Молекулярні механізми Covid-19 та гострого респіраторного дистрес синдрому

Пандемія Covid-19 надихнула сотні науковців світу на пошук нових методів профілактики та лікування цього вірусного захворювання. Основна причина смертності була встановлена дуже швидко - це гострий респіраторний дистрес синдром. Отже, щоб врятувати людину, потрібно зрозуміти механізми саме цього синдрому! І, як нам здається, ми на правильному шляху, досліджуючи нейтрофільні позаклітинні пастки! Це один з механізмів фагоцитозу, що полягає у викиданні ДНК у позаклітинний простір, а ключовим ферментов в цьому процесі є протеїнкіназа С бета, активність якої ми вже вміємо блокувати, але попереду ще багато роботи.
Відповідальний – Віктор Досенко

Клітинні та молекулярні механізми обробки сенсорної інформації нейронами спинного мозку

Нейрони пластинки I (Agashkov et al., 2019) та пластинки X (Krotov et al., 2022) спинного мозку відповідають за обробку соматосенсорної та вісцеральної інформації відповідно. Вони отримують периферичні входи, обробляють їх і передають до супраспінальних центрів, що формують відчуття болю. Хоча реакції нейронів спинного мозку на аферентну стимуляцію вивчалися ретельно, механізми декодування цих сигналів та їх зміни за рахунок активації локальних мереж та низхідних шляхів є майже невивченими. В наших дослідженнях ми використовуємо ex-vivo препарат спинного мозку для електрофізіологічних, оптичних та генетичних досліджень синаптичних і клітинних механізмів, що визначають специфічні характеристики обробки сенсорної та больової інформації цими нейронами.
Відповідальний – Нана Войтенко

Молекулярна фармакологія TRP каналів

Катіонні кальцій-проникні канали транзієнтного рецепторного потенціалу (TRP), дослідження яких було відзначене Нобелівською премією у 2021 році, є полімодальними сенсорами, які експресовані у більшості клітин організму та виконують різноманітні важливі фізіологічні функції. Серед великого різноманіття TRP каналів, наш науковий інтерес зосереджено на ролі TRPC4 в регуляції скорочення гладеньких м’язів тонкого кишечнику (Tsvilovskyy, et al, 2009), а також TRPV4 і TRPM8 у регуляції тонусу судин (Dryn, et al, 2016; Melanaphy, et al, 2016). Ці іонні канали виступають перспективними молекулярними мішенями для корекції розладів моторики кишечника  та тонусу судин і створення потенційних та ефективних лікарських препаратів. Важливим є також з’ясування ролі цих каналів у виникненні шлунково-кишкових та судинних побічних ефектів від широко вживаних анестетиків і анальгетиків (Dryn, et al, 2018; Melnyk, et al, 2020). Наші експерименти виконуються на свіжоізольованих гладеньком’язових клітинах з використанням методик петч-клемп і кальційметрія та на м’язових препаратах методикою тензометрії.
Відповідальний – Павло Білан, Дар'я Дринь, Марія Мельник

Дослідження наслідків травматичного ушкодження головного мозку

Легка форма травматичного ушкодження головного мозку набуває розмірів пандемії, особливо в умовах війни. На жаль, наслідки легкої травми можуть призводити до розвитку тяжких нейродегенеративних захворювань. Розуміння патологічних процесів, що розвиваються у мозку після легкого травматичного ушкодження, необхідно для пошуку нових шляхів як ранньої діагностики так і блокування нейропатологічних змін, що сприяють виникненню нейродегенеративних захворювань. Дослідження цих процесів і є предметом нашої уваги (Zabenko, 2016).
Відповідальний – Тетяна Півнева

Сигналізація нейронних кальцієвих сенсорних (NCS) білків

Подібні за структурою NCS білки, нейрокальцин δ (NCALD) і гіпокальцин (HPCA), контролюють багато важливих процесів, що включають повільну післягіперполяризацію (sAHP) і довготривалу депресію (LTD). Як sAHP, що налаштовує нейронну активність, так і LTD, що регулює синаптичну передачу між нейронами, ймовірно, контролюються кальцій-залежною транслокацією (переміщенням) молекул HPCA та NCALD з цитозолю до плазматичної мембрани (Dovgan et al., 2010, Sheremet et al., 2020). Порушення цих переміщень лежить також в основі розвитку нейродегенеративних захворювань (Osypenko et al., 2019). Ca2+-залежна сигналізація цих білків, що регулює функціонування нейронів, і є важливим напрямком наших досліджень.
Відповідальний – Павло Білан

Роль довгих некодуючих РНК в патогенезі посттравматичного стресового розладу

PTSD, posttraumatic stress disorder, є відносно новою нозологічною одиницею, виникає найчастіше під час війни, від нього вже страждають тисячі українців, а що саме відбувається при цьому в мозку, досі невідомо. Тому і ефективність лікування цього психічного захворювання є низькою. Ми акцентували свої дослідження цього синдрому на довгих некодуючих РНК - надважливих внутрішньоклітинних регуляторах усіх клітинних процесів і тестуємо гіпотезу, що саме зміни експресії цих молекул є ключовими у розвитку PTSD.
Відповідальний – Віктор Досенко

Механізми розвитку хронічного болю

Біль — неприємне відчуття, якого ми прагнемо уникати. У той же час, він має важливу захисну функцію, обмежуючи використання ушкодженого органу. Та інколи цей механізм дає збій, а біль стає хронічним, суттєво заважаючи нормальній життєдіяльності. Молекулярні та клітинні механізми, що лежать в основі розвитку цього явища на рівні функціонування периферичних сенсорних нейронів, досі недостатньо досліджені і є предметом нашої уваги (Duzhyy et al., 2021).
Відповідальний – Павло Білан

Розробка комп'ютерних алгоритмів оптимізації сенолітичної терапії

Сенолітики - це новий клас препаратів для подовження життя та уповільнення старіння. Їхня мішень - зістарені клітини (senescent cells). Нічого про це не чули? Це нормально, бо напрямок дуже новий, питань значно більше, ніж відповідей! Нові сенолітики описуються та створюються щомісяця, їх буде багато, а ось постає питання: кому який призначити? Люди ж різні! Індивідуалізацією сенолітичної терапії ми почали займатися вперше в світі і розробляємо комп'ютерну програму, що за алгоритмами штучного інтелекту буде допомагати лікарю правильно призначити лікування.
Відповідальний – Віктор Досенко, Дмитро Строй

Розробка новітніх методів тканинної інженерії

Травма периферичних нервів (ТПН) становить значну медико-соціальну проблему, оскільки характеризується тривалим порушенням функції кінцівки і високим рівнем інвалідизації. Лікування ТПН становить серйозну проблему в реконструктивній хірургії та регенеративній медицині. Метою наших досліджень є визначення ефективності нових типів імплантів для регенерації сідничного нерву при лікуванні ТПН. Ми реалізуємо стратегію біоміметичної нервової інженерії для підготовки тривимірних орієнтованих функціоналізованих імплантів для рекапітуляції архітектури та біологічної функції сідничного нерву щура. В результаті виконання проекту ми очікуємо отримати новітню технологію лікування ТПН, перевірену на рівні доклінічного дослідження.
Відповідальний – Нана Войтенко

Розробка новітніх оптичних та оптогенетичних методів

В цьому проєкті ми розробляємо нові підходи до дослідження нативних препаратів спинного мозку (ex vivo та in situ). Сучасні дослідження потребують методів одночасної роботи зі зразками довільної товщини (бокове освітлення інфрачервоним світлом (Szucs et al., 2009, Krotov et al., 2017, Agashkov et al., 2019), оптичної стимуляції різних типів первинних аферентів та низхідних волокон в генетично модифікованих тваринах, та одночасної реєстрації активності великої кількості нейронів спинного мозку під час обробки вхідних сенсорних сигналів. Ці методи не є комерційно доступними і потребують кропіткої біоінженерної роботи для їх розвитку і впровадження.
Відповідальний – Павло Білан