ΜΟΝΑΔΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΝΕΥΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ - ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Υπευθυνη Εργαστηρίου: Κορνηλία Πουλοπούλου PhD

Το εργαστήριο Πειραματικής Νευροφυσιολογίας της Νευρολογικής κλινικής οργανώθηκε και λειτουργεί απο το 1999 απο την Αν. Καθηγήτρια Κορνηλία Πουλοπούλου η οποία είναι και υπεύθυνη του εργαστηρίου. Είναι το πρώτο εργαστήριο στην Ελλάδα που διέθεται τον εξοπλησμό και εφάρμοσε την υψηλής ευαισθησίας ηλεκτροφυσιολογική μέθοδο patch-clamp η οποία δίνει την δυνατότητα καταγραφής ηλεκτρικής δραστηριότητας απο ολόκληρο κύτταρο ή απο τμήμα της κυτταρικής του μεμβράνης. Επιπροσθέτως το εργαστήριο είναι ένα απο τα ελάχιστα εργαστήρια στον κόσμο που εφαρμόζει την τεχνική patch-clamp για την καταγραφή ηλεκτρικής δραστηριότητας απο Τ-λεμφοκύτταρα και το μοναδικό που χρησιμοποιεί τα Τ-λεμφοκύτταρα ex-vivo δηλαδή αμέσως μετά την απομόνωση τους απο το περιφερικό αίμα υγειών και ασθενών χωρίς την διαμεσολάβηση κυτταροκαλιέργιας.

            Το εργαστήριο έχει εκπεδεύσει προπτυχιακούς φοιτητές του βιολογικού τμήματος (πτυχιακές εργασίες), μεταπτυχιακούς και διδακτορικούς φοιτητές  στην μέθοδο patch-clamp, την απομόνωση RNA απο Τ-λεμφοκύτταρα, PCR, western blot και ανοσοιστοχημία.

            Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα του εργαστηρίου αφορούν:

Α) Την μελέτη των ηλεκτροφυσιολογικών χαρακτηριστικών του κύριου ρυθμιστή της ομοιόστασης και των πρώτων βημάτων της ενεργοποίηση των Τ-λεμφοκυττάρων, του διαύλου ιόντων καλίου Kv1.3, σε Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα ατόμων με ασθένειες του ΚΝΣ. Απο τέτοιες μελέτες έχει προκύψει οτι τα Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα ασθενών με Σκλήρυνση κατα Πλάκας εκφράζουν περισσότερους διαύλους Kv1.3/μm² κυτταρικής μεμβράνης απο ότι υγειείς και ασθενείς με μη αυτοάνοσα νευρολογικά νοσήματα. Αξίζει να σημειωθεί οτι ο δίαυλος Kv1.3 εδράζεται στην ανοσολογική σύναψη δίπλα στον TCR.

Β) Την μελέτη της γλουταματεργικής διαβίβασης στα Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα υγειών και ασθενών, μέσω της διερεύνησης της έκφρασης των υποδοχέων του γλουταμικού και της δράσης του γλουταμικού οξέως στα Τ-λεμφοκύτταρα. Το εργαστήριο ήταν το πρώτο που έδειξε την έκφραση λειτουργικών μεταβολοτρόπων υποδοχέων του γλουταμικού (group I mGluRs, group II mGluRs και group III mGluRs) στα Τ-λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος υγειών, δείχνοντας οτι η ενεργοποίηση αυτών των υποδοχέων απο το γλουταμικό οξύ ή τους ειδικούς αγωνιστές τους, τροποποιεί τις ηλεκτροφυσιολογικές ιδιότητες του διαύλου Kv1.3. Το εύρημα αυτό προσέφερε τον μηχανισμό ή τουλάχιστον έναν απο τους μηχανισμούς μέσω του οποίου το γλουταμικό οξύ δύναται να εξασκεί την ανοσοτροποποιητική του δράση και να δώσει εξήγηση σε μια σειρά απο δράσεις του γλουταμικού στην λειτουργία των Τ-λεμφοκύτταρων που αναφέρονταν στην βιβλιογραφία. 

Η βιολογική σημασία του ευρήματος αυτού είναι εμφανεις αν λάβει κανείς υπ΄όψιν του οτι ο δίαυλος Kv1.3 εδράζεται στην ανοσολογική σύναψη δίπλα στον TCR και οτι τα δενδριτικά κύτταρα αφού εχουν σχηματίσει την ανοσολογική σύναψη με τα Τ-λεμφοκύτταρα απελευθερώνουν στην σύναψη γλουταμικό οξύ.

Ακολούθως, στο εργαστήριο μελετήθηκε η τροποποιητική δράση του γλουταμικού οξέως μέσω της ενεργοποίησης των μεταβολοτρώπων υποδοεων του ﷽﷽εταβολοτροκύτταρα απελευθερ λR η  και ενεργοποχέων του σε Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα ασθενών με άνοια τύπου Alzheimer οπου δείξαμε την ύπαρξη ειδικής δυσλειτουργίας στην τροποποίηση του διαύλου Kv1.3 απο το γλουταμικό οξύ στα κύτταρα των ασθενών.

Στην συνέχεια στο εργαστήριο βρήσκεται σε εξέλιξη ερευνητικό πρωτόκολλο με το οποίο διερευνάτε η έκφραση όλων των μεταβολοτρόπων υποδοχέων του γλουταμικού και διερευνά την τροποποιητική δράσει του γλουταμικού οξέως σε Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα ασθενών με Σκήρηνση κατα Πλάκας σε συνεργασία με το γενικό κρατικό νοσοκομείο Νίκαιας και τον Νευρολόγο Διευθυντή της Νευρολογικής κλινηκής Ιωάννη Μαρκάκη. 

Παράληλα ενα αλλο ερευνητικό πρωτόκολλο του εργαστηρίου το οποίο βρήσκεται σε εξέληξη, διερευνά την έκφραση λειτουργικών ιοντοτρόπων Non-NMDA υποδοχέων σε Τ-λεμφοκύτταρα απο περιφερικό αίμα υγειών.

Γ) Το εργαστήριο έχει ξεκινήσει συνεργασία με τον καθ. Roger Papke του Πανεπιστημίου της Φλώριντας των ΗΠΑ και αφορά την διερεύνηση του μηχανισμού μέσω του οποίου εξασκείτε η αναφερόμενη ανοσοτροποποίητική δράση του α7 νικοτινικού υποδοχέα (α7nAChR) των Τ-λεμφοκυττάρων.

Δ) Το εργαστήριο ξεκινά συνεργασία με το εργαστήριο της Δρ. Λέσλυ Πρόμπερτ του τμήματος Ανοσολογίας του Ινστιτούτου Παστέρ για την μελέτη της ανοσολογικής σύναψης και ειδικότερα την διερεύνηση του ρόλου των υποδοχέων του γλουταμικού στην ανοσολογική σύναψη.

Συνεργάτες, μεταπτυχιακοί και διδακτορικοί φοιτητές

Συνεργάτες

Δρ. Ιωάννης Μαρκάκης, Νευρολόγος Διευθυντής Νευρολογικής Κλινικής, Γενικού Κρατικού Νοσοκομείου Νίκαιας

Δρ.  Ανδρέας Φλωράκης, Ψυχίατρος Επιμελητής ΕΣΥ, Ψυχιατρική Κλινική Θριάσιο Νοσοκομείο

Διδακτορικοί Φοιτητές:

Δάφνη Χρόνη (senior)(Φυσικός- Βιοφυσικός)

Ελπίδα Ρεπούση (Ιατρός)

Πέννυ Γαλάνη (Βιολόγος),

Μεταπτυχιακοί Φοιτητές

Ιωάννης Χαριτάκης (Ηλεκτρονικός Mηχανικός,)

ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

 C. Poulopoulou, I. Markakis, P. Davaki, C. Nikolaou, A. Poulopoulos, E. Raptis, D. Vassilopoulos (2005). Modulation of voltage-gated potassium channels in human T-lymphocytes by extracellular glutamate. Mol. Pharmacol; 67: 856-867.

C. Poulopoulou, P. Davaki, V. Koliaraki, D. Kolovou, I. Markakis, D. Vassilopoulos. (2005). Reduced expression of metabotropic glutamate receptor 2 mRNA in T-cells of ALS patients.  AnnNeurol; 58: 946-949.

Poulopoulou C, Hatzimanolis A. (2008). Expression of ionotropic glutamate receptor GLUR3 and effects of glutamate on MBP- and MOG-specific lymphocyte activation and chemotactic migration in multiple sclerosis patients (2008). J Neuroimmunol; 194: 191. 

Poulopoulou C, Papadopoulou-Daifoti Z, Hatzimanolis A, Fragiadaki K, Polissidis A, Anderzanova E, Davaki P, Katsiari CG, Sfikakis PP. (2008). Glutamate levels and activity of the T cell voltage-gated potassium Kv1.3 channel in patients with systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum;2008:1445-1450.

Poulopoulou C, Davaki P, Sgouropoulos P, Tsaltas E, Nikolaou C, Orfanioutou F, Vassilopoulos D. (2008). Reduced RAGE mRNA in mononuclear blood cells of patients with probable Alzheimer disease. Neurology; 70:1571-1573

Poulopoulou C., Markakis I., Davaki P., Tsaltas E., Rombos A., Hatzimanolis A. and Vassilopoulos D.(2010) “Aberrant modulation of a delayed rectifier potassium channel by glutamate in Alzheimer’s disease”. Neurobiol Dis; 37:339-348

I Markakis, C Beeton, A Rombos, A Hatzimanolis, V Tsata, P Sfikakis, P Davaki, B Newton, M Pennington, KG Chandy, C Poulopoulou (2010) The Kv1. 3 channel: a potential biomarker for multiple sclerosis’’. European Journal of Neurology; 17: 215

Aravantinou-Fatorou K, Ortega F, Chroni-Tzartou D, Antoniou N, Poulopoulou C, Politis PK, Berninger B, Matsas R, Thomaidou D. “CEND1 and NEUROGENIN2 Reprogram Mouse Astrocytes and Embryonic Fibroblasts to Induced Neural Precursors and Differentiated Neurons”. Stem Cell Reports. 2015 Sep 8;5(3):405-18.

Kouvatsos N, Giastas P, Chroni-Tzartou D, Poulopoulou C, Tzartos SJ. Crystal structure of a human neuronal nAChR extracellular domain in pentameric assembly:Ligand-bound α2 homopentamer. Proc Natl Acad Sci U S A.