulacije metabolizma triptofana v nevrodegenerativnih, vnetnih in kardioloških procesih. Naš projekt se osredotoča na kinurenin sistem z multidisciplinarnim pristopom, zato je lahko translacijska vrednost dobljenih rezultatov, možnost njegove uporabe v kasnejši medicini izjemna. B) Patomehanizem nevrodegenerativnih procesov se lahko razlikuje glede na različne bolezni, vendar se nekateri vidiki patoloških procesov prekrivajo. Cilj naših študij je opredeliti mehanizme osnovnih procesov, ki so lahko osnova nevrodegeneracije kot splošnega pojava. Podrobnosti o degenerativnih procesih, povezanih s patomehanizmom bolezni motoneurona, se načrtujejo s spontano poškodbo motoneurona, ki je odvisna od starosti, gensko spremenjenimi sevi miši in modelom akutne lezije živali. Proučevali bomo motoneurone in aksonsko degeneracijo različnih sevov z analizami ekspresije beljakovin in genov, ki kažejo morfološke in celične spremembe, ki jih bodo kasneje dopolnili vzorci človeških perifernih živcev. V induciranih modelih so preslikani mehanizmi signalizacije nevronov in nevralnih celic (večinoma Microglias) in vpletenosti živčnomišičnih sinaps. Microglys sodelujejo pri uravnavanju ravnovesja nevrodegeneracije in nevroregeneracije z modulacijo vnetnih procesov, ki jih je mogoče spremljati z izolacijo populacije mikroglije in fiziološkim vplivom njihovega citoskeletona. Opredelili bomo učinek nekaterih vnetnih in zaviralcev na reorganizacijo citoskeletona, regulacijo vnetnih genov, analizirali prizadete znotrajcelične signalne poti. V centralnem živčnem sistemu želimo preučiti tudi degenerativne spremembe, ki jih povzročajo kronični krči, proces, ki ga je mogoče modelirati pri miših. Po enkratnem dajanju snovi se pojavijo kronični konvulzije, kar povzroči degeneracijo hipokampusa več mesecev kasneje, s spremembami ravni izražanja nekaterih podenot receptorjev glutamata. Izvede se morfološki in nevrokemični pregled nastanka in poteka nevrodegeneracije, zlasti v zvezi z glutamatergičnim sistemom. Spremembe v izražanju receptorja TRPV1 in glukozilceramid-sintaze, ki sodelujeta pri selektivni nevrotoksičnosti kapsaicina, bodo raziskane z najnovejšimi molekularnimi biološkimi postopki. Poleg tega se bo proučevala vpletenost membranskih lipidnih splavov in njihovih gangliozidnih komponent pri izražanju receptorjev, ki sodelujejo pri nevrodegeneraciji in nocicepciji. Indukcija spremljevalnih beljakovin je pomembna nova terapevtska možnost za motnje zloženja beljakovin, ki jih prizadene patomehanizem nevrodegenerativnih bolezni. V naših študijah iščemo spremljevalce, ki vzpodbujajo spojine in preučujemo njihove indukcijske učinke. Optimiziramo njihovo strukturo in nato načrtujemo njihovo sintezo, in vitro presejanje in testiranje v modelu krvno-možganske pregrade, dve izbrani spojini bosta testirani v modelu Alzheimerjeve bolezni. Preučili bomo tudi epigenetski vidik Huntingtonove transkripcijske ureditve. Preučuje se vloga posttranslacijske modifikacije histonskih beljakovin in reorganizacije nukleosomov pri bolezni. V različnih živalskih modelih identificiramo histonske metilacije, določimo zadevne genomske regije, spremembe. Presnova triptofana proizvaja veliko število spojin, katerih vloga je bila povezana s številnimi boleznimi. Tako je kinureninska pot vir molekul, ki so potencialni cilj razvoja zdravil, med katerimi je poudarek naše raziskave kinurenska kislina (KYNA) kot glutamatergični modulator. To po eni strani zahteva razvoj analognih spojin in učinkovitih metod dajanja ter podrobno predklinično študijo teh metod, po drugi strani pa podrobno poznavanje metabolizma in možnosti modulacije. 1. Preparativne in analitske kemijske raziskave predhodno proizvedenih analogov KYNA so se izkazale za nevroprotektivne in imunomodulatorne, vendar se te spojine lahko štejejo za predzdravila. Pri sintezi novejših analogov nameravamo vključiti molekulske fragmente, ki sami kažejo potencialno farmakološko aktivnost. Sito
