Sinapsių ir dendritų disfunkcija Alzheimerio ligos metu: skaitmeninio ir eksperimentinio neuromokslų perspektyvos siekiant suprasti neurodegeneracinių procesų dinamiką

Alzheimerio liga yra negrįžtamas neurodegeneracinis sutrikimas, pasireiškiantis progresuojančiu atminties funkcijų praradimu bei kognityvinių funkcijų silpnėjimu, vedančiu prie pažintinių bei elgsenos pokyčių, sutrikdančių kasdienę žmogaus veiklą ir socialinį elgesį. Alzheimerio liga yra labiausiai paplitusi demencijos forma, kurios atsiradimo rizika didėja žmogui senstant. Žinoma, kad šia liga serga daugiau kaip 46 milijonai žmonių visame pasaulyje, ir prognozuojama, jog iki 2050 metų sergančiųjų skaičius išaugs net tris kartus. Alzheimerio liga vystosi ilgą laiką iki jos klinikinio pasireiškimo, o prieš pasireiškiant pirmiesiems klinikiniams simptomams jau stebimi ryškūs bei palaipsniui progresuojantys hipokampo ir entoralinės žievės pokyčiai. Vienas iš pagrindinių neuropatologinių Alzheimerio ligą sukeliančių veiksnių – amiloidinės plokštelės. Amiloido baltymo pirmtako skilimo metu susidarę ir užląstelinėje erdvėje atpalaiduoti beta-amiloido peptidų  kaupimasis ir formuoja amiloidines plokšteles, kurios lemia progresuojančią dendritų atrofiją, sinapsių praradimą ir neuronų žūtį. Stipriai sutrinka ir cholinerginė neuromoduliacija, būtina atminties formavimui ir mokymuisi. Nepaisant spartaus Alzheimerio liga sergančių pacientų skaičiaus augimo, iki šiol nėra atrasta veiksmingų ligos gydymo ar progresiją stabdančių priemonių. Naujų tarpdisciplininių metodų paieška yra vienas iš pagrindinių prioritetų šiai ligai suprasti ir gydyti.

Teorinis/skaitmeninis neuromokslas yra galingas šiuolaikinis įrankis, leidžiantis integruoti turimas neuromokslų žinias molekuliniame, ląsteliniame, sistemos lygmenyse bei gebantis suteikti įžvalgų apie smegenų ligų dinaminius pokyčius ir veikimo mechanizmus. Skaitmeninio modeliavimo metodai bus taikomi sudėtingai sinapsių disfunkcijos bei dendritų atrofijos, atsirandančių dėl beta-amiloidinių peptidų kaupimosi, ir sutrikusios cholinerginės neuromoduliacijos dinaminei sąveikai analizuoti Alzheimerio ligos metu. Skaitmeninio modeliavimo metodo integracija kartu su naujai sukurtais in vitro metodais smegenų ląstelių sąveikai analizuoti pasiūlys galingą priemonę neurodegeneracinių sutrikimų mechanizmams tirti.

1.Moksliniai tyrimai (teorinis/skaitmeninis Alzheimerio ligos modeliavimas), Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Neuromokslų institutas, Kaunas, Lietuva.

2. Moksliniai tyrimai (teorinis/skaitmeninis Alzheimerio ligos modeliavimas), Justus-Liebig universitetas, Medicinos fakultetas, Gysenas, Vokietija.

3. Du moksliniai vizitai:

Vokietijos mokslininkų vizitas į Lietuvos sveikatos mokslų universitetą, Neuromokslų institutą (Kaunas, Lietuva) 2018 m. rugsėjo mėn. 19-22 d. ir Lietuvos mokslininkų vizitas į Justus-Liebig universitetą, Medicinos fakultetą (Gysenas, Vokietija) 2018 m. spalio 16-19 d.

4. Tarpdisciplininis mokslinis seminaras “Understanding the dynamics of neurodegenerative diseases: integrating computational and experimental neuroscience”, (“Neurodegeneracinių procesų dinamika: skaitmeninio ir eksperimentinio neuromokslų integracija”) Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Neuromokslų institutas, Kaunas, Lietuva, 2018 m. rugsėjo 20 d.

5. Kviestinė paskaita “Learning deficits induced by synaptic and dendritic dysfunction in Alzheimer’s disease” (“Mokymosi sutrikimai, sukelti sinapsių ir dendritų disfunkcijos Alzheimerio ligos metu”), Justus-Liebig universitetas, Gysenas, Vokietija, 2018 m. spalio 17 d.

6. Projekto veiklos bus pristatytos Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Neuromokslų instituto internetiniuose puslapiuose

http://www.lsmuni.lt/lt/struktura/medicinos-akademija/neuromokslu-institutas/neuromokslu-instituto-veikla/

http://www.lsmuni.lt/en/structure/medical-academy-/neuroscience-institute/

pabrėžiant teorinio/skaitmeninio neuromokslo ir eksperimentinio neuromokslo integravimo svarbą neurodegeneracinių ligų mechanizmams suprasti; taip pat akcentuojant Lietuvos ir Vokietijos mokslinio bendardarbiavimo poreikį ir naudą.

Tiesioginiai projekto dalyviai:

1. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Neuromokslų instituto mokslininkai (17).
2. Justus-Liebig universiteto Medicinos fakulteto (Gysenas, Vokietija) mokslinikai (5).

Netiesioginiai projekto dalyviai:

1. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto studentai ir darbuotojai (daugiau kaip 300).
2. Justus-Liebig universiteto (Gysenas, Vokietija) studentai ir darbuotojai (daugiau kaip 500).