Ερευνα

Ειδικότερα τρέχοντα και προηγούμενα ερευνητικά πρωτόκολλα

1. Ρύθμιση της καρδιακής λειτουργίας σε μοριακό επίπεδο και ανάλυση των αντίστοιχων βιοχημικών μονοπατιών σε ζωϊκά πρότυπα και ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια

Το ερευνητικό μας πρόγραμμα στην Μοριακή Βιολογία του Καρδιακού Μυ επικεντρώνεται στην διαλεύκανση των πρωτεϊνών που διαχειρίζονται το ασβέστιο ελέγχοντας την καρδιακή λειτουργία υπό φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες. Στα πλαίσια αυτά χρησιμοποιούνται ολοκληρωμένες προσεγγίσεις σε υποκυτταρικό, κυτταρικό, οργανικό αλλά και στο επίπεδο ολόκληρου του ζωντανού οργανισμού.  Ειδικότερα έμφαση δίδεται στην αποκάλυψη της «ενδοεπικοινωνίας» μεταξύ των βλαβών στην ομοιόσταση του ασβεστίου και της καρδιακής αναδιαμόρφωσης, η οποία και αποτελεί την απαρχή της υπερτροφίας και της μετάβασης προς την καρδιακή ανεπάρκεια. Η εφαρμογή Γονιδιωματικής/Πρωτεωμικής/Βιοπληροφορικής σε αυτά τα πειράματα είναι εξαιρετικής σημασίας και ήδη η ερευνητική μας ομάδα έχει καταλήξει σε πολύ σημαντικά νέα ευρήματα χρησιμοποιώντας τέτοιες τεχνολογίες. Παράλληλα οι μελέτες αυτές συμπληρώνονται με πειράματα σε συστήματα κυτταρικών εκχυλισμάτων ώστε να αξιολογηθούν συγκεκριμένα μόρια σαν μελλοντικοί στόχοι γονιδιακής θεραπείας. Η ομάδα μας έχει εξασφαλίσει την συνεργασία με Κλινικούς γιατρούς Καρδιολόγους προκειμένου να ελεγχθούν οι Κλινικές συσχετίσεις των εργαστηριακών ευρημάτων και να εντοπιστούν φυσικοί γενετικοί πολυμορφισμοί και μεταλλάξεις σε μόρια κλειδιά, όπως έχει βρεθεί από τις μελέτες μας σε ζωϊκά πρότυπα, οι οποίοι μπορεί να συνεισφέρουν στην έναρξη ή στη πρόοδο της ανθρώπινης καρδιακής νόσου στον άνθρωπο.




Εικόνα 1: Ανάλυση μεταλλάξεων σε ασθενείς με μυοκαρδιοπάθεια για την ανίχνευση γενετικών
πολυμορφισμών που σχετίζονται με την παθογένεια της νόσου  

2. Διαλεύκανση των ρυθμιστικών μηχανισμών και μονοπατιών που ελέγχουν την ομοιόσταση του ασβεστίου και την συσταλτικότητα των καρδιακών και σκελετικών μυϊκών κυττάρων στα θηλαστικά


Η σύγχρονη ερευνητική μας προσέγγιση άπτεται της χρήσης Μοριακής Γενετικής και διαγονιδιακών προτύπων ποντικού, με αλλαγές στα επίπεδα έκφρασης βασικών ρυθμιστικών πρωτεΐνών του ασβεστίου για να εντοπίσει τη φυσιολογική τους σημασία in vivo. Αυτά τα γενετικά τροποποιημένα ζωϊκά πρότυπα μελετώνται σε Μοριακό, Βιοχημικό και Φυσιολογικό επίπεδο με τη χρήση καινοτόμων τεχνολογιών. Οι μελέτες εντοπίζονται κυρίως στο χώρο του σαρκοπλασματικού δικτύου (ΣΔ), του ενδοκυτταρικού μεμβρανικού συστήματος των μυών που λειτουργεί σαν μια πηγή ασβεστίων κατά την συστολή και σαν καταβόθρα ιόντων ασβεστίου κατά την διάρκεια της διαστολής. Τα αποτελέσματα των βασικών μοριακών πειραμάτων επεκτείνονται στην Κλινική πράξη και τα επίπεδα έκφρασης ή δραστικότητας των σαρκοπλασματικών πρωτεϊνών  που διαχειρίζονται το ασβέστιο στην καρδιακή ανεπάρκεια συσχετίζονται με αυτά της κατεσταλμένης καρδιακής λειτουργίας στα ζώα. Σκοπός είναι η σε βάθος κατανόηση του ρόλου του σαρκοπλασματικού δικτύου και των μηχανισμών διαχείρισης ασβεστίου στην ρύθμιση της μυϊκής λειτουργίας υπό φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες.

Εικόνα 2: Η ρύθμιση της ομοιόστασης των ιόντων ασβεστίου επιτυγχάνεται μέσω της λειτουργίας μιας ομάδας πρωτεϊνών κλειδιά του Σαρκοπλασματικού Δικτύου (SR) που επηρεάζουν την μυϊκή συσταλτικότητα και την καρδιακή λειτουργία.



3. Μοριακή ταυτοποίηση και λειτουργικός χαρακτηρισμός των ενδομεμβρανικών συστημάτων και δομικών συστατικών του σκελετικού και καρδιακού μυός

Η κατανόηση του τρόπου ανάπτυξης των γραμμωτών μυοκυττάρων είναι βασική για την κατανόηση της  διατήρησης των δομών και της λειτουργίας τους κατά τους επαναλαμβανόμενους κύκλους συστολής διαστολής.  Επιπλέον στο εξελισσόμενο πεδίο έρευνας της οργάνωσης του μυϊκού κυτταροσκελετού αποτελεί ένα χώρο έντονης επιστημονικής δραστηριότητας. Η διαλεύκανση των θεμελιωδών βιολογικών και παθοφυσιολογικών λειτουργιών του μυϊκού κυτταροσκελετού αναμένεται να βοηθήσει σημαντικά την κατανόηση των αιτιολογιών που υπόκεινται των μυϊκών δυστροφιών και καρδιακών νόσων. Τελικά αυτό θα οδηγήσει στην ανάπτυξη πρωτοποριακών θεραπευτικών στρατηγικών ως νέων οδών αντιμετώπισης αυτών των νόσων.

Εικόνα 3: Υποκυτταρικός εντοπισμός της MLP με ανοσοφθορισμό τομών σκελετικού μυ.

4. Διαλεύκανση των διαταραχών μοριακών μηχανισμών στις καρδιακές και σκελετικές μυοπάθειες

Σκοπός είναι η αποκάλυψη των μοριακών μονοπατιών που ενέχονται στις μυοπάθειες και μυοκαρδιοπάθειες προκειμένου να βελτιωθεί η σταδιοποίηση των νόσων, η διάγνωση και η θεραπεία τους. Το ενδιαφέρον εντοπίζεται στο χαρακτηρισμό των τρόπων διαταραχής ενός μοριακού μονοπατιού και το πώς αυτό εξελίσσεται σε σκελετική ή καρδιακή μυοπάθεια σε σύγκριση με τον υγιή ιστό. Τα όσα μάθουμε θα καταδείξουν μοριακούς μηχανισμούς υψηλής θεραπευτικής αξίας. Εργαλεία κλειδιά σε αυτή τη μελέτη αποτελούν η ολική γονιδιακή έκφραση σε συνδυασμό με εκτεταμένη βιοληροφορική ανάλυση της πρωτεωμικής και μοριακής λειτουργίας. Το υλικό που χρησιμοποιείται περιλαμβάνει ζωϊκά πρότυπα αλλά και ανθρώπινα δείγματα.


Συνεργασίες

Το εργαστήριό μας βρίσκεται σε άμεση συνεργασία με εργαστήρια της Ευρώπης, Αμερικής και Αυστραλίας παρέχοντας επιπρόσθετες επιστημονικές προσεγγίσεις στα ερευνητικά του πρωτόκολλα.




Εργαστηριακός Εξοπλισμός
Μικροσυστοιχίες - για την ανάλυση συνολικής γονιδιωματικής έκφρασης

Σύστημα Langendorff - για ex vivo μελέτη καρδιακής φυσιολογίας

Σύστημα PTI (Photon Technology international) - για ενδοκυτταρικές μελέτες των αλλαγών συγκέντρωσης ιόντων