Σάββας Χριστοφορίδης
Η ομάδα μας μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενδοκυττάρωσης, μεταγωγής σήματος και εξωκυττάρωσης στα ενδοθηλιακά κύτταρα και το ρόλου που διαδραματίζουν στη φυσιολογία των αιμοφόρων αγγείων. Τα ενεργοποιημένα ενδοθηλιακά κύτταρα και η δυσλειτουργία του ενδοθηλίου εμπλέκονται στις πιο απειλητικές ασθένειες, όπως τα καρδιαγγειακά και φλεγμονώδη νοσήματα και στην αγγειογένεση των καρκινικών όγκων. Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι πολύ σημαντικά αγγειοδραστικά μόρια που ελέγχουν τις παραπάνω παθοφυσιολογικές διαδικασίες βρίσκονται αποθηκευμένα σε ειδικά αποθηκευτικά οργανίδια (που ονομάζονται σωμάτια Weibel Palade) των ενδοθηλιακών κυττάρων. H ενεργοποίηση υποδοχέων στην επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων επάγει τη σύντηξη των σωμάτιων Weibel Palade με την κυτταρική μεμβράνη και την απελευθέρωση των αγγειοδραστικών μορίων τους στην κυκλοφορία του αίματος. Η μελέτες της ομάδας μας έχουν τους εξής στόχους:1. Να διαλευκάνουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την μετακίνηση και εξωκυττάρωση των σωμάτιων WeibelPalade.2. Να ταυτοποιήσουμε τους υποδοχείς της μεμβράνης και τα καθοδικά σηματοδοτικά μόρια που επάγουν την έκκριση των σωμάτιων WeibelPalade.3. Να ιχνηλατήσουμε τα μονοπάτια ενδοκυττάρωσης των ενεργοποιημένων υποδοχέων των ενδοθηλιακών κυττάρων και το ρόλο των μονοπατιών αυτών στην μεταγωγή του σήματος και την έκκριση των σωμάτιων WeibelPalade.4. Να διερευνήσουμε τη λειτουργική σημασία των παραπάνω διαδικασιών στη φυσιολογία των αγγείων και σε σοβαρές ασθένειες των αγγείων.
Βασίλης Δουρής
Ο ρόλος συγκεκριμένων γονιδίων και μεταλλαγών στην ανθεκτικότητα σε εντομοκτόνα Χρησιμοποιούμε γονιδιωματική τροποποίηση CRISPR/Cas9 στη Drosophila για να αξιολογήσουμε υποψήφιες μεταλλαγές μέσω μιας προσέγγισης ανάστροφης γενετικής (επισκοπείται στο Douris et al., 2020 Pestic Biochem Physiol). Επίσης πραγματοποιούμε λειτουργική έκφραση υποψήφιων γονιδίων ανθεκτικότητας (μονοξυγενάσες P450) για να διερευνήσουμε την ικανότητά τους να μεταβολίζουν εντομοκτόνα in vivo (Tsakireli et al., 2019 Pestic Biochem Physiol; Riga et al., 2020 Insects). Έχουμε στο παρελθόν διερευνήσει την ανθεκτικότητα έναντι διαφόρων χημικών κλάσεων, και αυτή την περίοδο εστιάζουμε σε μηχανισμούς ανθεκτικότητας στόχου και μεταβολικής ανθεκτικότητας έναντι αβερμεκτινών. Συνεργιστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών μηχανισμών ανθεκτικότητας Παρότι δεδομένα φυσικών πληθυσμών υποδηλώνουν γενικά την ύπαρξη επιστατικής δράσης μεταξύ γονιδίων που εμπλέκονται σε συνυπάρχοντες μηχανισμούς ανθεκτικότητας, η έρευνά μας έχει καταδείξει ξεκάθαρη συνεργιστική δράση μεταξύ μεταλλαγών ανθεκτικότητας στόχου και αλληλομόρφων μεταβολικής ανθεκτικότητας σε ένα σύστημα τροποποιημένης Drosophila που είναι ελεύθερο από συνυπάρχουσες γενετικές επιδράσεις, ως προς την ανθεκτικότητα σε πυρεθροειδή (Samantsidis, Panteleri et al., 2020 Proc Roy Soc B). Επιπλέον, μπορέσαμε να καταμετρήσουμε το δυνητικό κόστος αρμοστικότητας που προκαλεί η συνύπαρξη πολλαπλών αλληλομόρφων ανθεκτικότητας. Αυτή την περίοδο διερευνούμε σε ένα αντίστοιχο πλαίσιο διαφορετικούς μοριακούς στόχους και χημείες δραστικών ουσιών εντομοκτόνων, που περιλαμβάνουν την ανθεκτικότητα σε αβερμεκτίνες. Νέοι μηχανισμοί ανθεκτικότητας και νέες πιθανές ουσίες Έχοντας συμβάλει στην αναγνώριση μια νέας τάξης πρωτεϊνών (χημειοαισθητήριες πρωτεΐνες, CSPs) ως πιθανών συμμέτοχων στην ανθεκτικότητα σε πυρεθροειδή στα κουνούπια (Ingham et al., 2020 Nature) επιδιώκουμε να διερευνήσουμε το ρόλο των CSPs ως πρωτεϊνών δέσμευσης εντομοκτόνων με πιθανή συμβολή στη μεταβολική ανθεκτικότητα ή απομάκρυνση in vivo. Στην παρούσα φάση, εκφράζουμε υποψήφιες CSP λεπιδοπτέρων σε εντομικά συστήματα έκφρασης (baculovirus) και αποτιμούμε το δυναμικό τους στα πλαίσια τη δράσης iNEXT / INSTRUCT-ERIC και ενός προγράμματος ΕΛΙΔΕΚ σε συνεργασία με την μονάδα έκφρασης πρωτεϊνών του NKI (Ολλανδία). Επιδιώκουμε να ανιχνεύσουμε βέλτιστες δομές πρόσδεσης που θα μπορούσαν να καθοδηγήσουν τον ορθολογικό σχεδιασμό νέων δυνητικών δραστικών ουσιών ή/και συνεργιστών για συνθέσεις εντομοκτόνων του εμπορίου. Διερεύνηση μηχανισμών ανθεκτικότητας και των αλληλεπιδράσεών τους μέσω γονιδιωματικής τροποποίησης και γενετικής μηχανικής στην Drosophila (Douris et al., 2020 Pestic Biochem Physiol). Ερευνητικοί στόχοι: Το εργαστήριό μας μελετάει τους μοριακούς μηχανισμούς που επάγουν την ανθεκτικότητα σε εντομοκτόνα. Στόχοι μας είναι: 1. Η κατανόηση του πώς συγκεκριμένες μεταλλαγές και ρύθμιση γονιδίων διαμορφώνουν φαινότυπους ανθεκτικότητας σε φυσικούς πληθυσμούς2. Η διερεύνηση συνεργιστικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ διαφορετικών μηχανισμών και της επίπτωσής τους στην αρμοστικότητα3. Η ανίχνευση νέων μηχανισμών ανθεκτικότητας και η ανάπτυξη εφαρμογών στην κατεύθυνση της εύρεσης εν δυνάμει νέων δραστικών ουσιών και συνεργιστών Εργαζόμαστε με το σύστημα μοντέλο της Δροσόφιλας και με καλλιέργειες κυττάρων εντόμων και χρησιμοποιηούμε τεχνικές μοριακής βιολογίας, προσεγγίσεις -ομικής, γονιδιωματική τροποποίηση CRISPR/Cas9 και λειτουργική έκφραση πρωτεϊνών. Προσβλέπουμε στην ανάπτυξη ενός συνεργατικού δικτύου επιστημονικών αλληλεπιδράσεων που θα προωθεί την επιστημονική πρόοδο και την απεύθυνση στην κοινωνία.
Μιχαέλα Φίλιου
Η ομάδα μας μελετά τους μοριακούς μηχανισμούς των νευροψυχιατρικών διαταραχών. Οι ερευνητικοί μας στόχοι μας είναι: Να κατανοήσουμε πώς τα μιτοχόνδρια ρυθμίζουν το άγχος και το ψυχολογικό στρες και πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως θεραπευτικοί στόχοι για νευροψυχιατρικές διαταραχές Να διαλευκάνουμε πώς αλληλεπιδρούν oι διατροφικές συνήθειες και το υψηλό άγχος σε συμπεριφορικό και μοριακό επίπεδο Να βρούμε μοριακές υπογραφές και υποψήφιους βιοδείκτες για νευροψυχιατρικές διαταραχές και για την απόκριση σε φαρμακολογικές παρεμβάσεις Δουλεύουμε με μοντέλα ποντικιών, δείγματα ασθενών και κυτταροκαλλιέργειες και χρησιμοποιούμε μεθοδολογικές προσεγγίσεις συμπεριφορικής βιολογίας, πρωτεομικής/μεταβολωμικής, πρωτεϊνικής βιοχημείας και φαρμακολογίας. Σκοπός μας είναι να δημιουργήσουμε ένα περιβάλλον συνεργασίας που προωθεί την επιστημονική εξέλιξη και επικοινωνία. Τα μιτοχόνδρια ως ρυθμιστές και θεραπευτικοί στόχοι για το υψηλό άγχος και το στρες Η μοριακή βάση των νευροψυχιατρικών διαταραχών παραμένει κατά πολύ ανεξερεύνητη. Τα μιτοχόνδρια είναι οργανίδια του κυττάρου που παράγουν ενέργεια, ρυθμίζουν το οξειδωτικό στρες και επηρεάζουν τη νευροδιαβίβαση στον εγκέφαλο (Filiou and Sandi 2019, Trends Neurosci). Έχουμε δείξει ότι μιτοχονδριακά μονοπάτια αλλάζουν στο υψηλό άγχος και κατά την απόκριση στο στρες (Filiou et al. 2011, Biol Psychiatry; Lopes et al. 2017 Cereb Cortex). Εξετάζουμε πώς διαφορετικά είδη στρες και περιβαλλοντικές παρεμβάσεις επηρεάζουν μιτοχονδριακές λειτουργίες (Thomou*, Nussbaumer*, Grammenou* et al. 2024, Mol Neurobiol). Ταυτόχρονα, μελετάμε πώς η μιτοχονδριακή δυναμική, το σύνολο των μηχανισμών που ρυθμίζουν τον ποιοτικό έλεγχο των μιτοχονδρίων, διαμορφώνει συμπεριφορές σχετικές με το στρες και το υψηλό άγχος (Papageorgiou and Filiou 2024, Neurosci Biobehav Rev). Οι υπάρχουσες φαρμακολογικές θεραπείες για τις νευροψυχιατρικές διαταραχές έχουν σοβαρές παρενέργειες, αργή δράση και υψηλά ποσοστά μη απόκρισης. Συνεπώς χρειάζεται να βρούμε νέους θεραπευτικούς στόχους για την καθιέρωση αποτελεσματικότερων θεραπειών. Έχουμε δείξει για πρώτη φορά πως η επιλεκτική στόχευση των μιτοχονδρίων έχει αγχολυτική επίδραση in vivo (Nussbaumer et al. 2016, Neuropsychopharmacology). Τώρα διερευνούμε τη θεραπευτική επίδραση ουσιών που στοχεύουν επιλεκτικά τα μιτοχόνδρια σε ζωικά μοντέλα νεροψυχιατρικών διαταραχών και κυτταροκελλιέργειες. Αλληλεπίδραση διατροφικών συνηθειών και υψηλού άγχους Οι αγχώδεις και οι διατροφικές διαταραχές εμφανίζονται σε αυξημένα επίπεδα στις σύγχρονες κοινωνίες, τείνουν να συνυπάρχουν και συναντώνται συχνότερα σε γυναίκες. Μελετάμε πώς διαφορετικά μοτίβα διατροφής όπως ο χρονικός και θερμιδικός περιορισμός της τροφής επηρεάζουν τη συμπεριφορά και τα μοριακά προφίλ υποπεριοχών του εγκεφάλου σε θηλυκά ποντίκια υψηλού άγχους. Επιπλέον, διερευνούμε μιτοχονδριακούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν διατροφικές συνήθειες σε πληθυσμούς υψηλού άγχους, οι οποίοι μπορούν να στοχευθούν φαρμακολογικά για να επιφέρουν θεραπευτικά αποτελέσματα. Μοριακές υπογραφές για νεροψυχιατρικούς φαινοτύπους και απόκριση σε θεραπείες Μέχρι και σήμερα, δεν υπάρχουν μοριακοί βιοδείκτες που να χρησιμοποιούνται στην κλινική ψυχιατρική. Η εύρεση μοριακών υπογραφών για νευροψυχιατρικές διαταραχές θα διευκολύνει τη διάγνωση, την εξατομικευμένη θεραπεία και την ανακάλυψη βιοδεικτών. Aποκρυπτογραφούμε πρωτεομικά και μεταβολωμικά προφιλ νευροψυχιατρικών στον εγκέφαλο και σε περιφερικό υλικό ζωϊκών μοντέλων και ασθενών. Επίσης εξερευνούμε μοριακά μοτίβα χαρακτηριστικά για αποκρίσεις σε χορηγούμενες θεραπείες. Επικεφτείτε τη σελίδα του εργαστηρίου μας στο Facebook καθώς και τις ιστοσελίδες των προγραμμάτων ENERGEIA και BOND που χρηματοδοτούνται από το ΕΛΙΔΕΚ.
Μαρία Γεωργιάδου
Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η κύρια αιτία θνησιμότητας από καρκίνο παγκοσμίως. Αυτό αποδίδεται κυρίως στο γεγονός πως οι περισσότεροι καρκίνοι του πνεύμονα διαγιγνώσκονται στο στάδιο IV, όταν ο καρκίνος είναι ήδη μεταστατικός, με αποτέλεσμα η νόσος να μην είναι αντιμετωπίσιμη και τα ποσοστά επιβίωσης να είναι χαμηλά. Νέες καινοτόμες θεραπείες έχουν βελτιώσει το προσδόκιμο ζωής σε ορισμένους υποτύπους καρκίνου του πνεύμονα. Ωστόσο, το κλινικό όφελος εξακολουθεί να περιορίζεται σε μια μειοψηφία ασθενών, αντικατοπτρίζοντας την ανάγκη καλύτερης κατανόησης της υποκείμενης βιολογίας της νόσου. Η περιορισμένη θεραπευτική ανταπόκριση αποδίδεται και στην αντίσταση στα φάρμακα οδηγώντας σε υποτροπή. Η ακαμψία είναι μια βιοφυσική ιδιότητα του εξωκυττάριου θεμέλιου χώρου που ρυθμίζει τις κυτταρικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένου του πολλαπλασιασμού, της εισβολής και της διαφοροποίησης των κυττάρων, ενώ μπορεί να επηρεάσει και την απόκριση των κυττάρων στις θεραπείες. Η ικανότητα των κυττάρων να αισθάνονται/αντιλαμβάνονται την ακαμψία των ιστών και να την μετατρέπουν σε ενδοκυτταρικά σήματα ονομάζεται μηχανομεταγωγή. Ενώ γνωρίζουμε πώς επηρεάζει η ακαμψία τη συμπεριφορά των φυσιολογικών κυττάρων, η επίδραση της ακαμψίας στα καρκινικά κύτταρα - και πιο συγκεκριμένα στα καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα - παραμένει σε μεγάλο βαθμό ασαφής. Στο εργαστήριο, χρησιμοποιούμε υδρογέλες με ρυθμιζόμενη ακαμψία για να μελετήσουμε την επίδραση της ακαμψίας του εξωκυττάριου θεμέλιου χώρου στην ανάπτυξη και την μετακίνηση των καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα, καθώς και στην απόκρισή τους στη φαρμακευτική αγωγή και τις επιπτώσεις στον κυτταρικό τους μεταβολισμό. Εικόνα 1. (A) Σχηματική αναπαράσταση της δημιουργίας υδρογελών με ρυθμιζόμενη ακαμψία (προσαρμογή από Barber, Georgiadou et al JSC 2020); (B) Αντιπροσωπευτικές εικόνες κυττάρων της κυτταρικής σειράς HCC827 πάνω σε μαλακό (αριστερά) ή σκληρό (δεξιά) υπόστρωμα. Έχει γίνει χρώση είδική για την ακτίνη (phalloidin, κόκκινο) και με αντίσωμα που αναγνωρίζει την ενεργή μορφή της ιντεγκρίνης β1 (12G10, πράσινο). Ερευνητικοί στόχοι: Να κατανοήσουμε πώς η ακαμψία του εξωκυττάριου χώρου ρυθμίζει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα, τη μεταναστευτική τους συμπεριφορά και την αντίστασή τους στα φάρμακα Να εντοπίσουμε νέες θεραπευτικές ευπάθειες σε καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα που θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν με στοχευμένες θεραπείες
Χρήστος Γ. Γκόγκας
Η πολύπλοκη πολυγενετική φύση των διαταραχών του εγκεφάλου, όπως οι νευροαναπτυξιακές διαταραχές (Διαταραχή Αυτιστικού Φάσματος, σύνδρομο εύθραυστου Χ, διανοητική αναπηρία) οι νευροψυχιατρικές διαταραχές (κατάθλιψη, σχιζοφρένεια) και οι νευροεκφυλιστικές νόσοι (νόσος του Parkinson, νόσος του Alzheimer) μαζί με μια πληθώρα μη γενετικών παραγόντων, παρεμποδίζουν τις προσπάθειές μας να τις κατανοήσουμε και να τις αντιμετωπίσουμε. Μελετώντας συγκλίνουσες σηματοδοτικές, μοριακές και κυτταρικές οδούς , μπορούμε να κατανοήσουμε την αιτιολογία αυτών των διαταραχών του εγκεφάλου. Οι πρωτεΐνες των κυττάρων καταλύουν τις περισσότερες από τις αντιδράσεις από τις οποίες εξαρτάται η ζωή. Μεταφραστικός έλεγχος είναι το άθροισμα των ρυθμιστικών γεγονότων που υπαγορεύουν αλλαγές στην σύνθεση πρωτεϊνών, ανά mRNA, ανά μονάδα χρόνου, και είναι καθοριστικός ρυθμιστής της αφθονίας των πρωτεϊνών. Το εργαστήριό μας επικεντρώνει στην κατανόηση των μοριακών και σηματοδοτικών μηχανισμών του μεταφραστικού ελέγχου στον εγκέφαλο και πώς αυτοί ελέγχουν τις σύνθετες λειτουργίες και συμπεριφορές του εγκεφάλου, όπως μάθηση, μνήμη, κοινωνικές αλληλεπιδράσεις, άγχος και φόβος, αλλά και πώς επηρεάζουν την υγεία του εγκεφάλου (π.χ. νευροεκφύλιση). Η έρευνα μας εστιάζει στους παρακάτω στόχους: Διερεύνηση του μετα-μεταγραφικού μεταφραστικού ελέγχου: Το εργαστήριο στοχεύει στη διαλεύκανση των μηχανισμών της μετα-μεταγραφικής ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης στον εγκέφαλο, εστιάζοντας στον τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες σηματοδότησης και οι πρωτεΐνες που προσδένονται στο mRNA διαμορφώνουν τη μετάφραση του mRNA. Αξιοποίηση ανθρώπινων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων: Το εργαστήριο επιδιώκει να αξιοποιήσει τα εγκεφαλικά οργανοειδή που προέρχονται από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα για τη μελέτη της ανάπτυξης και της λειτουργίας των ανθρώπινων νευρικών κυκλωμάτων. Η προσέγγιση αυτή θα προσφέρει πληροφορίες για τα κυτταρικά και μοριακά μονοπάτια που διαταράσσονται στις νευρολογικές ασθένειες. Ανάπτυξη μοντέλων ασθενειών σε τρωκτικά: Στόχος μας είναι να αναπτύξουμε και να χαρακτηρίσουμε μοντέλα τρωκτικών που μιμούνται με ακρίβεια τις ανθρώπινες νευροβιολογικές διαταραχές, όπως ο αυτισμός. Τα μοντέλα αυτά θα διευκολύνουν τη διερεύνηση των μηχανισμών της νόσου και τη δοκιμή πιθανών θεραπευτικών προσεγγίσεων. Καινοτόμες θεραπευτικές στρατηγικές: Στόχος μας είναι να διερευνήσουμε νέες θεραπευτικές στρατηγικές που στοχεύουν στη δυσλειτουργία της πρωτεϊνοσύνθεσης στις νευρολογικές διαταραχές. Με την ανάπτυξη γενετικών και φαρμακολογικών εργαλείων, στοχεύουμε στην αποκατάσταση της φυσιολογικής πρωτεϊνοσύνθεσης και στη βελτίωση των συμπτωμάτων της νόσου.
Ευάγγελος Κωλέττας
Η ομάδα μας μελετά τις πορείες μεταγωγής σήματος της οικογένειας των μεταγραφικών παραγόντων NF-κB καθώς επίσης και το ρόλο του ρυθμιστικού δικτύου IKK/NFκB-miRNA στις αποκρίσεις σε βλάβες στο DNA και σε προ-φλεγμονώδεις καταστάσεις που επηρεάζουν τη γήρανση και τον καρκίνο.Οι μεταγραφικοί παράγοντες μεταγραφής (TFs) NF-κB είναι σημαντικοί ρυθμιστές των προ-φλεγμονωδών και στρεσογόνων αποκρίσεων, και τα ανοδικά σηματοδοτικά μόρια τους υπερεκφράζονται ή ενεργοποιούνται σε παθήσεις του πνεύμονα, καθώς επίσης και στο μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (non-small cell lung cancer; NSCLC), με δυσμενή πρόγνωση για την επιβίωση των ασθενών. Η ενεργοποίηση των μεταγραφικών παραγόντων NF-κB επιτυγχάνεται με δύο κύριες πορείες σηματοδότησης: Μία κανονική σηματοδοτική πορεία ενεργοποίησης του NF-κB διαμεσολαβούμενη από την κινάση σερίνης/θρεονίνης (Ser/Thr) ΙΚΚβ με την οποία τα ετεροδιμερή των υπομονάδων c-Rel/p50 ή p65/50 μετατοπίζονται στον πυρήνα και ρυθμίζουν την έκφραση γονιδίων-στόχων τους, και μια μη-κανονική ή εναλλακτική σηματοδοτική πορεία ενεργοποίησης του NF-κB διαμεσολαβούμενη από την κινάση Ser/Thr ΙΚΚα με την οποία τα ετεροδιμερή των υπομονάδων pρ52/RelB μετατοπίζονται στον πυρήνα και ρυθμίζουν την έκφραση ενός διαφορετικού υποσυνόλου γονιδίων-στόχων τους.Χρησιμοποιώντας κυτταρικά συστήματα in vitro και νέα διαγονιδιακά μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα ποντικού in vivo, μελετάμε:1. τους μηχανισμούς δράσης της κανονικής σηματοδοτικής πορείας IKKβ/NF-κB στον NSCLC2. το ρόλο του ρυθμιστικού δικτύου NF-κB-miRNA στον NSCLC3. τους μηχανισμοί δράσης της ΙΚΚα στον NSCLC4. τους μηχανισμούς δράσης της ΙΚΚα στη γήρανση που προκαλείται από ογκογόνο στρεςΤαυτοποίηση νέων ρυθμιστικών πρωτεϊνών των αποκρίσεων σε βλάβες του DNA, της φλεγμονής και του καρκίνου, μέσω σάρωσης μεγάλης κλίμακας με την τεχνολογία CRISPR/Cas9Θα χρησιμοποιήσουμε λεντιϊκές βιβλιοθήκες CRISPR/Cas9 για την απενεργοποίηση πρωτεϊνικών κινασών ή μεταγραφικών παραγόντων για να ταυτοποιήσουμε νέους ρυθμιστές των αποκρίσεων σε βλάβες του DNA και τη φλεγμονή διαδικασίες που εμπλέκονται στην καρκινογένεση.
Πέτρος Μαραγκός
Η διαδικασία της Mείωσης στα γαμετικά κύτταρα των θηλαστικών ξεκινά στις ωοθήκες πριν από τη γέννηση. Ο συνολικός αριθμός των ωοκυττάρων εμφανίζονται στις ωοθήκες κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης όταν τα γαμετικά κύτταρα εισέρχονται στη μείωση και παραμένουν ακινητοποιημένα στην Πρόφαση. Η κατάσταση ακινητοποίησης της πρόφασης μπορεί να διαρκέσει για χρόνια, και στον άνθρωπο, η κατάσταση ακινητοποίησης μπορεί να διαρκέσει έως και 50 χρόνια. Από την εφηβεία, τα ωοκύτταρα λαμβάνουν ορμονικά ερεθίσματα για να αναπτυχθούν και να αποκτήσουν την ικανότητα να επανεκκινήσουν τη Μείωση. Αυτή η παρατεταμένη κατάσταση ακινητοποίησης καθιστά τα ωοκύτταρα εξαιρετικά ευαίσθητα στη συσσώρευση περιβαλλοντικών ή ενδογενών προσβολών, που μπορεί να επηρεάσουν τη γενετική ακεραιότητα των θηλυκών γαμετών και επομένως τη γενετική ακεραιότητα του μελλοντικού εμβρύου. Επιπλέον, μια μακροχρόνια κατάσταση ακινητοποίησης επηρεάζει τη φυσιολογία και τη δυναμική των ωοκυττάρων που οδηγούν στην ηλικιακά-εξαρτώμενη υπογονιμότητα. Η γονιμότητα και η φυσιολογική ανάπτυξη του εμβρύου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σωστή ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου κατά τη διάρκεια της γαμετογένεσης και της πρώιμης εμβρυικής ανάπτυξης. Η ομάδα μας ασχολείται με τη μελέτη της ρύθμισης του κυτταρικού κύκλου και την απόκριση σε βλάβες του DNA κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του ωοκυττάρου και του πρώιμου εμβρύου στα θηλαστικά. Οι ερευνητικές δραστηριότητες του Εργαστηρίου Αναπτυξιακής & Αναπαραγωγικής Βιολογίας συνοψίζονται στα εξής: Μελέτη του κυτταρικού κύκλου ωοκυττάρων, ωαρίων και προ-εμφυτευτικών εμβρύων θηλαστικών. Μελέτη της απόκρισης ωοκυττάρων, ωαρίων και προ-εμφυτευτικών εμβρύων σε βλάβες του DNA. Προσδιορισμός του ρόλου και της λειτουργίας ωοκυτταρικών ρυθμιστών που παρουσιάζουν και ογκογονική έκφραση. Μελέτη των μηχανισμών της γήρανσης ωοκυττάρων και της σχέσης της με χρωμοσωμικές ανωμαλίες, ανευπλοειδία και βλάβες του DNA. Εξέταση των επιπτώσεων διατροφικών και αγχωδών διαταραχών στην ανάπτυξη των ωοκυττάρων.
Carol Murphy
Η αγγειοποίηση (vasculogenesis) είναι μια θεμελιώδης αναπτυξιακή διαδικασία, κατά την οποία οι μεσοδερματικοί πρόγονοι διαφοροποιούνται σε ενδοθηλιακά κύτταρα (ΕΚ). Το αρχικό αγγειακό πλέγμα, που σχηματίζεται μόνο από EK, ωριμάζει περαιτέρω μέσω της διαδικασίας της αγγειακής μυογένεσης, κατά την οποία τα τοιχωματικά κύτταρα (ΤΚ), όπως τα περικύτταρα (ΠΚ) και τα αγγειακά λεία μυϊκά κύτταρα (ΛΜΚ), προσλαμβάνονται στα αγγεία μέσω διασταυρούμενης αλληλεπίδρασης με τα ΕΚ που διαφοροποιούνται τοπικά. Τέτοια ώριμα αγγεία που αποτελούνται από ΕΚ και ΠΚ/ΛΜΚ μπορούν να σχηματίσουν νέα αγγεία χρησιμοποιώντας εκβλαστήσεις σε μια διαδικασία που ονομάζεται αγγειογένεση (angiogenesis). Πολλά μόρια συμμετέχουν στη ρύθμιση της μορφογένεσης των αγγείων κατά την πρώιμη ανάπτυξη (αγγειοποίηση) ή σε μεταγενέστερα στάδια της ανάπτυξης και μετά τη γέννηση (αγγειογένεση). Είναι ενδιαφέρον ότι ο VEGFA φαίνεται να ρυθμίζει και τις δύο διαδικασίες, αν και στην αγγειοποίηση επιτυγχάνει τη διαφοροποίηση των μεσοδερματικών κυττάρων αρχικά σε αγγειακά προγονικά κύτταρα (ΑΠΚ) και περεταίρω σε ΕΚ, ενώ στην αγγειογένεση δημιουργεί νέα αγγεία με εκβλαστήσεις των ΕΚ. Έτσι, η σηματοδότηση του VEGF δημιουργεί την αυξημένη αγγειογένεση που παρατηρείται στις αγγειογενετικές νόσους και ιδιαίτερα στους όγκους. Ομοίως, οι σηματοδοτικοί καταρράκτες του VEGF απαιτούνται για τη δημιουργία αγγείων στον τομέα της μηχανικής των αγγείων στην αναγεννητική ιατρική. Συνεπώς, απαιτείται λεπτομερής γνώση της σηματοδότησης του VEGF που ρυθμίζει τόσο την αγγειοποίηση όσο και την αγγειογένεση. Ωστόσο, προς το παρόν δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου πληροφορίες σχετικά με τους σηματοδοτικούς καταρράκτες του VEGF στην αγγειοποίηση. Η μηχανική των αγγείων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία της αναγεννητικής ιατρικής, επειδή η ταχύτητα με την οποία τα εμφυτευμένα κύτταρα αγγειοποιούνται από τον ξενιστή είναι σημαντική. Η καθυστερημένη αγγείωση του εμφυτεύματος έχει ως αποτέλεσμα χαμηλά ποσοστά επιβίωσης των κυττάρων. Έτσι, ιδανικά, η ιστική κατασκευή (ΙΚ) θα πρέπει να έχει ήδη αγγειοποιηθεί in vitro πριν από την εμφύτευση in vivo. Έχουμε ήδη ξεκινήσει ένα πρόγραμμα για τη μηχανική των αγγείων που βασίζεται στον επαναπρογραμματισμό ανθρώπινων ινοβλαστών για τη δημιουργία ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) και τη μετέπειτα διαφοροποίηση των hiPSCs, μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων, σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ σε χημικά καθορισμένα μέσα ή σε ΠΚ/ΛΜΚ. Ενώ αυτό αποτελεί ένα βήμα προς την πρόοδο, υπάρχουν πολλά κενά στις γνώσεις μας που πρέπει να απαντηθούν. Πράγματι, οι μεσοδερματικοί VEGFR2+ ενδιάμεσοι κυτταρικοί πληθυσμοί και τα ΑΠΚ δεν έχουν χαρακτηριστεί καλά και σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για τους επαγόμενους από τον VEGF-A καταρράκτες σηματοδότησης που διαφοροποιούν/δεσμεύουν τα μεσοδερματικά ενδιάμεσα κύτταρα σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ. Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τεχνολογιών αιχμής, θα διερευνήσουμε τα σηματοδοτικά μονοπάτια του VEGF-A που ευθύνονται για την αγγειοποίηση, την de novo δημιουργία ΕΚ από το μεσόδερμα (βλ. στόχους). Η μηχανική των αγγείων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία της αναγεννητικής ιατρικής, επειδή η ταχύτητα με την οποία τα εμφυτευμένα κύτταρα αγγειοποιούνται από τον ξενιστή είναι σημαντική. Η καθυστερημένη αγγείωση του εμφυτεύματος έχει ως αποτέλεσμα χαμηλά ποσοστά επιβίωσης των κυττάρων. Έτσι, ιδανικά, η ιστική κατασκευή (ΙΚ) θα πρέπει να έχει ήδη αγγειοποιηθεί in vitro πριν από την εμφύτευση in vivo. Έχουμε ήδη ξεκινήσει ένα πρόγραμμα για τη μηχανική των αγγείων που βασίζεται στον επαναπρογραμματισμό ανθρώπινων ινοβλαστών για τη δημιουργία ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) και τη μετέπειτα διαφοροποίηση των hiPSCs, μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων, σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ σε χημικά καθορισμένα μέσα ή σε ΠΚ/ΛΜΚ. Ενώ αυτό αποτελεί ένα βήμα προς την πρόοδο, υπάρχουν πολλά κενά στις γνώσεις μας που πρέπει να απαντηθούν. Πράγματι, οι μεσοδερματικοί VEGFR2+ ενδιάμεσοι κυτταρικοί πληθυσμοί και τα ΑΠΚ δεν έχουν χαρακτηριστεί καλά και σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για τους επαγόμενους από τον VEGF-A καταρράκτες σηματοδότησης που διαφοροποιούν/δεσμεύουν τα μεσοδερματικά ενδιάμεσα κύτταρα σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ. Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τεχνολογιών αιχμής, θα διερευνήσουμε τα σηματοδοτικά μονοπάτια του VEGF-A που ευθύνονται για την αγγειοποίηση, την de novo δημιουργία ΕΚ από το μεσόδερμα (βλ. στόχους). Πρόσφατα, επεκτείναμε την έρευνά μας στο ρόλο των ΕΚ στις νευροεκφυλιστικές νόσους, χρησιμοποιώντας τη νόσο του Πάρκινσον ως μοντέλο. Δημιουργούμε μια Νευροαγγειακή Μονάδα για τη νόσο αυτή που συνδυάζει όλα τα σχετικά κύτταρα (αστροκύτταρα, μικρογλοία, ντοπαμινεργικούς νευρώνες, ΕΚ και ΠΚ) σε μια πλατφόρμα μικρορευστομηχανικής για να διερευνήσουμε την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων και τις μεταβολές σε αυτό το σύστημα. Επιπλέον, το σύστημα αυτό θα χρησιμοποιηθεί για προκλινικές μελέτες σχετικά με θεραπείες για τη νόσο του Πάρκινσον. Στόχοι Προσδιορισμός του επαγόμενου από τον VEGF κυκλώματος που ρυθμίζει την αγγειοποίηση κατά τη διάρκεια της μηχανικής των αγγείων με τη χρήση φωσφοπρωτεομικής ανάλυσης, single cell RNSAseq, single cell ATACseq και βιοπληροφορικής ανάλυσης. Αξιολόγηση της συμμετοχής της ροής/διατμητικής τάσης και των τοιχωματικών κυττάρων στη διαφοροποίηση των hiPSCs σε ΕΚ μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων σε πλατφόρμες μικρορευστομηχανικής. Δημιουργία ενός προκλινικού μοντέλου της νόσου του Πάρκινσον με τη χρήση ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) από ασθενείς με Πάρκινσον και ισογονικούς μάρτυρες για τη διερεύνηση της Νευροαγγειακής Μονάδας στην νόσου του Πάρκινσον.
Frank Fackelmayer
Η ομάδα μας ενδιαφέρεται για την επιγενετική και τη λειτουργική αρχιτεκτονική του πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων, καθώς και για το ρόλο τους στην ανθρώπινη ανάπτυξη, υγεία και ασθένεια. Είναι γενικά αποδεκτό ότι η χρωματίνη είναι οργανωμένη σε τοπολογικά συσχετιζόμενες περιοχές που σχηματίζονται και διατηρούνται για να παρέχουν την περίπλοκη υποδομή που απαιτείται για τη σωστή ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και της αντιγραφής του DNA. Μελετάμε πώς αυτή η υψηλού επιπέδου οργάνωση της χρωματίνης ρυθμίζεται από τις αρχιτεκτονικές πρωτεΐνες του κυτταρικού πυρήνα και τις επιγενετικές τροποποιήσεις τους. Ένα από τα επίκεντρα της έρευνάς μας είναι η πρωτεΐνη Scaffold Attachment Factor A (SAF-A), ένα ουσιαστικό συστατικό του πυρηνικού ικριώματος/ματρίδας που εμπλέκεται στην αναδίπλωση της χρωματίνης σε λειτουργικά ανεξάρτητες μονάδες γονιδιακής έκφρασης. Είναι σημαντικό ότι ο SAF-A συνδέεται επίσης με τον PRMT1, μέλος της επιγενετικής οικογένειας των πρωτεϊνικών μεθυλοτρανσφερασών αργινίνης, και προφανώς προσλαμβάνει το ένζυμο σε στρατηγικά σημαντικές περιοχές του γονιδιώματος για να συμβάλει στην επιγενετική ρύθμιση της τοπικής γονιδιακής προσβασιμότητας και δραστηριότητας. Εικόνα: SAF-A είναι απαραίτητη για τη λειτουργική αρχιτεκτονική του κυτταρικού πυρήνα. Τα αριστερά πλαίσια δείχνουν ότι η SAF-A πλήρους μήκους άγριου τύπου και η χύδην χρωματίνη συν-εντοπίζονται στον πυρήνα, ενώ τα δεξιά πλαίσια δείχνουν πώς μια κυρίαρχα αρνητική κατασκευή της SAF-A, που ονομάζεται C280, οδηγεί σε συνολική κατάρρευση της δομής της χρωματίνης. Κάθε πάνελ δείχνει ένα διαμολυσμένο κύτταρο και γειτονικά κύτταρα χωρίς διαμόλυνση για έλεγχο. Σημειώστε πώς το C280 και η κατάρρευση της χρωματίνης αλληλοαποκλείονται. Η τρέχουσα έρευνά μας έχει τους ακόλουθους στόχους: * να κατανοήσουμε πώς η SAF-A επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση μέσω της ρύθμισης της αναδίπλωσης της χρωματίνης * καθιέρωση μεθόδων σε ζωντανά κύτταρα για τη μελέτη της σύνδεσης της πυρηνικής δομής και της κυτταρικής φυσιολογίας * να περιγράψουμε κυτταρικές οδούς που επηρεάζονται άμεσα ή έμμεσα από το SAF-A * αποκρυπτογράφηση των λειτουργικών συνεπειών αυτής της ρύθμισης στην κυτταρική φυσιολογία και διαφοροποίηση * να διευκρινιστεί πώς η μεθυλίωση αργινίνης μέσω των PRMTs εμπλέκεται στη ρύθμιση της οργάνωσης της χρωματίνης Συνολικά, οι τρέχουσες μελέτες θα ρίξουν φως σε θεμελιώδεις πτυχές της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και θα οδηγήσουν στην αξιοποίηση αυτής της νέας γνώσης για τον ορθολογικό σχεδιασμό νέων εφαρμογών στην ιατρική.
Δημήτρης Μπέης
Αναπληρωτής Καθηγητής Βιολογικής Χημείας, Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Είμαι Αναπληρωτής Καθηγητής Βιολογικής Χημείας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων και συνεργαζόμενος ερευνητής στο ΙΒΕ-ΙΤΕ. Τα ερευνητικά μου ενδιαφέροντα είναι στα πεδία της Βιοχημείας, Αναπτυξιακής και Κυτταρικής Βιολογίας. Στο εργαστήριο μου χρησιμοποιούμε το zebrafish (Danio rerio), ένα μικρό τροπικό ψάρι ως ζωικό πρότυπο για την δημιουργία πειραματικών μοντέλων ανθρωπίνων νόσων. To zebrafish παρέχει μια πληθώρα πλεονεκτημάτων για την Ιατροβιολογική Έρευνα και κυρίως την δυνατότητα να μελετηθούν σηματοδοτικά μονοπάτια σε επίπεδο οργανισμού in vivo. Τα έμβρυα είναι μικρά σε μέγεθος και η ανάπτυξη τους δεν εξαρτάται πλήρως από τη λειτουργία του καρδιαγγειακού συστήματος, αφού ακόμα και σε πλήρη απουσία κυκλοφορίας, λαμβάνουν επαρκές οξυγόνο με παθητική διάχυση για να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν με σχετικά κανονικό πρότυπο για μερικές μέρες. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μελετηθεί, η ανάπτυξη σοβαρών φαινοτύπων του καρδιαγγειακού συστήματος σε αντίθεση με αντίστοιχα μοντέλα επιμύων. Ανακαλύψαμε ότι η ανάπτυξη των καρδιακών βαλβίδων επηρεάζεται από την συσταλτικότητα της καρδιάς και τις αιμοδυναμικές επιδράσεις στα ενδοκαρδιακά κύτταρα, των οποίων ο συνδυασμός την καθιστούν εξαιρετικά ευάλωτη. Μελετάμε την ανάπτυξη των καρδιακών βαλβίδων και δείξαμε ότι αυτές μπορούν να αναγεννηθούν σε έμβρυα και ενήλικα zebrafish. Το τελευταίο διάστημα επικεντρωνόμαστεε στο πώς ή ρύθμιση της ανοσολογικής απόκρισης μετά από πρόκληση καρδιακής βλάβης επηρεάζει την αναγέννηση της καρδιάς. Επιπλέον χρησιμοποιούμε φυσικά εκχυλίσματα για την ανίχνευση νέων βιοδραστικών ουσιών που μπορούν να αναστείλουν την αγγειογένεση, την παραγωγή μελανίνης και να επάγουν αναγέννηση ή επούλωση τραυμάτων με βάση φαινοτυπικούς ελέγχους σε έμβρυα zebrafish. Περιγραφή φωτογραφίας A) Τα zebrafish είναι ένα πολύτιμο πειραματικό μοντέλο για την ΒιοΙατρική Έρευνα. B) 3D αναπαράσταση εικόνων συνεστιακής μικροοσκοπίας μίας ενήλικης καρδιάς zebrafish, με το αγγειακό δίκτυο της καρδιάς να απεικονίζεται μέσω του διαγονιδίου fli1:GFP. C) 3D αναπαράσταση εικόνων συνεστιακής μικροοσκοπίας μίας ενήλικης καρδιάς zebrafish με τις καρδιακές βαλβίδες να σημαίνονται μέσω ανοσοιστοχημείας ενός αντισώματος ελαστίνης (μωβ) Ερευνητικοί στόχοι: Ανακάλυψη νέων γονιδίων τα οποία εμπλέκονται σε καρδιοπάθειες χρησιμοποιώντας γενετική πληροφορία από επιδημιολογικές μελέτες και αλληλούχιση νέας γενιάς (π.χ. λειτουργική επαλήθευση αλληλομόρφων άγνωστης κλινικής σημασίας). Μελέτη του ρόλου των κυττάρων της φυσικής ανοσίας στην αναγέννηση της καρδιάς. Ανακάλυψη νέων βιοδραστικών ουσιών από φυσικά προϊόντα και άλλα εκχυλίσματα, χρησιμοποιώντας in vivo φαινοτυπικούς ελέγχους σε έμβρυα zebrafish.
Δημήτριος Ι. Φωτιάδης
Η Μονάδα Ιατρικής Τεχνολογίας και Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων (MEDLAB) είναι μια ιδιαίτερα καινοτόμος και αυτόνομη ερευνητική μονάδα που εδρεύει στο Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Η μονάδα δραστηριοποιείται έντονα στους τομείς της Βιοϊατρικής Μηχανικής και της ανάπτυξης Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων. Διαθέτει διεθνώς αναγνωρισμένη αριστεία στη διεξαγωγή επιστημονικής έρευνας υψηλής ποιότητας και στην ανάπτυξη καινοτόμων εφαρμογών, προϊόντων και υπηρεσιών Πληροφορικής (IT). Η μονάδα έχει συντονιστή τον Καθ. Δημήτριο Ι. Φωτιάδη, ο οποίος είναι Καθηγητής Βιοϊατρικής Τεχνολογίας στο Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων και στελεχώνεται με καταρτισμένους επιστήμονες, ερευνητές και άλλο προσωπικό από τον τομέα της Πληροφορικής. Λεζάντα: Ερευνητικές δραστηριότητες της Μονάδας Ιατρικής Τεχνολογίας και Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων Ερευνητικοί στόχοι του MEDLAB: Μοντελοποίηση πολλαπλής κλίμακας Βιολογικών Ιστών και Συστημάτων Η Μονάδα Ιατρικής Τεχνολογίας και Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων έχει επιδείξει μια μοναδική τεχνογνωσία στη μοντελοποίηση πολλαπλής κλίμακας βιολογικών ιστών και συστημάτων για τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Το πεδίο της έρευνας είναι ευρύ και ασχολείται με την αριθμητική μοντελοποίηση: α) καρδιαγγειακών παθήσεων, β) υπολογιστική μοντελοποίηση οστικών παθολογιών, γ) γλυκαιμικό έλεγχο σε διαβητικούς ασθενείς και δ) μοντελοποίηση της λειτουργίας της ακοής στο μέσο και έσω αυτί. Επεξεργασία Βιοϊατρικών και Γενετικών Δεδομένων Η Μονάδα Ιατρικής Τεχνολογίας και Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων δραστηριοποιείται σε διάφορους τομείς της βιοπληροφορικής, όπως: (α) Ταξινόμηση αλληλουχίας με βάση την εξαγωγή προτύπων, (β) Ισομερισμός Cis/trans του πεπτιδικού δεσμού με χρήση εξόρυξης δεδομένων, (γ) Αναδίπλωση πρωτεϊνών αναγνώριση με χρήση κρυφού μοντέλου Markov και (δ) Εξέλιξη του καρκίνου του στόματος με βάση την ενσωμάτωση ετερογενών δεδομένων και μεθόδων ανάλυσης δεδομένων. Ευφυή πληροφοριακά συστήματα Η Μονάδα Ιατρικής Τεχνολογίας και Ευφυών Πληροφοριακών Συστημάτων δραστηριοποιείται στην ανάπτυξη ευφυών πληροφοριακών συστημάτων. Αυτός ο ευρύς τομέας περιλαμβάνει την ανάπτυξη και την επικύρωση υπερσύγχρονων συστημάτων τηλεϊατρικής για την παρακολούθηση ασθενών με χρόνιες παθήσεις, ασθενών που αποκαθίστανται μετά από σκελετικά τραύματα ή αθλητικούς τραυματισμούς και άτομα που χρειάζονται ειδική φροντίδα, όπως έγκυες γυναίκες ή άτομα με φοβίες. Φορετές συσκευές Ο ερευνητικός στόχος είναι διπλός: α) υπολογιστική μοντελοποίηση της διάδοσης με υπερήχους σε επούλωση και οστεοπορωτικά μακρά οστά για την παρακολούθηση της εξέλιξης της οστεοπόρωσης και της επούλωσης καταγμάτων, β) η ανάπτυξη εμβιομηχανικής μεθοδολογίας για την περιγραφή της σχέσης οστού-εμφυτεύματος.
Κωνσταντίνος Παπαλουκάς
Η Βιοπληροφορική συνδυάζει τις επιστήμες της Βιολογίας και της Πληροφορικής και μπορεί να χωριστεί σε τρεις κύριους υποκλάδους: α) την ανάπτυξη νέων αλγορίθμων και μεθόδων βάσει των οποίων αξιολογούνται οι σχέσεις μεταξύ των μελών μεγάλων συνόλων δεδομένων, β) την ανάλυση και την ερμηνεία διαφόρων τύπων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των βιολογικών αλληλουχιών, των πρωτεϊνικών δομών και περιοχών, αλλά και των κλινικών και βιοϊατρικών, και γ) την ανάπτυξη και εφαρμογή εργαλείων που επιτρέπουν την αποτελεσματική πρόσβαση και διαχείριση διαφόρων τύπων πληροφοριών. Στο εργαστήριο Βιοπληροφορικής ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην οργάνωση και ανάπτυξη αυτόνομης έρευνας σε σύγχρονα αντικείμενα, όπως της υπολογιστικής ανάλυσης των πρωτεϊνών και γενικότερα των βιομορίων, της ανάπτυξης υπολογιστικών τεχνικών για τη μελέτη βιολογικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών και υδάτινων, καθώς και και της βιοϊατρικής τεχνολογίας. Συσταδοποίηση και ανάλυση δεδομένων έκφρασης γονιδίων με χάρτες αυτό-οργάνωσης (SOMs) Ερευνητικοί στόχοι: Συλλογή & διαχείριση βιοϊατρικών δεδομένων Επεξεργασία & ανάλυση ακολουθιών DNA & πρωτεϊνών Ανάλυση δεδομένων ευρείας κλίμακας Διάγνωση παθολογικών ιστών (μέσω γονιδιακών προφίλ) Ανάπτυξη συστημάτων υποστήριξης (ιατρικής) απόφασης
EMERITUS
Σπύρος Γεωργάτος
Spyros D. Georgatos is a member of BRI-FORTH since 2002. He holds a Medical Degree from the University of Athens, Greece (1980) and a Ph.D. in Biology from Yale University, USA (1985). He post-docked at Caltech and Rockefeller University in the US and served as a group leader in the Cell Biology Program of the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in the period 1990-1996. In 1999 he was elected an EMBO member, while serving as an Associate Professor at the University of Crete, School of Medicine, Greece. He is Head of the Laboratory of Biology at the Ioannina University, School of Medicine. Prof. Georgatos has published one book and numerous research articles (over 3.000 citations). His recent interests include stem cell differentiation and division, as it relates to nuclear structure and function. His administrative work includes the establishment of one of the first Graduate Programs in Cell and Molecular Biology in Greece (1998), service at the Scientific Board of the Hellenic Pasteur Institute (2001-2004) and management of several research grants.
Θεόδωρος Φώτσης
Η αγγειοποίηση (vasculogenesis) είναι μια θεμελιώδης αναπτυξιακή διαδικασία, κατά την οποία οι μεσοδερματικοί πρόγονοι διαφοροποιούνται σε ενδοθηλιακά κύτταρα (ΕΚ). Το αρχικό αγγειακό πλέγμα, που σχηματίζεται μόνο από EK, ωριμάζει περαιτέρω μέσω της διαδικασίας της αγγειακής μυογένεσης, κατά την οποία τα τοιχωματικά κύτταρα (ΤΚ), όπως τα περικύτταρα (ΠΚ) και τα αγγειακά λεία μυϊκά κύτταρα (ΛΜΚ), προσλαμβάνονται στα αγγεία μέσω διασταυρούμενης αλληλεπίδρασης με τα ΕΚ που διαφοροποιούνται τοπικά. Τέτοια ώριμα αγγεία που αποτελούνται από ΕΚ και ΠΚ/ΛΜΚ μπορούν να σχηματίσουν νέα αγγεία χρησιμοποιώντας εκβλαστήσεις σε μια διαδικασία που ονομάζεται αγγειογένεση (angiogenesis). Πολλά μόρια συμμετέχουν στη ρύθμιση της μορφογένεσης των αγγείων κατά την πρώιμη ανάπτυξη (αγγειοποίηση) ή σε μεταγενέστερα στάδια της ανάπτυξης και μετά τη γέννηση (αγγειογένεση). Είναι ενδιαφέρον ότι ο VEGFA φαίνεται να ρυθμίζει και τις δύο διαδικασίες, αν και στην αγγειοποίηση επιτυγχάνει τη διαφοροποίηση των μεσοδερματικών κυττάρων αρχικά σε αγγειακά προγονικά κύτταρα (ΑΠΚ) και περεταίρω σε ΕΚ, ενώ στην αγγειογένεση δημιουργεί νέα αγγεία με εκβλαστήσεις των ΕΚ. Έτσι, η σηματοδότηση του VEGF δημιουργεί την αυξημένη αγγειογένεση που παρατηρείται στις αγγειογενετικές νόσους και ιδιαίτερα στους όγκους. Ομοίως, οι σηματοδοτικοί καταρράκτες του VEGF απαιτούνται για τη δημιουργία αγγείων στον τομέα της μηχανικής των αγγείων στην αναγεννητική ιατρική. Συνεπώς, απαιτείται λεπτομερής γνώση της σηματοδότησης του VEGF που ρυθμίζει τόσο την αγγειοποίηση όσο και την αγγειογένεση. Ωστόσο, προς το παρόν δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου πληροφορίες σχετικά με τους σηματοδοτικούς καταρράκτες του VEGF στην αγγειοποίηση. Η μηχανική των αγγείων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία της αναγεννητικής ιατρικής, επειδή η ταχύτητα με την οποία τα εμφυτευμένα κύτταρα αγγειοποιούνται από τον ξενιστή είναι σημαντική. Η καθυστερημένη αγγείωση του εμφυτεύματος έχει ως αποτέλεσμα χαμηλά ποσοστά επιβίωσης των κυττάρων. Έτσι, ιδανικά, η ιστική κατασκευή (ΙΚ) θα πρέπει να έχει ήδη αγγειοποιηθεί in vitro πριν από την εμφύτευση in vivo. Έχουμε ήδη ξεκινήσει ένα πρόγραμμα για τη μηχανική των αγγείων που βασίζεται στον επαναπρογραμματισμό ανθρώπινων ινοβλαστών για τη δημιουργία ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) και τη μετέπειτα διαφοροποίηση των hiPSCs, μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων, σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ σε χημικά καθορισμένα μέσα ή σε ΠΚ/ΛΜΚ. Ενώ αυτό αποτελεί ένα βήμα προς την πρόοδο, υπάρχουν πολλά κενά στις γνώσεις μας που πρέπει να απαντηθούν. Πράγματι, οι μεσοδερματικοί VEGFR2+ ενδιάμεσοι κυτταρικοί πληθυσμοί και τα ΑΠΚ δεν έχουν χαρακτηριστεί καλά και σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για τους επαγόμενους από τον VEGF-A καταρράκτες σηματοδότησης που διαφοροποιούν/δεσμεύουν τα μεσοδερματικά ενδιάμεσα κύτταρα σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ. Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τεχνολογιών αιχμής, θα διερευνήσουμε τα σηματοδοτικά μονοπάτια του VEGF-A που ευθύνονται για την αγγειοποίηση, την de novo δημιουργία ΕΚ από το μεσόδερμα (βλ. στόχους). Η μηχανική των αγγείων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία της αναγεννητικής ιατρικής, επειδή η ταχύτητα με την οποία τα εμφυτευμένα κύτταρα αγγειοποιούνται από τον ξενιστή είναι σημαντική. Η καθυστερημένη αγγείωση του εμφυτεύματος έχει ως αποτέλεσμα χαμηλά ποσοστά επιβίωσης των κυττάρων. Έτσι, ιδανικά, η ιστική κατασκευή (ΙΚ) θα πρέπει να έχει ήδη αγγειοποιηθεί in vitro πριν από την εμφύτευση in vivo. Έχουμε ήδη ξεκινήσει ένα πρόγραμμα για τη μηχανική των αγγείων που βασίζεται στον επαναπρογραμματισμό ανθρώπινων ινοβλαστών για τη δημιουργία ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) και τη μετέπειτα διαφοροποίηση των hiPSCs, μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων, σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ σε χημικά καθορισμένα μέσα ή σε ΠΚ/ΛΜΚ. Ενώ αυτό αποτελεί ένα βήμα προς την πρόοδο, υπάρχουν πολλά κενά στις γνώσεις μας που πρέπει να απαντηθούν. Πράγματι, οι μεσοδερματικοί VEGFR2+ ενδιάμεσοι κυτταρικοί πληθυσμοί και τα ΑΠΚ δεν έχουν χαρακτηριστεί καλά και σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για τους επαγόμενους από τον VEGF-A καταρράκτες σηματοδότησης που διαφοροποιούν/δεσμεύουν τα μεσοδερματικά ενδιάμεσα κύτταρα σε ΑΠΚ και στη συνέχεια σε ΕΚ. Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό τεχνολογιών αιχμής, θα διερευνήσουμε τα σηματοδοτικά μονοπάτια του VEGF-A που ευθύνονται για την αγγειοποίηση, την de novo δημιουργία ΕΚ από το μεσόδερμα (βλ. στόχους). Πρόσφατα, επεκτείναμε την έρευνά μας στο ρόλο των ΕΚ στις νευροεκφυλιστικές νόσους, χρησιμοποιώντας τη νόσο του Πάρκινσον ως μοντέλο. Δημιουργούμε μια Νευροαγγειακή Μονάδα για τη νόσο αυτή που συνδυάζει όλα τα σχετικά κύτταρα (αστροκύτταρα, μικρογλοία, ντοπαμινεργικούς νευρώνες, ΕΚ και ΠΚ) σε μια πλατφόρμα μικρορευστομηχανικής για να διερευνήσουμε την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων και τις μεταβολές σε αυτό το σύστημα. Επιπλέον, το σύστημα αυτό θα χρησιμοποιηθεί για προκλινικές μελέτες σχετικά με θεραπείες για τη νόσο του Πάρκινσον. Στόχοι Προσδιορισμός του επαγόμενου από τον VEGF κυκλώματος που ρυθμίζει την αγγειοποίηση κατά τη διάρκεια της μηχανικής των αγγείων με τη χρήση φωσφοπρωτεομικής ανάλυσης, single cell RNSAseq, single cell ATACseq και βιοπληροφορικής ανάλυσης. Αξιολόγηση της συμμετοχής της ροής/διατμητικής τάσης και των τοιχωματικών κυττάρων στη διαφοροποίηση των hiPSCs σε ΕΚ μέσω μεσοδερματικών ενδιάμεσων σε πλατφόρμες μικρορευστομηχανικής. Δημιουργία ενός προκλινικού μοντέλου της νόσου του Πάρκινσον με τη χρήση ανθρώπινων επαγόμενων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (hiPSCs) από ασθενείς με Πάρκινσον και ισογονικούς μάρτυρες για τη διερεύνηση της Νευροαγγειακής Μονάδας στην νόσου του Πάρκινσον.
Αναστασία Σ. Πολίτου
Anastasia S. Politou is a member of BRI-FORTH since 2007. She holds a B.Sc. in Chemistry from the University of Athens, Greece and M.Sc. and PhD degrees in Chemistry from New York University, USA. She worked as a post-doctoral fellow in the Structural Biology and Biocomputing Program of the European Molecular Biology Laboratory (EMBL), as a Visiting Associate Professor in the Chemistry Dept., University of Crete and as a Research Fellow in the National Institute for Medical Research, Medical Research Council, Mill Hill, London, UK. Since 2001 she has been working as an Assistant Professor at the Ioannina University, School of Medicine. A.S. Politou has published 35 research articles (over 1.080 citations). Her recent research interests include the study of the structure and dynamics of chromatin-related proteins and protein complexes. Her administrative work includes the establishment and management of the first High Resolution NMR facility in Greece (University of Crete, 1996-1999) and of the DNA Microarray facility at the University of Ioannina and the management of several research grants.
