Μελέτες 2010 - Περιλήψεις - Επιστήμες της Ζωής

15. Ο ρόλος της μηχανικής φόρτισης στην αντιμετώπιση της οστεοπόρωσης: σχεδιασμός μοντέλου μηχανικής διέγερσης οστεοβλαστικών κυττάρων για την διερεύνηση θεραπευτικών εφαρμογών

Φορέας: Eθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Συντονιστής: Μπάσδρα Ευθυμία, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Μέλη Ομάδας

Η οστεοπόρωση αποτελεί την πιο συχνή μεταβολική νόσο των οστών με σοβαρές κοινωνικές και οικονομικές επιπτώσεις και υψηλά ποσοστά νοσηρότητας και θνητότητας. Χαρακτηρίζεται από ελάττωση της οστικής μάζας, διαταραχή της μικροαρχιτεκτονικής του οστού, μειωμένη αντοχή και αυξημένη συχνότητα καταγμάτων. Η οστική απώλεια οφείλεται σε υπερβολική δραστηριότητα των οστεοκλαστών (κύτταρα αποδόμησης του οστού) και μειωμένη δραστηριότητα των οστεοβλαστών (κύτταρα παραγωγής οστού). Η οστεοβλαστική δραστηριότητα μπορεί να προαχθεί με τη μηχανική διέγερση των οστεοβλαστών.
Το αντικείμενο της παρούσας μελέτης ήταν ο σχεδιασμός ενός in vitro μοντέλου μηχανοδιέγερσης οστεοβλαστών για τη διερεύνηση των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στην οστεοπόρωση. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι, με την εφαρμογή μηχανικής δύναμης για 6 και 12 ώρες στα προ-οστεοβλαστικά κύτταρα, γίνεται εμφανής η ενεργοποίηση του μεταγραφικού παράγοντα NF-κB/cRel και η πρόσδεσή του στο κυτταρικό DNA. Κάτι τέτοιο υποδεικνύει ότι ο NF-κB πιθανό να ρυθμίζει την έκφραση οστεοειδικών γονιδίων (όπως ο Runx2) έπειτα από μηχανική διέγερση.
Η εμπλοκή του φλεγμονώδους παράγοντα NF-κB στη ρύθμιση της έκφρασης οστεοειδικών γονιδίων και ο μοριακός μηχανισμός αυτής της επίδρασης ανοίγουν νέες προοπτικές για την κατανόηση του φαινομένου της οστεοβλαστικής διαφοροποίησης –και, συνεπώς, της οστικής αναδόμησης- μετά από φυσικά ερεθίσματα, όπως αυτό του μηχανικού στρες, η δυσλειτουργία του οποίου ευθύνεται για πολλές οστικές παθοφυσιολογίες, όπως η οστεοπόρωση, η επούλωση καταγμάτων, η αποκατάσταση οστικών ελλειμμάτων κ.ά., επισημαίνοντας την πρωταρχική σημασία της συστηματικής άσκησης για την πρόληψη και τη θεραπεία τους.
Τελική Έκθεση

16. Δημιουργία και ανάλυση ενός νέου γενετικού μοντέλου οστεοπόρωσης σε διαγονιδιακά ποντίκια που υπερεκφράζουν την κυτταροκίνη RANKL

Φορέας: Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών (ΕΚΕΒΕ) Αλέξανδρος Φλέμινγκ

Συντονιστής: Ντούνη Ελένη, Ερευνήτρια Γ', ΕΚΕΒΕ Αλέξανδρος Φλέμινγκ

Μέλη Ομάδας

Η οστεοπόρωση είναι χρόνια νόσος που προσβάλλει κυρίως εμμηνοπαυσιακές γυναίκες και χαρακτηρίζεται από χαμηλή οστική πυκνότητα και αυξημένο κίνδυνο καταγμάτων. Ο RANKL αποτελεί τον κύριο μεσολαβητή στην οστική απορρόφηση επάγοντας τη δημιουργία οστεοκλαστών. Πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι η φαρμακευτική αναστολή του RANKL παρεμποδίζει αποτελεσματικά την οστική απώλεια και τα κατάγματα σε οστεοπορωτικούς ασθενείς, κάτι που καθιστά τον RANKL ως τον πιο ειδικό στόχο έναντι της οστεοπόρωσης.
Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε πρόσφατα ποντίκια που υπερπαράγουν ανθρώπινο RANKL χρησιμοποιώντας μεθόδους γενετικής μηχανικής. Στα πλαίσια της μελέτης αναλύθηκαν τα νέα γενετικά μοντέλα οστεοπόρωσης που προέκυψαν από την υπερέκφραση του ανθρώπινου RANKL. Συγκεκριμένα, χαρακτηρίστηκαν εκτενώς δύο μοντέλα οστεοπόρωσης, ένα με χαμηλή έκφραση του RANKL και ήπια οστεοπόρωση και ένα με ιδιαίτερα αυξημένα επίπεδα RANKL και στοιχεία έντονης οστεοπόρωσης, όπως σοβαρή οστική απώλεια στο σπογγώδες, πορώδη δομή στη φλοιώδη μοίρα του οστού και μειωμένη οστική αντοχή.
Η χορήγηση ενός γνωστού αντι-οστεοπορωτικού φαρμάκου στα μοντέλα αυτά έδειξε ότι η οστική απώλεια παρεμποδίστηκε, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά μοντέλα για την αξιολόγηση νέων αναστολέων έναντι του ανθρώπινου RANKL σε προκλινικό επίπεδο. Η ανάπτυξη αυτών των πρώτων ζωικών μοντέλων οστεοπόρωσης που επάγονται από την υπερέκφραση του RANKL θα ανοίξει τον δρόμο για την ανακάλυψη νέων εξειδικευμένων φαρμάκων.
Τελική Έκθεση

17. Η γενετική διαφοροποίηση του μιτοχονδριακού γονιδιώματος και η συν-εξέλιξη του με το πυρηνικό γονιδίωμα ως ένας μηχανισμός ειδογένεσης στα χερσαία σαλιγκάρια του Ελλαδικού χώρου

Φορείς: Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών / Πανεπιστήμιο Πατρών

Συντονιστής: Παρμακέλης Αριστείδης, Λέκτορας, Τμήμα Βιολογίας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Μέλη Ομάδας

Τα μιτοχόνδρια είναι τα εργοστάσια παραγωγής κυτταρικής ενέργειας και είναι απαραίτητα για τη ζωή αλλά μερικές φορές και για το θάνατο των κυττάρων. Έχουν το δικό τους DNA που και αυτό, όπως και το υπόλοιπο γενετικό υλικό, εξελίσσεται. Μάλιστα, επειδή πιστεύεται ότι η εξέλιξή του γίνεται με σταθερό ρυθμό και χωρίς προσαρμοστικά άλματα, το μιτοχονδριακό DNA χρησιμοποιείται ευρέως για το μέτρημα του εξελικτικού χρόνου. Για παράδειγμα, τέτοιες μετρήσεις υποστηρίζουν την Αφρικανική καταγωγή του ανθρώπου. Είναι όμως πραγματικά ουδέτερη η εξέλιξη του DNA του μιτοχονδρίου ή επηρεάζεται από την εξέλιξη του υπόλοιπου πυρηνικού γενετικού υλικού; Η άποψη της συν-εξέλιξης ακούγεται λογική αφού για την παραγωγή ενέργειας είναι απαραίτητη η στενή συνεργασία πυρηνικών και μιτοχονδριακών γονιδίων. Μάλιστα, τελευταία έχει προταθεί ότι η απουσία μιας τέτοιας καλής συνεργασίας μπορεί να οδηγήσει σε αναπαραγωγικούς φραγμούς και άρα στην εμφάνιση νέων ειδών.
Η μελέτη αυτή υλοποίησε τον έλεγχο της υπόθεσης της συν-εξέλιξης με σαφή και ακριβή τρόπο. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν πληθυσμοί από τρία γένη χερσαίων σαλιγκαριών στους οποίους αναλύθηκαν μοριακά ένα πυρηνικό και ένα μιτοχονδριακό γονίδιο που συνεργάζονται στενά για την παραγωγή ενέργειας.
Τα ευρήματα της μελέτης παρέχουν ενθαρρυντικές ενδείξεις υπέρ της ισχύος αυτού του μηχανισμού ως μηχανισμού ειδογένεσης των χερσαίων σαλιγκαριών του Ελλαδικού χώρου. Ταυτόχρονα, τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι το επίπεδο στο οποίο είναι πιο πιθανή η ανίχνευση της δράσης αυτού του μηχανισμού είναι αυτό της διαφοροποίησης μεταξύ πληθυσμών του ιδίου είδους που σήμερα απέχουν μεταξύ τους γεωγραφικά, αλλά που στο παρελθόν διατηρούσαν μια επαφή.
Τέλος, η μελέτη αυτή συνεισφέρει στην κατανόηση πολύπλοκων μηχανισμών εξέλιξης και παρέχει σημαντικές πληροφορίες και νέα δεδομένα για την προσαρμοστικότητα των βιοενεργειακών μηχανισμών του κυττάρου.
Τελική Έκθεση

18. Τι κρύβεται πίσω από ένα γίγαντα: η περίπτωση της σαύρας της Σκύρου

Φορείς: University of Michigan / Εθνικό & Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών / Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ

Συντονιστής: Παφίλης Παναγιώτης, Επίκουρος Καθηγητής Ζωικής Ποικιλότητας, Τμήμα Βιολογίας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Post-doctoral Research Fellow, University of Michigan

Μέλη Ομάδας

Η Σκύρος είναι γνωστή για το περίφημο αλογάκι της, μια τυπική περίπτωση νανισμού. Στο Αρχιπέλαγος της Σκύρου, όμως, φιλοξενείται και μια εντυπωσιακή περίπτωση γιγαντισμού: η ενδημική σαύρα (Podarcis gaigeae), που παρουσιάζει έναν μεγαλόσωμο πληθυσμό στη νησίδα Μέσα Διαβατές. Εκεί έχουν καταγραφεί υψηλή πληθυσμιακή πυκνότητα, έλλειψη θηρευτών και κανιβαλισμός, ενώ φωλιάζει μια ακμαία αποικία γλάρων, στοιχεία που δυνητικά ευνοούν το γιγαντισμό σύμφωνα με την επικρατούσα θεωρία («κανόνας του νησιού»).
Στη μελέτη αυτή προσπαθήσαμε να αποσαφηνίσουμε τα αίτια που οδηγούν στον γιγαντισμό καθώς και τις συνέπειές του στη γενική βιολογία των σαυρών. Δειγματοληψίες σε όλες τις νησίδες του Αρχιπελάγους επιβεβαίωσαν ότι, παρά το γεγονός των μεγαλύτερων μεγεθών σώματος που καταγράφηκαν σε όλους τους πληθυσμούς περιφερικά της Σκύρου, το φαινόμενο περιορίζεται στις Διαβατές ενώ μια ενδιάμεση κατάσταση ισχύει στο Λακονήσι. Ο βασικός διαφοροποιός παράγοντας στις Διαβατές είναι η υψηλή τροφική διαθεσιμότητα, η οποία στηρίζεται από τους γλάρους που φωλιάζουν σε ικανά νούμερα στη νησίδα και είναι υπεύθυνοι για τη ροή ενέργειας στο οικοσύστημα. Χάρη σε αυτούς και το ιδιαίτερο γεωλογικό υπόβαθρο, η βλάστηση της νησίδας είναι νιτρόφιλη και σαφώς πιο πλούσια, συντηρώντας μια αυξημένη πρωτογενή παραγωγικότητα.
Η πλήρης έλλειψη θηρευτών έχει επιτρέψει την ύπαρξη ενός πολύ πυκνού πληθυσμού σαυρών, στοιχείο που οδηγεί σε έντονο ενδοειδικό ανταγωνισμό, ο οποίος εκφράζεται και ως κανιβαλισμός. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το μεγάλο μέγεθος σώματος αποτελεί πλεονέκτημα τόσο για τα νεαρά άτομα (επιβίωση από τον κανιβαλισμό) όσο και για τα ενήλικα αρσενικά (πρόσβαση σε μια επιπλέον πηγή τροφής μέσω του κανιβαλισμού αλλά και υψηλότερο κοινωνικό status, χωροκρατικότητα και αναπαραγωγική επιτυχία).
Έντονη είναι η επίδραση του γιγαντισμού στην αναπαραγωγή των σαυρών από τις Διαβατές. Ενώ οι κλασικές αναπαραγωγικές στρατηγικές προβλέπουν τη γέννηση είτε μικρών αλλά πολλών αυγών, είτε μεγάλων αλλά λίγων, τα θηλυκά της νησίδας γεννούν και περισσότερα και μεγαλύτερα αυγά. Καμία επενέργεια δεν παρατηρήθηκε πάντως στην περίπτωση της θερμορύθμισης. Η εμφάνιση του γιγαντισμού και της ασυνήθους αναπαραγωγικής δυνατότητας στους μικρούς αυτούς πληθυσμούς της νησίδας εξηγείται καλύτερα με βάση τους εξής δύο παράγοντες: α) την ύπαρξη έντονων κανιβαλιστικών συμπεριφορών με τη μορφή επιθέσεων στην ουρά της σαύρας και σκληρού ενδοειδικού ανταγωνισμού στα νεαρά άτομα και β) τις μεγάλες θαλάσσιες εναποθέσεις που προέρχονται από ενδημικές αποικίες θαλασσοπουλιών.
Τελική Έκθεση

19. Ανάπτυξη διαγνωστικού φαρμάκου για την νόσο Alzheimer

Φορέας: Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Φυσικών Επιστημών (EKΕΦΕ) "Δημόκριτος"

Συντονιστής: Πελεκάνου Μαρία, Ερευνήτρια Α΄, ΕΚΕΦΕ "Δημόκριτος"

Μέλη Ομάδας

Το έργο αφορά στην in vivo βιολογική αξιολόγηση συμπλόκου του τεχνητίου-99m (Bz-Tc) ως ραδιοδιαγνωστικού για τη νόσο Alzheimer. Μέχρι σήμερα δεν υφίσταται αξιόπιστη εργαστηριακή μέθοδος για την έγκαιρη και εκλεκτική διάγνωση της νόσου και η εξεύρεση μιας ειδικής διαγνωστικής εργαστηριακής εξέτασης αποτελεί σημαντικό ερευνητικό στόχο διεθνώς.
Το σύμπλοκο Bz-Tc φέρει στη δομή του παράγωγο του βενζοθειαζολείου, ικανό να προσδεθεί στις αμυλοειδείς πλάκες που χαρακτηρίζουν τη νόσο Alzheimer. Στο πλαίσιο της μελέτης, έγιναν πειράματα βιοκατανομής του Bz-Tc σε φυσιολογικά ποντίκια και διαπιστώθηκε πρόσληψη από τον εγκέφαλο 0,2% της ενιόμενης δόσης, ικανή για απεικόνιση με κάμερα γ-ακτινοβολίας. Επίσης, σε πειράματα απεικόνισης εγκεφάλου σε διαγονιδιακό ποντίκι-πρότυπο για τη νόσο, διαπιστώθηκε ότι η συγκέντρωση της ραδιενέργειας στον εγκέφαλο (1,5-3,2%) είναι σαφώς υψηλότερη στο διαγονιδιακό ποντίκι σε σχέση με το φυσιολογικό, με αποτέλεσμα την ικανοποιητική απεικονιστική δυνατότητα του Bz-Tc. Τέλος, σε πειράματα εκτίμησης της τοξικότητας μετά από εφάπαξ χορήγηση του Bz-Tc, παρακολούθηση του βάρους και της συμπεριφοράς, καθώς και παθολογοανατομική εξέταση νεφρών και ήπατος των πειραματόζωων, διαπιστώθηκε η μη τοξικότητα του Bz-Tc.
Τα αποτελέσματα της μελέτης είναι θετικά και ενθαρρυντικά για τη συνέχιση της αξιολόγησης του Bz-Tc ως ραδιοδιαγνωστικού για τη νόσο Alzheimer.
Τελική Έκθεση

20. Αυτόματη Ανίχνευση Φυσημάτων σε Παιδικά Φωνοκαρδιογραφήματα και Ανάπτυξη Λογισμικού Εκπαίδευσης στην Παιδιατρική Ακρόαση

Φορείς: Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) / Πανεπιστήμιο Κρήτης

Συντονιστής: Στυλιανού Ιωάννης, Συνεργαζόμενος Ερευνητής, Ινστιτούτο Πληροφορικής, ΙΤΕ

Μέλη Ομάδας

Η ακρόαση της καρδιάς είναι η βασική διαγνωστική μέθοδος αξιολόγησης του καρδιαγγειακού συστήματος, διότι μπορεί να αποκαλύψει φυσήματα που υποδηλώνουν υποκείμενες ανωμαλίες στην ανατομία της καρδιάς και των αγγείων. Ιδιαίτερα στα παιδιά πολλά φυσήματα είναι λειτουργικά, δηλαδή μη παθολογικά. Η διάκριση των λειτουργικών από τα οργανικά (παθολογικά) φυσήματα έχει πρωταρχική σημασία στις μαζικές εξετάσεις πληθυσμού (π.χ. σχολεία). Πλεονεκτήματα της ακρόασης είναι η απλότητα και η ταχύτητα της εξέτασης και το μηδαμινό κόστος της.
Διεθνώς, η διαγνωστική ακρίβεια των γενικών ιατρών και παιδιάτρων στην ακρόαση καρδιάς καταγράφεται από χαμηλή ως μέτρια: ο γενικός παιδίατρος/ιατρός θα παραπέμψει σωστά για υπερηχοκαρδιογράφημα μόνο τα 80 στα 100 παιδιά με παθολογικό φύσημα (ευαισθησία 80%) και θα παραπέμψει αδικαιολόγητα 30 έως 40 από τα 100 παιδιά με αθώα λειτουργικά φυσήματα (ειδικότητα 65%).
Στο πλαίσιο της μελέτης αναπτύχθηκε ένα σύστημα αυτόματης κατηγοριοποίησης φυσημάτων με ευαισθησία 95,2% και ειδικότητα 97,6%, οι οποίες είναι συγκρίσιμες με τη διαγνωστική ακρίβεια έμπειρων παιδοκαρδιολόγων. Το σύστημα αποσκοπεί στο να βοηθήσει τους γενικούς παιδίατρους στην ακουστική ανίχνευση παθολογικών καρδιακών ήχων στον μαθητικό πληθυσμό, προσφέροντας τη δυνατότητα έγκαιρης ιατρικής παρέμβασης. Επιπλέον, το σύστημα μπορεί να αναπροσαρμόζεται (να επανεκπαιδεύεται) όσο η αρχική βάση δεδομένων διευρύνεται.
Τελική Έκθεση

21. Ο γενετικός και μοριακός ρόλος των πρωτεινών AIF (Apoptosis Inducing Factor) στην ενεργοποίηση του εγγενούς ανοσοποιητικού συστήματος των φυτών

Φορέας: Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Συντονιστής: Τσιτσιγιάννης Δημήτριος, Λέκτορας Φυτοπαθολογίας, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Μέλη Ομάδας

Τα φυτά, όπως όλοι οι οργανισμοί, έχουν αναπτύξει ένα εγγενές ανοσοποιητικό σύστημα που τους επιτρέπει να αντιμετωπίζουν μολύνσεις από διάφορα παθογόνα. Η πρώτη γραμμή άμυνας είναι η αναγνώριση των επιτιθέμενων μικροοργανισμών και η παραγωγή διαφόρων ουσιών με στόχο την καταστροφή τους. Η δεύτερη γραμμή άμυνας είναι ο προγραμματισμένος θάνατος των κυττάρων που έχουν προσβληθεί με αποτέλεσμα να περιοριστεί η εξάπλωση της προσβολής.
Ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος (ΠΚΘ) είναι μια διαδικασία που πραγματοποιείται φυσιολογικά κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και άμυνας των πολυκύτταρων οργανισμών αλλά μπορεί να συνδέεται και με σοβαρές παθήσεις όπως καρκίνος και εκφυλιστικές ασθένειες. Έρευνες των τελευταίων χρόνων έχουν αποδείξει την ύπαρξη κοινών βιοχημικών μονοπατιών του ΠΚΘ μεταξύ φυτικών, ζωικών και μικροβιακών κυττάρων αλλά, σε αντίθεση με τους άλλους οργανισμούς, η διαδικασία αυτή στα φυτά δεν έχει εκτενώς μελετηθεί.
Στόχος της μελέτης ήταν η διαλεύκανση μιας ομάδας γονιδίων που εντοπίστηκε στο γενετικό φυτό μοντέλο Arabidopsis thaliana. Τα γονίδια αυτά παρουσιάζουν ομοιότητες με το γονίδιο ΑIF (Apoptosis Inducing Factor) των θηλαστικών, μια φλαβοπρωτεΐνη που σχετίζεται με ασθένειες συνδεδεμένες με φαινόμενα αυξημένης απόπτωσης, όπως η μόλυνση από τον ιό HIV, οι νευροδιαταραχές και τα καρδιακά επεισόδια. Κατά τη μελέτη διαπιστώθηκε για πρώτη φορά ότι τα At- AIF γονίδια παίζουν σημαντικό ρόλο στην ικανότητα ενεργοποίησης του εγγενούς ανοσοποιητικού συστήματος των φυτών και της ευαισθησίας ή ανθεκτικότητάς τους σε μια σειρά σημαντικών παθογόνων των καλλιεργειών.
Τελική Έκθεση