Aktuális kutatások | Ipari megbízások | Befejezett kutatások | Technikai háttér, módszerek

Aktuális kutatások

Az IGF-1 és a testedzés hatása az öregedés molekuláris folyamataira (Koltai Erika, Témavezető: Dr. Radák Zsolt)

Az Insulin like growth factor 1 (IGF-1) és a fizikai aktivitás hatását vizsgáljuk az öregedés folyamatára, valamint új sejtek képződésére, az agyi funkcióra és különböző szabályozó és transzkripciós faktorokra. A kísérlet fontos kutatási célpontját képezi a Sirtuin enzim család, mely fehérjék deacetylálásával alap metabolikus folyamatok szabályozását végzi, valamint összefüggésbe hozható különböző fajokban az élettartam meghatározásával. A kísérletben Wistar típusú patkányon végeztünk vizsgálatot. Öreg és fiatal állatokkal dolgoztunk, melyből egy-egy csoport futószalagos edzésprogramban vett részt, egy-egy csoportnál pedig az edzés mellett IGF-1 folyamatos adagolását végeztük.

Humán izom biopszia vizsgálat (Bori Zoltán, Dr. Radák Zsolt)

Nemzetközi tudományos együttműködés keretében génexpressziós vizsgálat folyik az emberi vázizomzatban edzés hatására bekövetkező molekuláris változások nyomon követésére. A vizsgálatban ciprusi görög önkéntesektől izom biopsziás minták vétele történt. A vizsgálatban 3 korcsoport lett elkülönítve (20-40 év, 40-60 év és 60-80 év). Minden korcsoportban további felosztás történt edzetlen, illetve edzett csoportra. Így összesen 6 kombináció van korcsoport és edzettség alapján. Az önkéntesektől biopszia vétele történt, majd egyszeri terhelésnek vetették alá magukat, s a terhelés után ismételt biopszia vétele történt.

A biopszia mintákból RNS és fehérje preparátumok készítettünk. Az RNS preparátumokból Quantitatív Real-Time PCR technikával a számos kiválasztott gén (pl. a sirtuin család több tagja, mitokondriális fehérjék, DNS reparációs fehérjék) messenger RNS szintjét tudjuk megmérni. A fehérje mintákból pedig a vizsgálatba vont gének fehérje mennyiségét határozzuk meg Western-blot technika alkalmazásával.

A kapott adatok elemzésével a terhelés hatására az emberi vázizomban bekövetkező génexpressziós változásokról, legyen az indukció, vagy szupresszió, kapunk majd pontos mennyiségi képet.

SIRT1 aktiválás és testedzés hatása a fehérjék poszt-transzkripciós változásaira idegszövetben (Sárga Linda, Témavezető: Dr. Radák Zsolt)

A SIRT1 fehérje nagyon fontos szerepet játszik a sejtek metabolizmusában és számos fehérje post-transzkripciós szabályozásában. A PGC-1 deacetilálásával szabályozza a mitokondriumok bioszintézisét, a p53 deacetilálásával pedig kulcs szerepet játszathat a rákos betegségek molekuláris folyamataiban. A hiszton fehérjék deacetilálása pedig a sejt transzkripciós folyamatainak a “csendesítését” jelenti. A SIRT1 fehérje aktivitását több dolog is befolyásolhatja többek között a NAD/NADH arány, ami redox függő, és kimutatták azt is, hogy a resveratrol jelentősen növeli a SIRT1 aktivitását, melynek döntő hatása lehet a sejtek élettani folyamataira. Resveratrol hatásait vizsgálom edzetlen és edzett állatokon. Feltételezésem szerint a testedzés önmagában is emeli a SIRT1 aktivitását, valamint az aktivizálók és a testedzés hatása szummálódhat, mely javíthat bizonyos élettani funkciókat, szerepet játszhat a prevencióban vagy befolyásolhatja az öregedés ütemét. Elképzeléseink szerint szerv specifikus különbségeket is találunk majd.

SIRT1 aktiválás és testedzés hatása a fehérjék poszt-transzkripciós változásaira izomszövetben (Hart Nikolett, Témavezető: Dr. Radák Zsolt)

Az epidemiológia eredmények azt mutatják, hogy azok a személyek, akiknek magas a maximális oxigén felvételük, szignifikánsan kisebb eséllyel betegednek meg a szív és vérkeringési rendszert érintő betegségekben, agyvérzésben, rákban vagy cukorbetegségben, mint azok akiknek alacsony a VO2maxuk. 20 ml/kg/perc alatti oxigén felvétel nagyon szoros összefüggésben van a halandósággal, bár elvileg ebben az esetben kevesebb szabadgyök képződhet, mint magas oxigén felvétel esetében. Lehetőségünk van olyan genetikailag szelektált patkányokon vizsgálatot végezni, melyek egyik csoportja alacsony (LCR), míg a másik magas VO2max-sal (HCR) rendelkezik (Wisloff et al. 2005). A korábbi vizsgálatokból kiderült, hogy az alacsony VO2maxal rendelkező állatok érzékenyek a szív és vérkeringéssel összefüggő betegségekre, ám a szabadgyökök mennyiségét, az antioxidáns vagy az oxidatív sérülést javító rendszerek hatékonyságát még nem vizsgálták. A genetikai szelekció hatásai jól láthatóak, ám az életmód, mint egészséget befolyásoló tényező hatásai kevésbé vizsgáltak. Elképzelésünk szerint edzenénk az LCR és HCR állatok egy, egy csoportját, hogy a megismerhessük fizikai aktivitás molekuláris hatásait a genetikailag különválasztott csoportokban a szabadgyökökkel kapcsolatos folyamatokra. Hipotézisünk szerint a rendszeres testedzéssel sikerül kompenzálni kedvezőtlen genetikai adottságokat a mitokondriális folyamatokra. Úgy gondoljuk, hogy a rendszeres testedzés hatására kiegyenlítődnek a viszonyok a LCR edzett és HCR kontroll állatok között.

The Impact of brain trauma and voluntary exercise on brain proteasome (Szabó Zsófia, Témavezető: Dr. Radák Zsolt)

Brain trauma is associated with long-term decrements in synaptic plasticity and cognitive function, which likely reside on the acute effects of the injury on protein structure and function. Based on the action of proteasome on protein synthesis and degradation we have examined the effect of fluid percussion injury (FPI) on proteasome level/activity in the cerebral cortex.  In addition, given the rehabilitative potential of exercise, we have assessed the effects of exercise in conjunction with brain trauma. FPI elevated levels of carbonyl groups and voluntary exercise attenuated this increase. Levels of oxidated proteins were associated with decreased activity and content of proteasome. Levels of the regulatory transcription factor of proteasome, Zif 268, changed in proportion with proteasome activity/content.  On the other hand, voluntary exercise prevented a FPI-induced decrease in synapsin I content.  There was a negative relationship between synapsin I and proteasome activity which may reflect a possible association between proteasome function and synaptic plasticity. The data suggest that exercise facilitates the recovery process after FPI, with the involvement of proteaosme and Zif 268 system, and resulting effects on synaptic plasticity via synapsin I.

A fizikai aktivitás és az ösztrogének neuroprotektív szerepe (Marosi Krisztina, Témavezető: Dr. Nyakas Csaba)

Az ösztrogének neuroprotektív hatása feltehetőleg egyes szignálkaszkádok aktiválásán, valamint a géntranszkripció regulációján keresztül érvényesül. A fizikai aktivitás növeli a neurotrofinok szintjét, melyek szintén befolyásolják a neuronok túlélésében szerepet játszó jelátviteli utakat. Így az ösztrogén és a mozgás terápia preventív szerepet játszhat az időskori neurodegenerációban. Kísérleteinkben az ösztrogén valamint a fizikai aktivitás illetve ezen fakrorok kombinációinak hatására bekövetkező molekuláris változásokat vizsgáljuk western blot, ELISA valamint immunhisztokémiai módszerekkel. Az egyes kezelések kognitív teljesítményre kifejtett hatásait különböző életkorokban állatkísérletekben teszteljük.

Mozgásaktivitás alapján történő szelekció hatása az energia háztartásra, a táplálkozásra és a pszichés tevékenységre egér kísérletekben (Jónás Izabella, Témavezető: Dr. Nyakas Csaba és Dr. Gertjan van Dijk (Groningeni Egyetem, Hollandia)

Az önkéntes mozgásaktivitás alapján 38 generáción át szelektált egerek energia-egyensúlyát (alapanyagcsere, energia leadás), testsúly szabályozását, makrotáplálék választását, pszichés viselkedését (exploráció, anxietás), agyi neurotranszmitter anyagcseréjét vizsgálták. Mérték az energia forgalom kulcshormonjait: leptin, inzulin, adiponektin, pajzsmirigy hormonok. Vizsgálták a glukóz toleranciát és az inzulin erzékenységet. Az aktiv fenotipus rezisztenciát mutatott a zsírdús diéta indukálta elhízással szemben. Vizsgálták továbbá az aktív fenotipus anyagcsere hatásait az utódokra “cross-fostering” típusú kísérletekben a genetikai versus a környezeti hatások megítélésére.

A neuroprotekció gyógyszeres és a “nem gyógyszeres” kezelésének összehasonlító vizsgálata (Szabó Róbert, Dr. Felszeghy Klára, Témavezető: Dr. Nyakas Csaba)

A neuroprotekció gyógyszeres kezelése számos öregkori és neurodegenerativ betegségben jelentős, főleg terápiás szempontból. A megelőzés szempontjából azonban a nem-gyógyszeres kezelések pl. a rendszeres fizikai mozgás és a helyes táplálkozás emelhető ki.  Demencia állatkisérletes modellekben vizsgálták egyes gyógyszerek és a rendszeres mozgás protektiv hatásait. A demencia modellek a következők voltak: NMDA-val létrehozott excitotoxikus lézió a nucleus basalis magnocellularisban (NBM) vagy az entorhinális kérekben, és ugyancsak az NBM-ba injiciált toxikus amiloid-béta peptidek hatásai patkányokban. Az explorációs, figyelmi és tanulási képességeket mérték, valamint a kolinerg rostlézió nagyságát mérték a neocortexben (NBM léziónál).

Hazai együttműködésben végzett kutatási témák (Dr. Nyakas Csaba, Dr. Felszeghy Klára)

1. Amiloid-beta peptidek alkalmazása a demencia kisérletes modellekben (Prof. Dr. Penke Botond, Orvosi Kémiai Intézet, Szegedi Tudományegyetem)
2. Az ösztrogének neuroprotektiv hatásai (Prof. Dr. Nagy Zoltán, Semmelweis Egyetem)

Nemzetközi együttműködésben végzett kutatási témák (Dr. Nyakas Csaba)

1. Alzheimer kór neuropathológiája (Groningeni Egyetem, Molekuláris Neurobiológia Intézet, Prof. Dr. P.G.M. Luiten) – immunsejtes idegszöveti invázió Alzheimer kórban és öregkorban és a triptofán oxidáz enzim jelentősége, Béta-amiloid peptidek neurotoxicitása modellkísérletekben
2. A többszörösen telítetlen zsírsavak epigenetikai jelentősége a testsúly szabályozásában és a diéta indukálta elhízás pathomechanizmusában (Groningeni Egyetem, Neuroendokrinológiai Intézet, Prof. Dr. G. van Dijk)
3. Az önkéntes mozgás aktivitás hatása az agyi angiogenézisre és neurogenézisre (Groningeni Egyetem, Molekuláris Neurobiológia Intézet, Dr. P. Meerlo)
4. Az ösztrogének szerepe az agy öregedésében és a neuroprotekcióban (Összindiai Orvosi Tudományos Intézet, Anatómiai Intézet, Új-Delhi, Prof. Dr. R. Mehra)
5. A neuropszichológia szerepe a demencia mozgásprogrammal kivitelezhető megelőzésében; A holland terápiás program implementálása (Klinikai Neuropszichológiai Intézet, Szabad Egyetem, Amsterdam, Prof. Dr. E. Scherder)
6. A krónikus betegségek mozgásprogramjainak implementálása a magyar egészségügyben a Groningeni Egyetem 15 éves tapasztalata alapján (Mozgástudományi Intézet, Groningeni Egyetem, Dr. Y. Kamsma)
7. A vibrációs mozgás hatása a szellemi tevékenységre, a demencia terápiás lehetőségei (Groningeni Egyetem, Molekuláris Neurobiológia Intézet , Prof. Dr. E. van der Zee)

Jelenlegi ipari megbízások

Richter Gedeon Vegyészeti Gyár

A Richter Gedeon Vegyészeti Gyár Nyilvánosan Működő Rt. Farmakológiai Főosztályával évek óta kutatási szerződés keretén belül központi idegrendszerre ható molekulák tesztelése folyik különböző állatkísérletes modelleken. Az állatkísérletes modellek (patkány, gerbil) többféle humán klinikai kórkép jellegzetességeit prezentálják, így például az Alzheimer kór kezdeti szakaszát entorhinális lézió segítségével, a hiperaktivitás és figyelemzavar (ADHD) tulajdonságait neonatális dopamin depléció segítségével, valamint a sztrok különböző fokozatú típusát iszkémiás állatmodellek alkalmazásával. A kísérleti állatmodelleken jól tesztelhetők a különböző hatóanyagok szenzomotoros tevékenység, figyelem- és kognitív funkciókat befolyásoló hatásai.

A Richter Gedeon megbízásából a kísérleteket a Sporttudományi Kutató Intézetben Dr. Felszeghy Klára végzi.

Legjelentősebb befejezett kutatások

• Dr. Ogonovsky Helga (doktori disszertáció | elsőszerzős cikkek: 1 | 2)
• Dr. Toldy Anna (doktori disszertáció | elsőszerzős cikkek: 1 | 2)
• Dr. Savvas Siamilis (doktori disszertáció | elsőszerzős cikk: 1)

Alkalmazott módszerek, technikai háttér, felszereltség

1. Molekuláris Biológiai és Biokémiai Laboratórium

• patkány és humán szöveti minták analízise
• RNS és fehérje izolálási technikák és berendezések

RT-PCR

• fehérjék mennyiségi minőségi analízise Western blot és ELISA technikákkal

• szövetmintákból készített metszetek immunhisztokémiai vizsgálata (együttműködésben a Semmelweis Egyetem Humán Élettani és Klinikai Kísérleti Kutató Intézetével)
• enzimaktivitás mérése mikroplate alapú flouri- és luminométerrel (Thermo Scientific Fluoroskan Ascent Fl

Fluori- és luminométer

2. Agyélettani Kutató Laboratórium

Alkalmazott módszerek, melyekre a kutatási programok épülnek:

• magatartás tudományi módszerek, különös tekintettel a figyelem, tanulás és memória vizsgálatára, az emócionális magatartásra, stressz érzékenységre
• az erőnléti állapot mérése
• úszási tréning és egyensúlyozás
• a vibráció, mint proprioceptiv tréning
• a táplálkozási magatartás mérése
• a zsirdús diéta hatásai és az elhizás
• a szénhidrát és a zsiranyagcsere vizsgálata
• alkohol preferencia, addikció
• hormonvizsgálatok
• neuroanatómiai technikák
• immuncitokémiai módszerek különböző szövetekből (agy, izom)

3. Terhelésélettani Laboratórium

4. Állatház

Patogén-mentes állatház	Gripping test
Szondás táplálás	Egyensúlymérés Rotarod kerékkel
VO2 max. mérés a patkányoknak	VO2 max. mérés a patkányoknak