Gyulladásos folyamatok idegrendszeri betegségekben

A kutatási program a komplex gyulladásos folyamatok szerepének megértését célozza a gyakori idegrendszeri betegségekben, mint a stroke, az Alzheimer-kór, az epilepszia, a fejlődésneurológiai kórképek, vagy a vaszkuláris demencia. A kutatások egyik fókusza a központi idegrendszer fő immunsejtje, a mikroglia, amely az idegrendszeri betegségek során nagymértékű fenotípus változáson megy keresztül és megváltozott működése igazoltan befolyásolja az idegrendszeri kórfolyamatok kimenetelét. Vizsgáljuk, milyen módon játszanak szerepet a különféle fertőzéseket, metabolikus elváltozásokat és betegségeket kísérő szisztémás és centrális gyulladásos folyamatok az idegsejtek és az agyi erek állapotának megváltozásában és hogyan változnak meg a mikroglia sejtek, kapcsolataik, mediátoraik és funkciójuk az idegrendszeri betegségek állatmodelljeiben (fejlődésneurológiai kórképek, stroke, agyi trauma, krónikus agyi gyulladás, neurodegeneráció, neuronális hiperaktivitás, epilepszia, stb), illetve milyen centrális változások tapasztalhatók szisztémás gyulladásos állapotok során. Szelektív mikroglia manipulációs módszerek (kemogenetikus, optogenetikus manipuláció, transzgénikus modellek, stb), molekuláris anatómiai technikák (konfokális, szuperrezolúciós- és elektronmikroszkópiás vizsgálatok), komplex képalkotó módszerek (laser speckle contrast imaging, in vivo két foton mikroszkópia, funkcionális ultrahang, stb), ex vivo módszerek (gliális és neuronális kultúrák, akut- vagy organotipikus szeletek, bioszenzorok, ex vivo time lapse imaging, áramlási citofluorimetria, stb), és transzkriptomikai, proteomikai, lipidomikai módszerek segítségével feltárjuk, hogyan változnak meg különböző betegségállapotokban azok a kompartment-specifikus mechanizmusok, amelyek révén a mikroglia szabályozza a neuronális és vaszkuláris folyamatokat, és e kapcsolatok változásai milyen módon működnek közre idegrendszeri betegségek kialakulásában. Építve a közelmúltban publikált kutatásainkra, amelyek a gyulladásos- és mikroglia-mediálta folyamatok komplex hatásait igazolták az idegrendszeri betegségek patofiziológiájában (Szalay et al., Nature Communications 2016, Cserép et al. Science 2020, Császár et al., J Exp Med 2022, Tóth et al., PLOS Biology 2022, Fekete et al., Acta Neuropathologica 2018, Helyes et al. PNAS 2019, etc), egy új, komplex molekuláris anatómiai és biokémiai módszertant alakítottunk ki a humán agyszövetek nagy felbontású vizsgálatára is. Ennek során vizsgáljuk a stroke, a vaszkuláris demencia, az Alzheimer kór, az epilepszia, az öregedés és COVID-19 során bekövetkező gyulladásos és mikrogliális változásokat a humán agyban, és összefüggéseiket a keringésben és perifériás szervekben zajló gyulladásos változásokkal annak érdekében, hogy új biomarkereket, diagnosztikai módszereket, terápiás célpontokat azonosíthassunk az idegrendszeri betegségek hatékonyabb terápiájának érdekében.

Válogatott közleményeink a témában:

Császár, E., Lénárt, N., Cserép, C., Környei, Z., Fekete, R., Pósfai, B., Balázsfi, D., Hangya, B., Schwarcz, A.D., Szabadits, E., et al. (2022). Microglia modulate blood flow, neurovascular coupling, and hypoperfusion via purinergic actions. J. Exp. Med. 219.

Cserép, C., Pósfai, B., Lénárt, N., Fekete, R., László, Z.I., Lele, Z., Orsolits, B., Molnár, G., Heindl, S., Schwarcz, A.D., et al. (2020). Microglia monitor and protect neuronal function through specialized somatic purinergic junctions. Science (80-. ). 367.

Fekete, R., Cserép, C., Lénárt, N., Tóth, K., Orsolits, B., Martinecz, B., Méhes, E., Szabó, B., Németh, V., Gönci, B., et al. (2018). Microglia control the spread of neurotropic virus infection via P2Y12 signalling and recruit monocytes through P2Y12-independent mechanisms. Acta Neuropathol. 136, 461–482.

Helyes, Z., Tékus, V., Szentes, N., Pohóczky, K., Botz, B., Kiss, T., Kemény, Á., Környei, Z., Tóth, K., Lénárt, N., et al. (2019). Transfer of complex regional pain syndrome to mice via human autoantibodies is mediated by interleukin-1–induced mechanisms. Proc. Natl. Acad. Sci. 116, 13067–13076.

Szalay, G., Martinecz, B., Lénárt, N., Környei, Z., Orsolits, B., Judák, L., Császár, E., Fekete, R., West, B.L., Katona, G., et al. (2016). Microglia protect against brain injury and their selective elimination dysregulates neuronal network activity after stroke. Nat. Commun. 7, 11499.

Tóth, K., Lénárt, N., Berki, P., Fekete, R., Szabadits, E., Pósfai, B., Cserép, C., Alatshan, A., Benkő, S., Kiss, D., et al. (2022). The NKCC1 ion transporter modulates microglial phenotype and inflammatory response to brain injury in a cell-autonomous manner. PLOS Biol. 20, e3001526.