AUTOREFERAT MARTA AND RE S-MACH Tytuł osiągnięcia naukowego "Możliwości nasilania efektów przeciwpadaczkowych przez substancje wpływające na różne układy neuroprzekaźnikowe w doświadczalnych modelach padaczki"
1. POSIADANE DYPLOMY STOPNIE NAUKOWE, Z PODANIEM NAZWY, MIEJSCA, ROKU ICH UZYSKANIA I TYTUŁU ROZPRA WY DOKTORSKIEJ 2011 - Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji w Lublinie, Studia podyplomowe: "Zrządzanie projektami badawczymi współfinansowanymi z funduszy europejskich" 2006 - Uniwersytet Medyczny w Lublinie, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, doktor nauk medycznych w zakresie biologii medycznej Tytuł rozprawy doktorskiej: "Analiza izobolograficzna interakcji pomiędzy lewetiracetamem a wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi drugiej generacji w doświadczalnym modelu padaczki." 2002 - Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi, magister biologii Tytuł pracy magisterskiej: "Korelacja białek Par A i Par B a cykl życiowy Pseudomonas aeruginosa. " 2. ZA TRUDNIENIE 2010-obecnie - Adiunkt w Samodzielnej Pracowni Analiz Izobolograficznych w Instytucie Medycyny Wsi w Lublinie 2008-2009 - Adiunkt w Zakładzie Fizjopatologii w Instytucie Medycyny Wsi w Lublinie 2006-2008 - Stanowisko Post-Doctoral Research Scholar na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco (UCSF), Kalifornia, USA 2003-2006 - Asystent w Zakładzie Fizjopatologii w Instytucie Medycyny Wsi w Lublinie 2001-2002 - Praktyka zawodowa oraz przygotowywanie pracy magisterskiej w Instytucie Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie - 1 -
3. WSKAZANIE OSIĄGNIĘCIA* WYNIKAJĄCEGO Z ART. 16 UST 2 USTAWY Z DNIA 24 MARCA 2003 R. O STOPNIACH NAUKOWYCH I TYTULE NAUKOWYM (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.): a) Tytuł osiągnięcia naukowego: "Możliwości nasilania efektów przeciwpadaczkowych przez substancje wpływające na różne układy neuroprzekażnikowe w doświadczalnych modelach padaczki" b) Cykl 4 publikacji opublikowanych w czasopismach z Listy Filadelfijskiej (IF: 11,251 ; KBN/MNiSW: 107). 1) Additive interactions between 1-methyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline and clobazam in the mouse maximai electroshock-induced tonie seizure model - an isobolographic analysis for parallei dose-response relationship curves. Andres-Mach M, Haratym-Maj A, Zagaja M, Luszczki JJ. Pharmacology. 2014; 93(3-4):172-7 IF= 1,603, MNiSW=20 Indywidualny wkład w publikację - 80%: koncepcja pracy, przeprowadzenie doświadczeń, przygotowanie manuskryptu. 2) Effect of 1-methyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline on the protective action of various antiepileptic drugs in the maximai electroshock-induced seizure model: a type " isobolographic analysis. Andres-Mach M, Zadrożniak A, Haratym-Maj A, Florek-Luszczki M, Raszewski G, Antkiewicz-Michaluk L, Luszczki JJ. J Neural Transm. 2013 Oec;120(12):1651-63. IF=2,871, MNiSW=25 Indywidualny wkład w publikację - 70%: koncepcja pracy, przeprowadzenie doświadczeń, przygotowanie manuskryptu 3) Effect of ACEA-a selective cannabinoid CB1 receptor agonist on the protective action of different antiepileptic drugs in the mouse pentylenetetrazole-induced seizure model. Andres-Mach M, Zolkowska D, Barcicka-Klosowska B, Haratym-Maj A, Florek-Luszczki M, Luszczki JJ. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2012 Dec 3;39(2):301-9. IF=3,552, MNiSW=30 Indywidualny wkład w publikację - 75%: koncepcja pracy, przeprowadzenie doświadczeń, - 2 -
przygotowanie publikacji 4) Effects of WIN 55,212-2 mesylate (a synthetic cannabinoid) on the protective action of clonazepam, ethosuximide, phenobarbital and valproate against pentylenetetrazoleinduced clonic seizures in mice. Luszczki JJ, Andres-Mach M,_Barcicka-Klosowska B, Florek-Luszczki M, Haratym-Maj A, Czuczwar SJ. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2011 Dec 1 ;35(8): 1870-6. IF=3,247, MNiSW=32 Indywidualny wkład w publikację - 70%: koncepcja pracy, przeprowadzenie doświadczeń, udział w przygotowaniu publikacji c) Omówienie celu naukowego ww. prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania : Padaczka jest jednym z najczęściej występujących schorzeń układu nerwowego i dotyka ponad 50 milionów ludzi na całym świecie (Mac i wsp. 2007). Ze względu na powszechność występowania, padaczka zaliczana jest do chorób społecznych. Około 30% pacjentów cierpiących na padaczkę jest opornych na terapię jednym lekiem przeciwpadaczkowym (monoterapię) i wymaga leczenia co najmniej dwoma lekami przeciwpadaczkowymi (Kwan i Brodie, 2000). Okres leczenia wynosi minimum 2-3 lata, a niejednokrotnie pacjenci muszą zażywać leki przez cale życie. Padaczka jest chorobą bardzo często skrywaną przez chorego. Wielu chorych jest społecznie izolowanych, co potęguje stany lękowe, psychozę, depresję, prowadzi do zaburzeń funkcji poznawczych oraz pamięci długotrwałej (Cornaggia i wsp., 2006; Hoppe i wsp., 2007). Wśród czynników, które mogą wywołać napady padaczkowe wyróżnia się choroby naczyniowomózgowe, guzy mózgu, alkohol, urazy mechaniczne głowy, infekcje układu nerwowego a także obciążenia genetyczne. Obecnie na rynku farmaceutycznym dostępnych jest wiele leków przeciwpadaczkowych coraz to nowszej generacji, które zmniejszają napady drgawkowe poprzez obniżenie nadmiernej wrażliwości nerwowej. Mogą one jednak w ten sam sposób doprowadz i ć do uszkodzenia pobudliwości neuronów oraz zaburzenia świadomości i pamięci. Stąd też, niezmiernie istotną rzeczą w leczeniu padaczki jest dokładne dopasowanie leku, który zmniejszy napady drgawkowe, ale jednocześnie nie będzie wywoływał skutków ubocznych. Wiele badań naukowych skupia się obecnie na poszukiwaniu nowych substancji zarówno syntetycznych jak i pochodzenia naturalnego, które posiadają właściwości przeciwdrgawkowe, jak również wpływają potęgująco na leki przeciwpadaczkowe podnosząc ich efektywność przeciwdrgawkową (Andres-Mach i wsp., - 3 -
2009, 2012; 2014; Luszczki i wsp., 2006, 2010, 2011 2013, Johansenn Landmark i Patsalos, 2008). Ponadto, opracowywane są nowe modele napadów padaczkowych u zwierząt doświadczalnych, aby oceniać w nich skuteczność terapii stosowanych u ludzi. Jednym z głównych obszarów mojej działalności naukowej jest ocena potencjalnych właściwości przeciwpadaczkowych nowych substancji zarówno pochodzenia syntetycznego jak i naturalnego oraz ich wpływu na działanie klasycznych i nowych leków przeciwpadaczkowych w zwierzęcych modelach padaczki. Wśród wielu niezwykle ciekawych substancji wykazujących właściwości przeciwdrgawkowe oraz neuroprotekcyjne dużo uwagi poświęciłam syntetycznym kanabinoidom, jak również endogennej pochodnej tetrahydroizochinolin 1 MeTHIQ, dlatego też stanowią one temat prezentowanego przeze mnie osiągnięcia naukowego. 1. Effects ot WIN 55,212-2 mesylate (a synthetic cannabinoid) on the protective action ot clonazepam, ethosuximide, phenobarbiłal and valproate against pentylenetetrazole-induced clonic seizures in mice Luszczki JJ, Andres-Mach M._Barcicka-Klosowska B, Florek-Luszczki M, Haratym-Maj A, Czuczwar SJ. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2011 Dec 1;35(8):1870-6. Biorąc pod uwagę wyniki dotychczas przeprowadzonych badań nad kanabinoidami, nie ulega wątpliwości, że układ kanabinoidowy odgrywa bardzo ważną rolę w ochronie centralnego układu nerwowego przed różnego rodzaju schorzeniami neurologicznymi, w tym także przed padaczką (Blair i wsp., 2006; Desphande i wsp., 2007, Smith 2005, Wallace i wsp., 2003). Ponadto, badania z wykorzystaniem różnych modeli padaczki eksperymentalnej wykazały silne właściwości przeciwdrgawkowe dla syntetycznych kanabinoidów takich jak WIN 55,212-2 - metanosulfonian (RH + )-[2,3-dihydro-5-metylo-3- (4-morfolinylometylo)pirrolo[1,2,3-de]-1,4-benzoksazyn-6-ylo]-1-naftalenylometanon (WIN, nieselektywny agonista receptora kanabinoidowego CB1 i CB2), N- (2-cyclopropyl)- 5Z,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenamid (ACPA, agonista receptora kanabinoidowego CB1), a także arachidonylo-2-chloroetyloamid (ACEA, selektywny agonista receptora kanabinoidowego CB1) (Shafaroodi i wsp., 2004, Shen and Thayer, 1998; Wallace i wsp., 2001, 2002,2003; Baherand i wsp., 2009). Głównym celem badań była ocena wpływu WIN, na ochronne działanie czterech klasycznych leków przeciwpadaczkowych: klonazepamu (CZP), etosuksymidu (ETS), fenobarbitalu (P B) i kwasu walproinowego (VPA) w teście drgawek mioklonicznych wywołanych podskórnym podaniem pentetrazolu (PTZ) u myszy. Wykorzystane do badań klasyczne leki przeciwpadaczkowe są powszechnie stosowanymi lekami w hamowaniu - 4 -
drgawek uogólnionych i mioklonicznych u ludzi (Srodie and Schachter, 2001). Do przeprowadzenia doświadczeń wykorzystano dorosłe osobniki samców myszy szczepu Swiss o masie ciała 20-26 g. Drgawki miokloniczne zostały wywoływane poprzez podskórne podanie pentetrazolu (PTZ). Test drgawek pentetrazolowych stanowi model ludzkich napadów mioklonicznych oraz napadów nieświadomoścl W badaniach określono aktywność przeciwdrgawkową leków i mediany dawek skutecznych (EDso - median effective dose) w teście PTZ, jak również oceniono wpływ WIN w kombinacji z CZP, VPA, ETS oraz PS na wystąpienie skutków ubocznych takich jak zaburzenie pamięci, koordynacji ruchowej oraz siły mięśniowej przy użyciu testów behawioralnych: biernego unikania, komina oraz testu chwytania u myszy. W celu określenia ewentualnych interakcji farmakokinetycznych dla supra-addytywnych kombinacji leków oznaczono całkowite stężenie leków w homogenatach mózgów myszy. Uzyskane wyniki wykazały, że WIN w dawce15 mg/kg, (Lp.) podnosi istotnie statystycznie działanie przeciwdrgawkowe ETS, PS i VPA ale nie CZP w teście PTZ u myszy. Wartości EDso dla ETS, PS i VPA zostały obniżone odpowiednio z 148.0, 13.9 i 137.1 mg/kg na 104.0, 8.3 and 85.6 mg/kg, (P<0.05). WIN w dawkach 5 i 10 mg/kg, (Lp.) nie wpływał na działanie przeciwdrgawkowe testowanych LPP w teście PTZ. Ponadto, wyniki z pomiaru całkowitego stężenia LPP w homogenatach mózgów u myszy wykazały, że WIN w dawce 15 mg/kg, (Lp.) podnosił istotnie statystycznie całkowite stężenia ETS i VPA, ale nie CZP i PS. Dodatkowo, wyniki z testów behawioralnych wykazały, że WIN w kombinacji z wszystkimi badanymi lekami przeciwpadaczkowymi wyraźnie zaburza pamięć koordynacją ruchową, i napięcie mięśniowe u badanych zwierząt. Podsumowując, WIN podnosił właściwości przeciwdrgawkowe ETS, PS i VPA, w teście drgawek mioklonicznych PTZ u myszy, aczkolwiek tylko kombinacja z PS wykazała interakcję farmakodynamiczną. Co więcej, kombinacje WIN i zastosowanych leków przeciwpadaczkowych wywołały skutki uboczne w przeprowadzonych testach behawioralnych. Świadczy to o niekorzystnym profilu działania badanych kombinacji WIN z LPP i dlatego nie będą one rekomendowane do dalszych badań klinicznych. 2. Effect ot ACEA-a selective cannabinoid CB1 receptor agonist on the protective action ot different antiepileptic drugs in the mouse pentylenetetrazole-induced seizure model. Andres-Mach M, Zo/kowska D, Barcicka-K/osowska B, Haratym-Maj A, F/orek Luszczki M, Luszczki JJ. Prog Neuropsychopharmaco/ Bio/ Psychiatry. 2012 Dec 3;39(2):301-9. Drugim niezwykle interesującym syntetycznym kanabinoidem wykazującym silne działanie - 5 -
przeciwdrgawkowe jest arachidonylo-2-chloroetyloamid (ACEA). Substancja ta została już przez nas przebadana w kombinacjach z wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi w teście maksymalnego wstrząsu elektrycznego (MES), gdzie wykazała silny wpływ na ochronne działanie wybranych leków przeciwpadaczkowych (Luszczki i wsp., 2006, 2010). Dlatego też, kolejnym etapem badań nad ACEA było określnie wpływu tej substancji na ochronne działanie wybranych leków przeciwpadaczkowych w kolejnym modelu padaczki eksperymentalnej, w teście PTZ. Ponadto, przeprowadzono testy behawioralne w celu oceny wpływu kombinacji ACEA i LPP na koordynację ruchową, napięcie mięśniowe oraz pamięć u myszy. Wykorzystując metodykę opisaną powyżej, przeprowadzona została ocena wpływu ACEA na aktywność przeciwdrgawkową czterech klasycznych LPP (ETS, CZP, VPA, PS). ACEA (10 mg/kg, i.p.) z fluorkiem fenylometylosulfonylu (PMSF-substancja, która chroni ACEA przed degradacją przez hydrolazę kwasów tłuszczowych, 30mg/kg, i.p.) znacznie nasilał przeciwdrgawkowe działanie ETS, PS i VPA w teście PTZ poprzez redukcję mediany dawek skutecznych odpowiednio z 122.8mg/kg do 71.7mg/kg (P<0.01; dla ETS), z 13.77mg/kg do 5.26mg/kg (P<0.05; dla PS), oraz z 142.7mg/kg do 87.3mg/kg (P<0.05; dla VPA). ACEA (10mg/kg, i.p.) w kombinacji z PMSF (30mg/kg, i.p.) nie miał wpływu na ochronne działanie CZP w przeprowadzonym teście PTZ u myszy. Należy jednak pokreślić, że ACEA (10mg/kg)+PMSF (30mg/kg) podniósł stężenie ETS oraz VPA zarówno w osoczu jak i w mózgu, co sugeruje interakcje farmakokinetyczną pomiędzy lekami. Natomiast poziomy stężenia CZP i PS nie uległy zmianie pod wpływem ACEA + PMSF, co wskazuje na farmakodynamiczny profil interakcji pomiędzy lekami. Istotnym faktem jest, że dla żadnej z badanych kombinacji ACEA + PMSF + LPP w dawkach z wartości ED(50) nie stwierdzono zaburzeń koordynacji ruchowej w teście komina, pamięci długotrwałej w teście biernego unikania czy siły mięśniowej w teście chwytania, co potwierdza brak skutków ubocznych u badanych myszy. Podsumowując, interakcja farmakodynamiczna pomiędzy PS oraz ACEA+PMSF przy jednoczesnym braku skutków ubocznych z pewnością jest warta włączenia do dalszych bardziej zaawansowanych badań klinicznych. 3. Effect of 1-methyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline on the protective action of various antiepileptic drugs in the maxi mai electroshock-induced seizure model: a type II isobolographic analysis. Andres-Mach M. Zadrożniak A, Haratym-Maj A, F/orek-Luszczki M, Raszewski ~ Antkiewicz-Micha/uk L, Luszczki JJ. J Neura/ Transm. 2013 Dec; 120(12):1651-63. - 6 -
4. Additive interaetions bełween 1-methyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline and elobazam in the mouse maxi mai eleetroshoek-indueed tonie seizure model-an isobolographie analysis for parallei dose-response relationship eurves. Andres-Mach M, Haratym-Maj A, Zagaja M, Luszczki JJ. Pharmacology. 2014; 93(3-4) Kolejne dwie prace dotyczą oceny interakcji 1-metylo-tetrahydroizochinoliny (1 MeTHIQ) - endogennej pochodnej tetrahydroizochinolin, substancji naturalnie występującej w mózgu z wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi w teście maksymalnego wstrząsu elektrycznego MES u myszy. 1 MeTHIQ wykazuje właściwości neuroprotekcyjne poprzez antagonistyczne działanie na proces neurodegeneracji układu dopaminergicznego wywoływany przez szereg neurotoksyn takich jak: egzogenna 1-metyI0-4-fenyI0-1,2,3,6-tetrahydropirydyna (MPTP), 1-metyI0-4-fenylopirydyna, beta-karbolina, 1,2,3,4-tetrahydroizochinolina, 1-benzylo- 1,2,3,4-tetrahydroizochinolina. Ponadto, 1 MeTHIQ cechuje się wysoką zdolnością do protekcji neuronów przed szkodliwym działaniem rotenonu (związku prowadzącego do uszkodzeń systemu dopaminergicznego oraz indukującego zmiany biochemiczne i behawioralne typowe dla parkinsonizmu). Głównym celem badań w obu prezentowanych publikacjach była ocena profilu interakcji zachodzących pomiędzy 1 MeTHIQ i wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi etosuksymidem (ETS), tiagabiną (TGB), klonazepamem (CZP), wigabatryną (VGB), lewetiracetamem (lev), gabapentyną (GBP) oraz klobazamem (ClB) w teście maksymalnego wstrząsu elektrycznego MES u myszy. Ponadto, dokonano oceny wpływu 1 MeTHIQ w kombinacji z wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi na siłę mięśni szkieletowych i koordynację ruchową w testach chwytania i komina u myszy. W celu potwierdzenia lub wykluczenia interakcji o podłożu farmakokinetycznym, oznaczono całkowite stężenie badanych leków w homogenatach mózgów zwierząt. Ocena wpływu 1 MeTHIQ na przeciwdrgawkowe działanie lpp została przeprowadzona przy użyciu analizy izobolograficznej. Jest to metoda, która umożliwia precyzyjną ocenę interakcji, jakie zachodzą pomiędzy dwoma (i więcej) badanymi lekami. Wyróżniamy dwa podstawowe typy analizy: Typ I dla dwóch działających przeciwdrgawkowo leków w stosowanym modelu padaczkowym Typ II dla kombinacji leków, w której jeden z nich jest nieaktywny przeciwdrgawkowo (virtually ineffective) w stosowanym modelu padaczkowym. EDsomix jest to doświadczalnie wyznaczona całkowita dawka mieszaniny dwóch leków zawieszonych w dawkach, które chronią 50% badanych zwierząt. ED50add reprezentuje - 7 -
całkowitą dawkę addytywną dwóch leków (obliczoną z równania addytywności), która teoretycznie chroni przed drgawkami 50% badanych zwierząt. Doświadczalne i teoretycznie wyliczone wartości ED 50 (z ich 95% przedziałami ufności) są określane zgodnie z logarytmiczno-probitową metodą wg Litchfielda i Wilcoxona. Wykorzystując metodę analizy izobolograficznej typu II określona została aktywność przeciwdrgawkowa dwóch leków w mieszaninie dla co najmniej 4 proporcji: 1: 1, 1 :2, 1 :5, 1:10 (dla 1MeTHIQ + VGB, 1MeTHIQ + ETS, 1MeTHIQ + GBP, 1MeTHIQ + lev), 200:1, 100:1, 50:1, 25:1 (dla 1MeTHIQ + CZP, 1 MeTHIQ+TGB). Analiza izobolograficzna typu I została wykorzystana do oceny aktywności przeciwdrgawkowej 1 MeTHIQ+ClB w 3 proporcjach: 1:3, 1:1 and 3:1. Uzyskane wyniki wykazały supra-addytywne interakcje dla kombinacji 1 MeTHIQ z ETS (1 :10), z CZP ( 50:1 i 25:1) oraz z GBP we wszystkich zastosowanych proporcjach (1 :1, 1:2,1 :5,1 :10) w teście MES u myszy. Pozostałe kombinacje 1MeTHIQ z ETS, CZP, lev, TGB i VGB są addytywne i tym samym neutralne dla dalszych badań klinicznych. Podobnie, kombinacja ClB z 1MeTHIQ we wszystkich trzech proporcjach (1 :3, 1:1 i 3:1) wykazała interakcje addytywne. Kombinacje 1MeTHIQ z badanymi lekami przeciwpadaczkowymi (ETS, TGB, CZP, VGB, lev, GBP) w dawkach z wartości ED(50) nie wykazały istotnych statystycznie zaburzeń u badanych zwierząt, zarówno w teście komina oceniającym koordynację ruchową, jak i w teście chwytania oceniającym zaburzenia napięcia mięśniowego. Świadczy to o braku skutków ubocznych u badanych zwierząt przy zastosowanych mieszaninach leków. Ocena stężeń większości leków w mózgu nie wykazała istotnych zmian zarówno dla 1 MeTHIQ jak i dla pozostałych leków przeciwpadaczkowych, co może świadczyć o występowaniu interakcji farmakodynamicznych zachodzących pomiędzy lekami w kombinacji. Wyjątkiem okazała się kombinacja 1 MeTHIQ z GBP, w której odnotowano wzrost stężenia 1 MeTHIQ w homogenatach mózgów zwierząt, co wskazuje na występowanie interakcji farmakokinetycznyej pomiędzy 1 MeTHIQ i GBP. Supra-addytywne interakcje 1-MeTHIQ z CZP (50:1 oraz 25:1), ETS (1 :10) i GBP (1 :1, 1 :2, 1 :5, 1: 1 O) wydają się być bardzo korzystne z klinicznego punktu widzenia. Dodatkowo, addytywne kombinacje 1-MeTHIQ z CZP (100:1, 50:1), ETS (1:1, 1:2 and 1:5), lev oraz VGB (1:1, 1:2, 1:5, and 1:10), i TGB (200:1, 100:1, 50:1 and 25:1) są neutralne i również mogą być rozważane w dalszych badaniach klinicznych. Podobnie, interakcja addytywna dla kombinacji 1 MeTHIQ+ClB we wszystkich trzech proporcjach (1 :3, 1: 1 i 3: 1) jest farmakodynamiczna, co pozwala na jej rekomendację do dalszych, bardziej zaawansowanych badań klinicznych. - 8 -
Piśmiennictwo : Andres-Mach M, Dudra-Jastrzebska M, Haratym-Maj A, Czerwonka A, Kraszewski G, Luszczki JJ. No anticonvulsant effect of the water extract" of scutellariae radix on the anticonvulsant action of valproate, tiagabine and topiramate in two animai models of epilepsy. 2009. JPCCR 3 (2) : 95-98 Andres-Mach M, Zolkowska D, Barcicka-Klosowska B, Haratym-Maj A, Florek Luszczki M, Luszczki JJ. Effect of ACEA-a selective cannabinoid CB1 receptor agonist on the protective action of different antiepileptic drugs in the mouse pentylenetetrazoleinduced seizure model. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 201239(2):301-9. Bahremand A, Nasrabady SE, Shafaroodi H, Ghasemi M, Dehpour AR. Involvement of nitrergic system in the anticonvulsant effect of the cannabinoid CB 1 agonist ACEA in the pentylenetetrazole-induced seizure in mice. Epilepsy Res 2009, 84:110-9. Blair RE, Desphande LS, Sombati S, Falenski KW, Martin BR, DeLorenzo RJ. 2006. Activation of the cannabinoid Type-1 receptor mediates the anticonvulsant properties of, cannabinoid in the hippocampal neuronal culture models of acquired epilepsy and status epilepticus. J Pharmacol Exp Ther 317: 1072-8. Brodie M.J., Schachter S.C.. Fast facts Epilepsy (2nd ed.) Health Press, Oxford (2001 ). Cornaggia C.M., Beghi M., Provenzi M., Beghi E. Correlation between cognition and behavior in epilepsy. 2006: Epilepsia 47 (2) : 34-39. Desphande LS, Blair RE, Ziobro JM, Sombati S, Martin BR, DeLorenzo RJ. 2007. Endocannabinoids block status epilepticus in cultured hippocampal neurons. Eur J Pharmacol 558: 52-9, Hoppe C., Elger C.E., Helmstaedter C. Long-term memory impairment in patients wit h focal epilepsy. 2007: Epilepsia 48 (9): 26-29. Johannensen Landmark C. Patsalos PN. 2008. Interactions between antiepileptic drugs and herbal medicines. BLACPMA, 7 (2): 108-118. Kwan P, Brodie MJ 2000. Early identification of refractory epilepsy. N Engl Med Luszczki.J., Czuczwar P, Cioczek-Czuczwar A, Czuczwar S.J. Arachidonyl-2' chloroethylamide, a highly selective cannabinoid CB1 receptor agonist, enhances the anticonvulsant action of valproate in the mouse maximai electroshock-induced seizure model. Eur J Pharmacol, 547 (2006), pp. 65-74 Luszczki J.J., Czuczwar P., Cioczek-Czuczwar A., Dudra-Jastrzebska M., Andres Mach M., Czuczwar S.J. Effect of arachidonyl-2'-chloroethylamide, a selective - 9 -
cannabinoid CB1 receptor agonist, on the protective action of the various antiepileptic drugs in the mouse maximai electroshock-induced seizure model. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 34 (2010), pp. 18-25 Luszczki JJ, Prystupa A, Andres-Mach M, Marzęda E, Florek-Łuszczki M. Ivabradine (a hyperpolarization activated cyclic nucleotide-gated channel blocker) elevates the threshold for maximai electroshock-indueed tonie seizures in mice. Pharmacol Rep. 2013;65(5):1407-1414 Mac T. L., Tran O.S., Quet F., Odermatt P., Preux P.M., Tan C.T. Epidemiology, etiology and clinical management of epilepsy in Asia : a systemie review. 2007: Lancet. Neurol. 6: 533-534. Shafaroodi H, Samini M, Moezi L, Homayoun H, Sadeghipour H, Tavaeoli S, Hajrasouliha AR, Oehpour AR (2004). The interaction of cannabinoids and opioids on pentylenetetrazole-induced seizure threshold in mice. Neuropsychopharmac%gy 47:390-400 Shen M, Thayer S.A (1998). The cannabinoid agonist WIN 55,212-2 inhibits calcium channels by receptor-mediated and direct pathways in cultured rat hippocampal neurons. Brain Res 783: 77-84. Smith PF. Cannabinoids as potential anti-epileptic drugs. 2005. Curr Opin Investig Orugs 6: 680-685. Wallace MJ, Blair RE, Falenski KW, Martin BR, OeLorenzo RJ. (2003). The endogenous cannabinoid system regulates seizure frequency and duration in a model of temporai epilepsy. J Pharmaco/ Exp Ther307: 129-137. Wallace MJ, Martin BR, OeLorenzo RJ (2002) Evidence for a physiologieal role of endocannabinoid in the modulation of seizure threshold and severity. Eur J Pharmaco/ 452: 295-301. Wallace MJ, Wiley JL, Martin BR, OeLorenzo RJ (2001). Assessment of the role of CB1 receptors in cannabinoid anticonvulsant effects. Eur J Pharmaco/428: 51-57 - 10-
4. OMÓWIENIE POZOSŁA YCH OSIĄGNIĘĆ NAKOWYCH Jestem absolwentką Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi (kierunek: biologia; specjalność biochemia). W lutym 2003 r. rozpoczęłam pracę na etacie asystenckim w Zakładzie Fizjopatologii Instytutu Medycyny Wsi im. W. Chodźki w Lublinie i tym samym rozpoczęłam naukową przygodę związaną z poszukiwaniem substancji o potencjalnym charakterze przeciwpadaczkowym, neuroprotekcyjnym i ewentualnymi możliwościami polepszenia terapii padaczki lekoopornej. W ciągu pierwszych 3 lat intensywnej pracy naukowej dr przygotowałam i obroniłam z wyróżnieniem rozprawę doktorską p.t. "Analiza izobolograficzna interakcji pomiędzy lewetiracetamem a wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi drugiej generacji w doświadczalnym modelu padaczkl" W oparciu o wyniki powstały trzy wartościowe publikacje o łącznym współczynniku IF= 12. 1. Luszczki JJ, Andres MM, Czuczwar P, Cioczek-Czuczwar A, Wojcik-Cwikla J, Ratnaraj N, Patsalos PN, Czuczwar SJ. Levetiracetam selectively potentiates the acute neurotoxic effects of topiramate and carbamazepine in the rotarod test in mice. Eur Neuropsychopharmacol. 2005 Dec; 15(6):609-16. 2. Luszczki JJ, Andres MM, Czuczwar P, Cioczek-Czuczwar A, Ratnaraj N, Patsalos PN, Czuczwar SJ. Pharmacodynamic and pharmacokinetic characterization of interactions between levetiracetam and numerous antiepileptic drugs in the mouse maximai electroshock seizure model: an isobolographic analysis. Epilepsia. 2006 Jan;47(1):10-20. 3. Luszczki JJ, Andres-Mach MM, Ratnaraj N, Patsalos PN, Czuczwar SJ. Levetiracetam and felbamate interact both pharmacodynamical/y and pharmacokinetically: an isobolographic analysis in the mouse maximai electroshock model. Epilepsia. 2007 Apr;48(4):806-15. Współpracując intensywnie z zespołem Zakładu Fizjopatologii Uniwersytetu Medycznego im F Skubiszewskiego w Lublinie, zostałam współautorką kilku wartościowych publikacji zdobywając tym samym Zespołową Nagrodę Ministra Zdrowia w roku 2006. W krótkim czasie po uzyskaniu stopnia doktora otrzymałam prestiżowe stypendium "Post Doctoral Fel/o w' na Wydziale Neurochirurgii Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF), USA. Badania przeze mnie prowadzone w Departamencie Neurochirurgii UCSF dotyczyły oceny jakościowej i ilościowej procesu neurogenezy po mechanicznych urazach mózgu oraz po naświetlaniu promieniowaniem jonizującym - 11 -
u myszy. W ramach odbytego stażu brałam udział w realizacji następujących projektach naukowych: 1. NIH R01 NS046051; "Radiation and Oxidative Stress: Effects on Neurogenesis" wykonawca projektu 2. NASA NNJ05HE33G: "Inflammation in the Brain after Particulate Irradiation Predisposes the Hippocampus to a Heightened Vulnerability after a Secondary Insult. " - wykonawca projektu 3. NASA NNJ04HC90G; "Progressive Alterations of Central Nervous System Structure and Function Are Caused by Charged ParticIe Radiation" - wykonawca projektu). Prace badawcze prowadzone przez okres dwóch lat na stanowisku post dog dały mi możliwość poznania nowych wartościowych technik laboratoryjnych, które obecnie wykorzystuję przy realizacji własnego projektu naukowego. Udział w badaniach amerykańskich zaowocował liczbą 4 publikacji z Listy Filadelfijskiej o łącznym IF=16,214. 1. Andres-Mach M, Rola R, Fike JR. Radiation effects on neural precursor cells in the dentate gyrus. Celi Tissue Res. 2008 Jan;331 (1):251-62. 2. Andres-Mach, M., Rosi, S., Rola, R., Gupta, N., Fike, J.R. Radiation effects on neurogenic regions in the mammalian forebrain. Future Neurology, 2007, 2 (6), pp. 647-659. 3. Rosi S, Andres-Mach M, Fishman KM, Levy W, Ferguson RA, Fike JR. Cranial irradiation alters the behaviorally induced immediate-early gene arc (activity-regulated cytoskeleton-associated protein). Cancer Res. 2008 Dec 1;68(23):9763-70. 4. Andres-Mach M, Fike JR, Łuszczki JJ Neurogenesis in the epileptic brain: a brief overview from temporallobe epilepsy. Pharmacol Rep. 2011; 63(6):1316-23. Po powrocie do Polski w roku 2008 wznowiłam badania w Zakładzie Fizjopatologii IMW, a od roku 2010 rozpoczęłam pracę w Samodzielnej Pracowni Analiz Izobolograficznych IMW. W roku 2011 otrzymałam zagraniczne stypendium szkoleniowe sponsorowane przez Israeli League Against Epilepsy, które umożliwiło mi udział w kursie szkoleniowym 4 th Eilat International Educational Course: PHARMACOLOGICAL TREA TMENT OF EPILEPSY (Eilat, Izrael, Wrzesień 2011). Ponadto, w roku 2013 przyznano mi 3 letnie prestiżowe stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnego młodego naukowca. W swojej pracy zawodowej szczególną uwagę koncentruję na badaniach nad substancjami o potencjalnym charakterze przeciwdrgawkowym jaki również neuroprotekcyjnym ich wpływie na działanie leków przeciwpadaczkowych - 12 -
w doświadczalnych modelach padaczki. Odbycie stażu na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco umożliwiło mi poszerzenie moich badań naukowych o zagadnienia z zakresu analizy procesu proliferacji komórkowej oraz różnicowania komórek neuronalnych w hipokampie. Po powrocie do kraju postanowiłam wykorzystać zdobytą wiedzę połączyć badania nad nowymi substancjami o właściwościach przeciwpadaczkowych i neuroprotekcyjnych z oceną procesu neurogenezy w zwierzęcym modelu padaczki. Kontynuując badania nad syntetycznym kanabionidem ACEA, jako kierownik projektu realizuję własny grant badawczy OPUS "Wpływ wybranych leków przeciwpadaczkowych w kombinacji z arachinodyl-2 chloroetylamidem, selektywnym agonistą receptora kanabinoidowego CB1 na proces neurogenezy w pilokarpinowym modelu padaczki u myszy". Głównym zamierzeniem projektu jest analiza ilościowa proliferacji migracji i różnicowania nowopowstałych neuronów po przewlekłym traktowaniu dwoma wybranymi lekami przeciwpadaczkowymi: kwasem walproinowym i lewetiracetamem w kombinacji z syntetycznym kanabinoidem ACEA u młodocianych myszy. Wyniki uzyskanych badań pozwolą stwierdzić czy, i w jakim stopniu, ACEA w kombinacji z VPA i LEV wpływa na zaburzony poprzez wyładowania drgawkowe proces neurogenezy. W badaniach oprócz zwierząt z wywołanymi napadami padaczkowymi biorą udział także zwierzęta wolne od pilokarpiny a wyniki badań tej grupy pozwolą na wysunięcie wniosków na temat wpływu samych leków przeciwpadaczkowych jak również ACEA na proces neurogenezy. Częściowe wyniki uzyskane z przeprowadzonych przeze mnie badań zostały zaprezentowane na międzynarodowych konferencjach naukowych: 8th Neurodegenerative Conditions Research & Oevelopment Conference, September 18-19, 2014 San Francisco, CA, USA 31st International Epilepsy Congress 05-09 September 2015, Istanbul, Turcja Ponadto, część uzyskanych wyników ukazała się w publikacji: Andres-Mach M, Haratym-Maj A, Zagaja M, Rola R, Maj M, Chrościńska-Krawczyk M, Luszczki JJ. ACEA (a highly selective cannabinoid CB1 receptor agonist) stimulates hippocampal neurogenesis in mice treated with antiepileptic drugs. Brain Res. 2015, 1624: 86-94. Istotnym aspektem projektu jest grupa wiekowa zwierząt, w której przeprowadzane są doświadczenia. Badania dotyczą młodocianych zwierząt (6-8 tyg.), które wiekowo odpowiadają dzieciom i młodzieży wieku szkolnego z padaczką skroniową. W tej grupie wiekowej padaczka zwykle rozwija się intensywnie, co poza ogromnym obciążeniem psychicznym, niekorzystnie wpływa na bardzo ważny w tym okresie życia dziecka proces neurogenezy. Zaburzona proliferacja komórek nerwowych niesie ze sobą ogromne - 13 -
ryzyko obniżenia procesów pamięci I uczenia się, które na tym etapie rozwoju są niezmiernie ważne. Do proponowanych badań wykorzystano leki, które znajdują się już na rynku farmaceutycznym i są przepisywane pacjentom. Uzyskanie korzystnych wyników badań (prawidłowo przebiegająca neurogeneza) z pewnością będzie mogło znaleźć bezpośrednie zastosowanie w kolejnym etapie badań klinicznych. 5. PODSUMOWANIE DOROBKU NAUKOWEGO DANE BIBLlOMETRIYCZNE Liczba publikacji stanowiących osiągnięcie naukowe: 4 (IF= 11,251) Liczba pozostałych publikacji 39, w tym: Liczba publikacji w czasopismach znajdujących się w bazie Journal Citation Reports: 29 Całkowity Impact Factor: 95,365 Całkowita liczba punktów MNSiW 777 Całkowita liczba cytowań (wg Web of Science): 417 Bez autocytowań (wg Web of Science): 368 Index Hirscha: 12 Liczba projektów badawczych: 12, w tym: Kierownik projektu: 3 Wykonawca projektu: 9 NAGRODY I WYRÓŻNIENIA 2013-2016 - Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnego młodego naukowca 2009-Stypendium z programu MISTRZ, Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej 2006 - Zespołowa Nagroda Ministra Zdrowia Za cykl 7 publikacji dotyczących interakcji pomiędzy lekami przeciwpadaczkowymi w doświadczalnych modelach padaczki - 14 -
STAŻE I STYPENDIA ZAGRANICZNE: 2006 Stypendium konferencyjne FNP Kraj: Chorwacja Rodzaj pobytu: Stypendium konferencyjne Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej Okres pobytu: Wrzesień 2006 Jednostka kierująca Instytut Medycyny Wsi im. W. Chodźki w Lublinie 2006 Post-Ooctoral Fellow Kraj: Stany Zjednoczone Instytucja: Oepartment of Neurological Surgery, UCSF, San Francisco, USA Rodzaj pobytu: Stypendium naukowe Okres pobytu: Listopad 2006 - Listopad 2008 Jednostka kierująca Instytut Medycyny Wsi im. W. Chodźki w Lublinie 2011 Stypendium szkoleniowe Israeli Leauge Against Epilepsy Kraj: Izrael, Rodzaj pobytu: Stypendium szkoleniowe Okres pobytu: 18.092011-29.09.2011 Jednostka kierująca Instytut Medycyny Wsi im. W. Chodź ki w Lublinie - 15 -