Miniprojektid
Please click here for this page in English.
Miniprojektid Islandi Ülikoolis, Tartu Ülikooli tudengitele
Dr Þór Eysteinsson
Meditsiiniteaduste valdkond, terviseteaduste instituut, Islandi Ülikool
1.-4. teema: Kabuki sündroom on autosomaalne dominantne häire, mis tuleneb heterosügootsest, üldjuhul de novo tekkinud inaktiveerivast mutatsioonist KMT2D-s. See geen kodeerib lüsiinispetsiifilist histooni metüültransferaasi (KMT2D), mis katalüüsib H3K4 metüülimist. Kabuki sündroomiga 1 (KS1) põdevatel inimestel ilmneb sünnijärgselt kasvupeetus, vaimupuue ja kuulmispuudulikkus ning iseloomulik näo profiil (Wang jt 2018). Lisaks täheldatakse kõrvalekaldeid silmades (Chen jt 2014; Kim, Kim ja Hwang 2011) ning kuna Kabuki sündroomiga patsientidel esineb sageli kuulmiskahjustus, siis on mõjutatud ka kõne ja keele areng (Morgan jt 2015).
1. Võrkkesta ja nägemisfunktsiooni elektrofüsioloogiline hindamine Kabuki sündroomi hiiremudelitel koos elektroretinogrammi (ERG) ja visuaalse tekitatud potentsiaali (VEP) salvestustega.
Tudengi ülesandeks on mõõta skotoopilisi ja fotoopilisi ERG vastuseid ning VEP-i Kabuki sündroomi hiiremudelis.
2. Kuulmisfunktsiooni käitumuslik ja funktsionaalne uurimine Kabuki sündroomi hiiremudelis.
Tudengi ülesandeks on uurida Kabuki sündroomi hiiremudelil nende loomade kuulmisfunktsioone kasutades auditoorseid ajutüve signaale ja viies läbi käitumiskatseid.
3. Silmapõhjafotograafia, võrkkesta veresoonte fluorestsentsangiograafia ja võrkkesta kihtide ja paksuse ning nägemisnärvi terviklikkuse uurimine optilise koherentsuse tomograafia (OCT) abil Kabuki sündroomi hiiremudelis.
Tudengi ülesandeks on üles võtta Kabuki sündroomi hiiremudeli võrkkesta kujutis ja OCT-pilt, ning hinnata kõiki asjakohaseid parameetreid: võrkkesta paksust, optilise ketta anatoomiat, silmapõhja pigmentatsiooni ja võrkkesta veresoonkonna struktuuri.
4. Kabuki sündroomi hiiremudelil silma struktuuride võrkkesta ja võrkkesta pigmendi epiteeli (RPE) struktuurimuutuste hindamine.
Tudengi ülesandeks on prepareerides silma võrkkesta ja RPEd, määrata nendes struktuurides autofluorestsentsi, kui lipofüsiini akumuleerimise markerit, kasutades uurimiseks konfokaalmikroskoopiat; samuti kasutades markereid nagu phalloidin ja Z-oklüdiin, uurida RPE terviklikkust.
5. teema: Wolframi sündroom on haruldane autosomaalne retsessiivne haigus, mis on põhjustatud peamiselt Woframin (WFS1) geeni mutatsioonidest. Patsientidel kujuneb väga varajane optiline atroofia ja diabeet ning kahjuks on haiguse prognoos halb (Urano 2016). Nendel haigetel on täheldatud võrkkesta närvikiudude kihi (RNFL) hõrenemist ning samuti on elektroretinogrammis (ERG) ja visuaalselt potentsiaali (VEP) hindamise tulemustes leitud muutusi, mis selgitavad nägemisteravuse ja nägemisfunktsiooni langust, kuigi täpne põhjus on endiselt ebaselge (Scaramuzzi jt 2019; Soares jt 2019).
5. Võrkkesta ja võrkkesta pigmendi epiteeli (RPE) struktuurimuutuste hindamine Wolframini sündroomi hiiremudelil.
Tudengi ülesandeks on prepareerides silma võrkkesta ja RPEd, määrata nendes struktuurides autofluorestsentsi, kui lipofüsiini akumuleerimise markerit, kasutades uurimiseks konfokaalmikroskoopiat; samuti kasutades markereid nagu phalloidin ja Z-oklüdiin, uurida RPE terviklikkust.
Miniprojektid Tartu Ülikoolis, Islandi Ülikooli tudengitele
Dr Miriam A Hickey, Dr. Monika Jürgenson
Farmakoloogia osakond, bio- ja siirdemeditsiini instituut, meditsiiniteaduste valdkond, Tartu Ülikool
6.-7. teema: Teatavasti fluorestsentsi saamiseks neelab molekul energiat (näiteks valgust), seejärel jõuab ta ergastatud olekusse ning eraldab seejärel footoni (fluorestsentsi) naastes sellega põhiseisundisse. Elus koed sisaldavad samuti molekule, mis eraldavad fluorestsentsi (Croce ja Bottiroli 2014). Mõned neist fluorofooridest (fluorestsentsmolekulisest) on olulised mitokondrite heaolule, kusjuures neid saab tuvastada nende fluorestsentsi eluea põhjal. See on aeg, mille fluorofoor veedab ergastatud olekus enne footoni väljastamist ja põhiasendisse naasmist. Kasutades ainulaadset in vivo fluorestsentsi kestvat salvestamist, saame uurida mitokondriaalset seisundit erinevates neurodegeneratiivsete haiguste hiiremudelites.
6. Endogeensete fluorofooride optiline in vivo kuvamine kasutades Wolframi sündroomi hiiremudelit.
Tudengi ülesandeks on uurida kasutades Wolframi sündroomi hiiremudelit, kas nendel loomadel on ajus muutunud endogeensed fluorofoorid kuna varasemalt on nädatud nendel loomadel selget mitokondriaalset kahjustust (Cagalinec jt, 2016).
7. Endogeensete fluorofooride optiline in vivo kuvamine Alzheimeri tõve hiiremudelis.
Tudengi ülesandeks on kasutades Alzheimeri tõve hiiremudelit uurida, kas nendel loomadel on muutunud ajus endogeensete fluorofooride fluorestsentsi intensiivsus ja fluorestsentsi eluiga, kuna nendel loomadel on näidatud kahjustatud mitokondrite funktsiooni (Kerr jt, 2017).
8.-10. teema: Sensoorne neuropaatia on Parkinsoni tõve (PT) korral väga levinud (Terkelsen jt 2017), kuid selle aluseks olev patofüsioloogia on tänaseni ebaselge. Nii on meie töögrupp varem näidanud, et PT korral on kahjustatud mitokondrite funktsioon ja ringlusse võtmine (Choubey jt 2011), samas on PT-ga seostuvat sensoorsete neuronite mitokondrite funktsiooni vähe uuritud. Selgime ka kaltsiumi signalisatsiooni primaarsetes sensoorsetes neuronites, mis on erutuvuse ja neuronaalse aktiivsuse väga tundlik marker (Grienberger ja Konnerth 2012). Sensoorne neuropaatia võib tuleneda ühtlasi ka sensoorsete kiudude terminalide degeneratsioonist, samas võib seda põhjustada hoopis suurenenud erutuvus (Terkelsen jt 2017), seega uurime ka arenevate sensoorsete neuronite morfoloogiat.
8. Kaltsiumi signalisatsiooni uurimine Parkinsoni tõve (PT) sensoorse neuronaalse rakukultuuri mudelis
Tudengi ülesandeks on valmistada ette PT sensoorne neuronaalne rakukultuur ning uurida kaltsiumi signalisatsiooni rakukultuuri neuronites võrreldes nende aktiivsust kontrollneuronite suhtes.
9. Mitokondrite dünaamika (mitofaagia, liitumist ja lõhustumine) Parkinsoni tõve (PT) sensoorse neuronaalse rakukultuuri mudelis.
Tudengi ülesandeks on valmistada ette PT sensoorne neuronaalne rakukultuur ning uurida nendes neuronites mitokondrite autofaagiat, liitumist ja jagunemist ning võrrelda neid kontrollneuronite suhtes.
10. Dorsaalsete juureganglionide morfoloogiline analüüs Parkinsoni tõve mudelitena.
Tudengi ülesandeks on uurida Parkinsoni tõbe modelleerivate neuronite morfoloogiat aja jooksul, võrreldes kontrollneuronitega.
11.-14. teema: Alzheimeri tõbi (AT) on progresseeruv neurodegeneratiivne haigus vanemaealistel inimestel, kusjuures olemasolevad piiratud ravivõimalused on ainult sümptomaatilised ning ei paku lahendusi haiguse oluliseks progresseerumise aeglustamiseks või peatamiseks. Võttes arvesse, et üldjuhul esineb haiguse diagnoosimise ajal juba ulatuslik patoloogia, on võimalikult varane diagnoosimine võimalikult varases haigusstaadiumis ravi rakendamise jaoks ülioluline. Avalduvad nägemishäired on üks Alzheimeri tõve varased markerid (Kirby, Bandelow ja Hogervorst 2010) ning on leitud, et võrkkestas võib leida tõendeid degeneratsiooni kohta (Hart jt 2016), mistõttu on üheks eesmärgiks uurida nägemisfunktsiooni AT hiiremudelil. Olulisel kohal on ka parem ja efektiivsem ravi mis võimaldaks mõjutaks toimuvat neurodegeneratsiooni. Sel eesmärgil saavad tudengid osaleda käimasolevas prekiinilises uuringus kus on kasutusel transgeenne AT hiiremudel. Juba varasemalt näitasime Alzheimeri tõve hiiremudelis et nendel loomadel esineb kognitiivseid puudujääke (Enevoldsen jt 2012; Jürgenson, Aonurm-Helm ja Zharkovsky 2012) ja kasutades neid metoodikaid püüame hinnata uute ravimeetodite efektiivsust. Samuti hindame kuidas ja kas meie ravi mõjutab ööpäevast rütmi, kuna Alzheimeri tõvega patsientidel esinevad une-ärkveloleku tsüklihäired, mis mängivad rolli selle haiguse progresseerumises (Saeed ja Abbott 2017). Lisakson täheldatud AT-patsientidel difusioontensoriga kuvamisel (DTI) mitmeid puudujääke (Kantarci jt 2017) – sel moel saab visualiseerida neuroneid ja närvikiude.
11. Alzheimeri tõve (AT) hiiremudeli visuaalse funktsiooni hindamine.
Tudengi ülesandeks on uurida AT hiirtel nägemisteravust kasutades uudset ülitundlikku automatiseeritud katseseadet (OptoMotry).
12. Alzheimeri tõve (AT) hiiremudeli käitumuslik (kognitiivne) analüüs.
Tudengi ülesandeks on võtta osa käimasolevast prekliinilisest uuringust, et hinnata ravijärgselt Alzheimeri tõve hiiremudelil kognitiivse funktsiooni muutuseid.
13. Kasutades Alzheimeri tõve (AT) hiiremudelit viia läbi nende loomade ööpäevase rütmi üksikasjalik analüüs.
Tudengi ülesandeks on on võtta osa käimasolevast prekliinilisest uuringust, et et hinnata ravijärgselt Alzheimeri tõve hiiremudelil ööpäevarütmi muutuste üksikasjalik analüüs.
14. Difusioontensorpildistamine (DTI) Alzheimeri tõve (AT) hiiremudelil.
Tudengi ülesandeks on uurida aju närvikiudude terviklikkust haiguse varase progresseerumise ajal kasutades Alzheimeri tõve (AT) hiiremudelit.
NB! On selge, et teadus muutub kiiresti, seega võivad ka miniprojektide teemad aja jooksul pisut muutuda kuna pidevalt lisandub uusi teadmisi!
- Cagalinec, Michal et al. 2016. “Role of Mitochondrial Dynamics in Neuronal Development: Mechanism for Wolfram Syndrome” ed. Craig Blackstone. PLOS Biology 14(7): e1002511. https://dx.plos.org/10.1371/journal.pbio.1002511.
- Chen, Yi-Hsing et al. 2014. “Rare Ocular Features in a Case of Kabuki Syndrome (Niikawa-Kuroki Syndrome).” BMC Ophthalmology 14(1): 143. http://bmcophthalmol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2415-14-143.
- Choubey, Vinay et al. 2011. “Mutant A53T α-Synuclein Induces Neuronal Death by Increasing Mitochondrial Autophagy.” Journal of Biological Chemistry 286(12): 10814–24. http://www.jbc.org/lookup/doi/10.1074/jbc.M110.132514.
- Croce, A.C., and G. Bottiroli. 2014. “Autofluorescence Spectroscopy and Imaging: A Tool for Biomedical Research and Diagnosis.” European Journal of Histochemistry 58(4). http://ejh.it/index.php/ejh/article/view/2461.
- Enevoldsen, Maj N. et al. 2012. “Neuroprotective and Memory Enhancing Properties of a Dual Agonist of the FGF Receptor and NCAM.” Neurobiology of Disease 48(3): 533–45. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0969996112002641.
- Grienberger, Christine, and Arthur Konnerth. 2012. “Imaging Calcium in Neurons.” Neuron 73(5): 862–85. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0896627312001729.
- Hart, Nadav J., Yosef Koronyo, Keith L. Black, and Maya Koronyo-Hamaoui. 2016. “Ocular Indicators of Alzheimer’s: Exploring Disease in the Retina.” Acta Neuropathologica 132(6): 767–87. http://link.springer.com/10.1007/s00401-016-1613-6.
- Jürgenson, Monika, Anu Aonurm-Helm, and Alexander Zharkovsky. 2012. “Partial Reduction in Neural Cell Adhesion Molecule (NCAM) in Heterozygous Mice Induces Depression-Related Behaviour without Cognitive Impairment.” Brain Research 1447: 106–18. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S000689931200159X.
- Kantarci, Kejal et al. 2017. “White-Matter Integrity on DTI and the Pathologic Staging of Alzheimer’s Disease.” Neurobiology of Aging 56: 172–79. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0197458017301525.
- Kerr, Jesse S. et al. 2017. “Mitophagy and Alzheimer’s Disease: Cellular and Molecular Mechanisms.” Trends in Neurosciences 40(3): 151–66. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S016622361730005X.
- Kim, Nam Gil, Hyon J. Kim, and Jeong-Min Hwang. 2011. “Strabismus and Poor Stereoacuity Associated with Kabuki Syndrome.” Korean Journal of Ophthalmology 25(2): 136. https://synapse.koreamed.org/DOIx.php?id=10.3341/kjo.2011.25.2.136.
- Kirby, Elizabeth, Stephan Bandelow, and Eef Hogervorst. 2010. “Visual Impairment in Alzheimer’s Disease: A Critical Review.” Journal of Alzheimer’s Disease 21(1): 15–34. http://www.medra.org/servlet/aliasResolver?alias=iospress&doi=10.3233/JA....
- Morgan, Angela T. et al. 2015. “Speech and Language in a Genotyped Cohort of Individuals with Kabuki Syndrome.” American Journal of Medical Genetics Part A 167(7): 1483–92. http://doi.wiley.com/10.1002/ajmg.a.37026.
- Saeed, Yumna, and Sabra M . Abbott. 2017. “Circadian Disruption Associated with Alzheimer’s Disease.” Current Neurology and Neuroscience Reports 17(4): 29. http://link.springer.com/10.1007/s11910-017-0745-y.
- Scaramuzzi, Matteo et al. 2019. “Evidence of Retinal Degeneration in Wolfram Syndrome.” Ophthalmic Genetics 40(1): 34–38. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/13816810.2018.1551494.
- Soares, Andreia et al. 2019. “Ophthalmologic Manifestations of Wolfram Syndrome: Report of 14 Cases.” Ophthalmologica 241(2): 116–19. https://www.karger.com/Article/FullText/490535.
- Terkelsen, Astrid J et al. 2017. “The Diagnostic Challenge of Small Fibre Neuropathy: Clinical Presentations, Evaluations, and Causes.” The Lancet Neurology 16(11): 934–44. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1474442217303290.
- Urano, Fumihiko. 2016. “Wolfram Syndrome: Diagnosis, Management, and Treatment.” Current diabetes reports 16(1): 6.
- Wang, Jun et al. 2018. “Downregulation of Adult and Neonatal Nav1.5 in the Dorsal Root Ganglia and Axon of Peripheral Sensory Neurons of Rats with Spared Nerve Injury.” International Journal of Molecular Medicine. http://www.spandidos-publications.com/10.3892/ijmm.2018.3446.
