W siedemnastej edycji konkursu OPUS realizowanego przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w Krakowie, zaledwie 15% wnioskodawców otrzymało finansowanie na realizacje swoich badań. Wśród nich znalazła się Pani dr hab. Agnieszka Kaczor. Kierownik projektu będzie realizować grant zatytułowany: Stopień nienasycenia lipidów w okołonaczyniowej tkance tłuszczowej – nowy biomarker w zapaleniu ściany naczynia? Badania ramanowskie w mysich modelach chorób krążenia i izolowanych pierwotnych adipocytach, w ramach Jagiellońskiego Centrum Rozwoju Leków (JCET) przy współpracy z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
- Budżet projektu: 1 766 880 PLN
- Okres realizacji projektu: 36 miesięcy
Tkanka tłuszczowa stanowi około 20% masy ciała człowieka, dzieli się na kilka podtypów i jest zlokalizowana w organizmie w licznych skupiskach. Z punktu widzenia fenotypu wyróżnić można białą tkankę tłuszczową (tzw. WAT od ang. white adipose tissue) i brunatną tkankę tłuszczową (tzw. BAT od ang. brown adipose tissue), a także formę pośrednią, tzw. beżową tkankę tłuszczową (ang. beige lub brittle adipose tissue). WAT składa się z adipocytów z małym jądrem, zawierających dużą kroplę tłuszczu i bierze głównie udział w gromadzeniu lipidów i utrzymywaniu homeostazy trójacylogliceroli. Adipocyty BAT zawierają małe krople tłuszczu, liczne mitochondria (stąd kolor) i odpowiadają za procesy termogenezy bezdrżeniowej. „Brązowienie” (ang. beiging) WAT, czyli zmianę jej fenotypu w kierunku fenotypu BAT, uważa się obecnie za jedną ze strategii walki z otyłością i chorobami serca.
Od kilkunastu lat trwają badania nad okołonaczyniową tkanką tłuszczową (tzw. pVAT, ang. perivascular adipose tissue), okalającą naczynia krwionośne poza mózgowymi. Obecnie wiadomo już, że tkanka ta nie tylko otacza naczynia tworząc ich podporę strukturalną, ale także jest bardzo aktywna endokrynnie i wydziela wiele związków, regulujących czynność naczyń krwionośnych. Ponadto w licznych badaniach wykazano, iż czynność i struktura pVAT ulega zmianom w przypadku rozwoju chorób krążenia, a jej zmiany są silnie zależne od miejsca występowania tj. w zależności od lokalizacji naczynia funkcjonalnie i morfologicznie może przypominać BAT, WAT i beżową tkankę tłuszczową. Do tej pory jednak nie zostały przebadane zmiany chemiczne, jakim ulega pVAT w patologiach układu krążenia.
Choroby krążenia to wciąż czynnik numer jeden śmiertelności populacji ludzkiej. Jednym z problemów w zapobieganiu i leczeniu chorób krążenia jest brak nieinwazyjnych technik umożliwiających wczesną diagnozę i długoterminową prognozę. Cele niniejszego projektu, tj. określenie zmian chemicznych pVAT w chorobach układu krążenia, a także skorelowanie ich ze zmianami w głębszych warstwach naczynia krwionośnego, parametrami ryzyka sercowo-naczyniowego i stanu zapalnego może prowadzić do znalezienia nowych markerów stanu układu krążenia. Hipotezą niniejszego projektu jest iż parametry określające dysfunkcję pVAT, szczególnie stopień nienasycenia lipidów, są potencjalnymi nowymi markerami układu krwionośnego istotnymi z punktu widzenia zarówno przewidywania komplikacji sercowo-naczyniowych, jak i leczenia patologii układu krwionośnego.
Zmiany chemiczne w pVAT będą badane zarówno w tkance w mysich modelach chorób krążenia (miażdżyca, niewydolność serca, cukrzyca) ex vivo, a także w uproszczonych modelach komórkowych, tj. w izolowanych pierwotnych adipocytach i hodowlach adipocytów in vivo, gdzie w sposób bezpośredni można badać reakcję komórek na czynniki zapalne (np. czynnik martwicy nowotworów TNF-) lub suplementację związkami protekcyjnymi (np. karotenoidami).
Do badań w niniejszym projekcie zostaną wykorzystane liczne metody badawcze, zarówno metody fizykochemiczne, jak i testy biochemiczne. Szczególnie istotnym nowym elementem projektu jest zastosowanie nowych technik spektroskopii ramanowskiej: spektroskopii ramanowskiej z próbnikiem światłowodowym, spektroskopii ramanowskiej z przesunięciem przestrzennym (SORS, ang. spatially offset Raman spectroscopy) oraz obrazowania ramanowskiego. Spektroskopia ramanowską jest metodą, w której badane jest nieelastyczne rozpraszanie światła przez cząsteczki zawarte w próbce w celu charakterystyki ich struktury molekularnej i tym samym składu chemicznego. Metoda ta nie wymaga użycia znaczników i jest bardzo czuła w przypadku lipidów, jednak mimo tych zalet techniki spektroskopii ramanowskiej nie zostały użyte do tej pory do charakterystyki zmian okołonaczyniowej tkanki tłuszczowej. Zastosowanie próbnika światłowodowego umożliwia badanie tkanek in situ, SORS – in vivo, a zastosowanie obrazowania ramanowskiego daje informację o dystrybucji komponentów w próbce z rozdzielczością subkomórkową i umożliwia badanie składu adipocytów in vivo. Użycie tych technik w połączeniu z technikami referencyjnymi i testami biochemicznymi umożliwi otrzymanie informacji na temat zmian chemicznych w tkankach pVAT i dipocytach pod wpływem rozwoju chorób krążenia, ich mechanizmu i pozwoli na ich skorelowanie z parametrami dysfunkcji naczyniowej i ryzyka sercowonaczyniowego.
Nadrzędnym celem projektu jest lepsze zrozumienie roli pVAT w rozwoju patologii sercowonaczyniowych, co może skutkować znalezieniem nowych markerów ryzyka sercowo-naczyniowego. Oczekiwanym kluczowym rezultatem projektu jest weryfikacja hipotezy, iż zmiany chemiczne, a w szczególności stopień nienasycenia lipidów, są markerami dysfunkcji naczyniowej o potencjalnych zastosowaniach diagnostycznych i terapeutycznych.
Informacja o wynikach konkursu dostępna na stronie NCN.