Opći podaci o projektu
Naziv projekta: Specifičnosti razvoja kortikalnih interneurona u prefrontalnom korteksu čovjeka tijekom fetalnog razvoja i prve godine života – uloga u nastanku shizofrenije i autizma (DEVINTERPFC)
Voditelj projekta: prof. dr. sc. Zdravko Petanjek
Ustrojbena jedinica: Katedra za anatomiju i kliničku anatomiju, Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet
Trajanje projekta: od 31. prosinca 2023. do 30. prosinca 2027. (48 mjeseci)
Ukupni iznos sredstava projekta: 195.882,94 €
Poziv i kod projekta: Istraživački projekti (IP); IP-2022-10-8493
Sažetak projekta
Većina neuroloških i psihijatrijskih poremećaja koji uključuju patologiju moždane kore ima u svojoj podlozi određenu razinu dezorganizacije GABA-ergičke mreže. Ona je najčešće posljedica odstupanja nastalih tijekom razvoja. Jedna od specifičnosti razvoja moždane kore u čovjeka je da se GABA-ergički neuroni intenzivno stvaraju i kroz posljednje tromjesečje trudnoće te nekoliko mjeseci nakon rođenja. Stoga je cilj ovog istraživanja identificirati zone proliferacije i puteve migracije kortikalnih neurona u nedonoščeta i dojenčeta. Rezovi postmortalnog tkiva čovjeka i majmuna obradit će se koristeći imunohistokemijske i RNAscope metode na proliferativne, migratorne i biljege GABA-ergičkih neurona. RNAscope je nova metoda in situ hibridizacije, tehnički pristupačnija i s većom pouzdanosti u detekciji signala, a omogućava i paralelnu detekciju imunohistokemijskog signala. Obrađeni rezovi sustavno će se morfometrijski analizirati tijekom ključnih fetalnih stadija i tijekom prve godine života te će se utvrditi raspodjela stanica koje izražavaju biljege proliferacije i migracije, kao i biljege GABA-ergičkih neurona. Koristeći ove podatke izradit će se 3D model puteva migracije kortikalnih neurona u nedonoščadi i dojenčadi. U okviru ovog projekta provest će se preliminarna analiza kako bi se u nedonoščadi i dojenčadi metodama slikovnog prikaza (UZV, MRI) pokušale identificirati zone migracije GABA-ergičkih neurona opisane na histološkim rezovima. Također, u okviru projekta predviđeno je stvaranje mreže unutar Europskog istraživačkog prostora (ERA) s grupama koje imaju ekspertizu i koje su usmjerene na istraživanje razvoja ljudskog mozga ili primjenjuju eksperimentalne metode istraživanja morfoloških i funkcionalnih svojstava identificiranih populacija GABA-ergičkih neurona. Ovaj aspekt posebno je važan za daljnji razvoj karijera mlađih istraživača uključenih u rad na projektu.
Ciljevi projekta
Cilj ovog istraživanja jest identificirati zone proliferacije i puteve migracije kortikalnih neurona u nedonoščeta i dojenčeta te izraditi 3D model puteva migracije.
Metodologija istraživanja
U istraživanju će se koristiti postmortalno tkivo ljudskog mozga koje je dio Zagrebačke neuroembriološke zbirke, Zbirke majmunskog tkiva makaki majmuna Monique Esclapez (INS, Marseille) te Zbirke ljudskog i tkiva primata Katerine Semendeferi (UCSD). Tkivo će se obraditi imunohistokemijskom i RNAscope metodom. Imunohistokemijski će se rezovi obraditi kao jednostruko bojanje koristeći biotinilirana protutijela i DAB protokol te kao višestruko bojanje koristeći sekundarna protutijela obilježena fluoroforom. Za detekciju mRNA koristit će se RNAscope metoda koja koristi dvostruke Z probe koje se vežu na ciljanu RNA. Obrađeni rezovi će se kvalitativno i kvantitativno analizirati pomoću konfokalnog mikroskopa i računarsko-mikroskopskog sustava za 3D analizu. Za uspješno ostvarivanje projektnih ciljeva iznimno je važno uspostavljanje protokola za primjenu RNAscope metode na mozgu fetusa i dojenčeta. RNAscope nova je metoda in situ hibridizacije te osim tehničkih prednosti i veće pouzdanosti u detekciji signala, omogućava i paralelnu detekciju imunohistokemijskog signala. Razradu i implementaciju RNAscope metode na ljudsko postmortalno tkivo provela je Dora Sedmak u okviru izrade svog doktorskog rada, a funkcionalnost protokola u odraslom mozgu pokazana je kroz doktorski rad i publikaciju Ivana Banovca. Naša dosadašnja istraživanja ukazala su da u čovjeka, nastaju specifične promjene u zonama proliferacije i putevima migracije različitih populacija GABA-ergičkih neurona, kao i da se u čovjeka značajna produkcija GABA-ergičkih neurona nastavlja tijekom posljednjeg trimestra gestacije i tijekom prve godine života.
Očekivani rezultati
Očekivani rezultat je prikupiti podatke o zonama proliferacije i putevima migracije koji su specifični za pojedine populacije GABA-ergičkih neurona. Za ostvarivanje ovog rezultata utvrdit će se (1) distribucija i udio kalretinin, kalbindin, parvalbumin i somatostatin pozitivnih stanica te stupanj njihove koekspresije, (2) proporcija neurona (NeuN) koju eksprimiraju vezikularni GABA-ergički transporter (VGAT) u odnosu na one koje eksprimiraju vezikularni glutamatni transporter (VGLUT), (3) distribucija neuralnih progenitorskih stanica (PCNA, GFAP, Mash1, Ki67 reaktivne stanice) i migracijskih neurona (doublekortin, beta-3-tubulin reaktivne stanice). Na temelju ovih podataka izradit će se 3D model puteva migracije tijekom perinatalnog razdoblja te izraditi hipotetski model kako se perinatalno oštećenje na pojedinom od ovih puteva migracije može povezati s dezorganizacijom GABA-ergičke mreže opisanoj u autizmu i shizofreniji. Također se očekuje utvrditi mogu li se područja migracije kortikalnih GABA-ergičkih neurona tijekom perinatalnog razdoblja i moguće lezije na putevima migracije prikazati metodama slikovnog prikaza in vivo (UZV, MRI).
Projektni tim
prof. dr. sc. Zdravko Petanjek
prof. dr. sc. Nataša Jovanov Milošević
izv. prof. dr. sc. Ana Hladnik
prof. dr. sc. Davor Mayer
izv. prof. dr. sc. Marija Baković
dr. sc. Dora Sedmak
doc. dr. sc. Ivan Banovac
dr. sc. Branka Hrvoj Mihić
dr. sc. Vinka Knezović
Andrea Blažević, dr. med.
Matija Vid Prkačin, dr. med.
Maura Zanze Beader, dr. med. dent.
Goran Ivkić, dr. med.
Tomislav Ćaleta, dr. med.
Martina Bračun, dr. med.
Diseminacija i vidljivost
Publikacije
Konferencije
- Čavka M., Zanze Beader M., Esclapez M., Petanjek Z., Hladnik A. (2024) Massive migration of prospective telencephalic GABAergic neurons through the marginal zone in monkey and human fetuses. Morphology 2024, 55th International Congress of Czech Anatomical Society, Telč, 8-10 September 2024, Conference Book Pg. 151.
https://morphology.med.muni.cz/media/3726636/abstractbook.pdf
2. Čavka M, Zanze Beader M, Petanjek TL, Balen T, Esclapez M, Hladnik A (2024) Complex sublamination of cortical marginal zone in human and monkey at midgestation. ENS Forum, Vienna, 25-29 June 2024, PS01-26AM-568.
https://fens2024.abstractserver.com/program/#/details/presentations/2719
3. Zanze Beader M, Čavka M, Prkačin MV, Banovac I, Hladnik A, Esclapez M, Petanjek Z (2024) Origins of GABAergic neurons migrating through the human and monkey marginal zone during midgestation. FENS Forum, Vienna, 25-29 June 2024, PS01-26AM-567.
https://fens2024.abstractserver.com/program/#/details/presentations/2656