Opći podaci o projektu
Naziv projekta: Utjecaj prehrane na učinak intranazalnog inzulina na kogniciju u štakorskoga modela sporadične Alzheimerove bolesti (AD-INdiet)
Voditeljica projekta: prof. dr. sc. Melita Šalković-Petrišić
Ustrojbena jedinica: Katedra za temeljnu i kliničku farmakologiju, Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet
Trajanje projekta: od 18. prosinca 2023. do 17. prosinca 2027. (48 mjeseci)
Ukupni iznos sredstava projekta: 192.182,63 €
Poziv i kod projekta: Istraživački projekti (IP); IP-2022-10-1895
Sažetak projekta
Poremećaj inzulinske signalizacije povezan je s mnogim neurodegenerativnim bolestima, uključujući Alzheimerovu bolest (AD). Smatrano je da su neuroni neovisni o inzulinu, ali nove spoznaje upućuju na ulogu inzulina u metabolizmu glukoze u mozgu. Sve više dokaza pokazuje da su inzulinska rezistencija i metabolička disfunkcija posrednici AD-a, što dodatno karakterizira AD kao središnju metaboličku bolest posredovanu inzulinskom rezistencijom u mozgu (IRBS). Terapijski potencijal intranazalnog (IN) inzulina u liječenju AD-a ispitivan je u kliničkim studijama te je, načelno, nađeno da kognitivno poboljšanje ali u nekoliko studija IN inzulin nije imao povoljni učinak, moguće kao posljedica još nejasnih molekularnih mehanizama središnjih učinaka inzulina i njegove distribucije nakon IN primjene. Cilj projekta je istražiti središnju i perifernu distribuciju akutnog IN inzulina ovisno o vremenu i dozi. Nadalje, obzirom da je prehrana jedna od ključnih komponenti u razvoju metaboličkog sindroma (čimbenik rizika za AD), učinci IN inzulina na kogniciju mogli bi ovisiti o prehrani. Streptozotocin (STZ) se koristi u pretkliničkim istraživanjima za induciranje dijabetes mellitusa u životinja nakon periferne primjene visokih doza te za induciranje IRBS i posljedične sporadičnog oblika AD (sAD), intracerebroventrikularnom (lcv) primjenom malih doza. Dodatno, projekt ima za cilj istražiti utjecaj prehrane na učinak IN inzulina na kogniciju (prehrana s visokim udjelom masti) u STZ-icv modelu sAD-a. Rezultati projekta proširit će znanje o čimbenicima koji utječu na terapijski potencijal IN inzulina, u ovisnosti o stadiju sAD-a i prehrani životinja te pružiti informacije o translaciji rezultata sa životinja na čovjeka i prilagodbi doze inzulina ovisno o metaboličkom statusu pacijenta. Budući da IRBS može biti u pozadini i drugih bolesti, razjašnjenje terapijskog potencijala IN inzulina od velike je važnosti za neurofarmakologiju.
Ciljevi projekta
Jedan od glavnih ciljeva ovog projekta je razjasniti regionalnu raspodjelu IN inzulina u mozgu u ovisnosti o dozi i vremenu nakon primjene te aktivaciju njegovih signalnih puteva.
Metodologija istraživanja
Aktivnosti projekta organizirane su u svrhu provedbe 4- godišnjeg istraživanja kroz 4 in vivo pokusa korištenjem zdravih štakora za određivanje distribucije i učinka akutnog intranazalno (IN) primijenjenog inzulina u ovisnosti o dozi, vremenu i regiji mozga i njegovog mogućeg blagotvornog kroničnog učinka na kognitivne performanse i patofiziologiju u modelu štakora (STZ-icv) koji oponaša sporadičnu Alzheimerovu bolest (sAD) ovisno o životinjskoj prehrani (hrana bogata mastima vs normalna hrana). 1. pokus je usmjeren na istraživanje problematike mogućeg gutanja IN primijenjenog inzulina. Inzulin se relativno brzo razgrađuje u pH vrijednostima ispod 5, pa će se za određivanje progutane količine koristiti inzulin vezan za fluorescein izotiocijanat (FITC) kako bi se prevladala ova prepreka. Drugi dio prvog pokusa istražuje razlike u distribuciji FITC-inzulina u odnosu na regularni inzulin u mozgu (nema podataka o usporedbi njihove distribucije) te istražuje regionalne specifičnosti u distribuciji inzulina nakon IN primjene, kakobi se odredilo u kojoj regiji mozga dolazi do najvećeg povećanja koncentracije inzulina (očekivani rezultat), ovisno o vremenu nakon tretmana. Originalni pristup u ovom dijelu istraživanja omogućit će neizravnu procjenu distribucije inzulina. 2. pokus je usmjeren na određivanje aktivacije signalnog puta inzulinskog receptora (IR) i probira potencijalnih metaboličkih i neuropatoloških markera u ovisnosti o dozi. Kako bi se pronašla prava doza pri kojoj aktivnost IR ne smanjuje inzulinsku signalizaciju, učinak akutnog IN inzulina na IR aktivaciju će se odrediti ovisno o dozi, regiji i vremenu nakon primjene. Osim toga, „screening" potencijalnih ciljnih proteina, nakon IN inzulina, uključenih u metabolizam i neurodegeneraciju istražit će se korištenjem tehnologije čipova s antitijelima. Očekivani rezultati će nam dati uvid u mehanizam i mogući divergentni učinak inzulina u ovisnosti o regiji mozga .Pokusi 3a i 3b usmjereni su na određivanje terapijskog potencijala IN regularnog inzulina u štakorskom modelu sAD-a i čimbenika koji bi mogli utjecati na njega, kao što je metabolički status štakora uzrokovan prehranom s visokim udjelom masti i stadij sAD-a (rani/3a u odnosu na kasni/3b). Pokus 3 dodatno će omogućiti procjenu može li kronično liječenje IN inzulinom utjecati na GLP-1 sustav u mozgu koji, zajedno s novim otkrićima o utjecaju metaboličke disfunkcije izazvane prehranom s visokim udjelom masti (oponaša onu u stvarnoj životnoj situaciji) i ranog u odnosu na umjereni stadij patologije sAD-a, pridonijet će pažljivijem planiranju kliničkih ispitivanja i boljoj prediktivnoj vrijednost u translacije IN inzulina sa životinje na čovjeka.
Očekivani rezultati
Inovativni aspekt ovog dijela projekta je dobivanje relativnog omjera progutanog u odnosu na centralno raspoloživi FITC-inzulin (očekivani rezultat), o čemu do sada nema literaturnih podataka.
Projektni tim
prof. dr. sc. Melita Šalković-Petrišić
dr. sc. Ana Knezović
izv. prof. dr. sc. Jelena Osmanović Barilar
dr. sc. Ana Babić Perhoč
dr. sc. Jan Homolak
Davor Virag, dr. med.
izv. prof. dr. sc. Eugenio Barone
Antonia Krsnik, mag. ing. biotechn.