Profilowanie metaboliczne jako wsparcie w poszukiwaniu ukierunkowanych terapii zaburzeń układu nerwowego

Magdalena Lebiedzińska – Arciszewska¹, Barbara Pakuła¹, Agata Wydrych¹, Dominik Cysewski³, Paolo Pinton⁴, Werner J H Koopman⁵, Agnieszka Dobrzyń², Mariusz R Więckowski¹

¹ Pracownia Biologii Mitochondriów i Metabolizmu, Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, ul. Ludwika Pasteura 3, 02-093 Warszawa, Polska
² Pracownia Sygnałów Komórkowych i Zaburzeń Metabolicznych, Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, ul. Ludwika Pasteura 3, 02-093 Warszawa, Polska
³ Centrum Medycyny Regeneracyjnej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, Waszyngtona 15 B, 15-269 Białystok, Polska 
⁴ Department of Medical Sciences, Section of Experimental Medicine, Laboratory for Technologies of Advanced Therapies, University of Ferrara, Ferrara, Italy
⁵ Department of Pediatrics, Amalia Children’s Hospital, Radboud University Medical Center, Nijmegen, the Netherlands; Human and Animal Physiology, Wageningen University, Wageningen, the Netherlands

Wiele chorób, zarówno cywilizacyjne jak i rzadkie choroby neurorozwojowe, na poziomie komórkowym wiąże się z zaburzeniami w kluczowych szlakach metabolicznych, jednakże zaburzenia te wciąż pozostają niewystarczająco scharakteryzowane. Niedostatecznie poznany ich związek z rozwojem choroby utrudnia zaprojektowanie skutecznej farmakoterapii. Złożoność procesów metabolicznych oraz plastyczność komórek powodują, że aby uzyskać pełny obraz konsekwencji patogennej mutacji konieczne jest zastosowanie i zintegrowanie wielu technik i metod eksperymentalnych. W tym celu analizujemy parametry bioenergetyczne i aktywność wybranych szlaków metabolicznych, co w połączeniu z danymi proteomicznymi i metabolomicznymi, umożliwia funkcjonalną charakterystykę defektów leżących u podstaw wspomnianych schorzeń. Takie zintegrowane podejście pozwala na identyfikację kluczowych zaburzeń w szlakach metabolicznych, co przekłada się nie tylko na lepsze zrozumienie patogenezy badanych chorób, ale także na rozróżnienie ich pierwotnych przyczyn od wtórnych efektów adaptacyjnych. To z kolei pozwala zidentyfikować molekularne cele potencjalnej terapii. Precyzyjna wiedza na temat zmian w profilu metabolicznym wywołanych patogenną mutacją pozwala na ocenę działania związków chemicznych o potencjale terapeutycznym na poziomie komórkowym oraz wczesną selekcję najbardziej obiecujących kandydatów na leki. Testowanie skuteczności interwencji farmakologicznych w modelach opartych na liniach komórkowych pochodzących od pacjentów sprzyja rozwojowi terapii celowanych, a integracja danych eksperymentalnych, dotyczących metabolizmu komórkowego z danymi klinicznymi, może przyczyniać się do bardziej racjonalnego i efektywnego opracowywania leków dla chorych m.in. na rzadkie schorzenia neurorozwojowe i neurodegeneracyjne. 

Finansowanie: NCN UMO-2024/55/B/NZ4/02402

---

Dr Magdalena Lebiedzińska–Arciszewska jest adiunktem w Pracowni Biologii Mitochondriów i Metabolizmu w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. Jest absolwentką Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. W 2011 r. ukończyła studia doktoranckie w Pracowni Bioenergetyki i Błon Biologicznych w Instytucie Nenckiego, a następnie odbyła staż podoktorski w Laboratory of Signal Transduction na Uniwersytecie w Ferrarze we Włoszech. Od początku swojej pracy naukowej badała zagadnienia związane z metabolizmem komórkowym oraz funkcjami pełnionymi w komórce przez mitochondria.

Obecnie skupia się na roli oddziaływań między mitochondriami a retikulum endoplazmatycznym w kontekście regulacji metabolizmu komórkowego. W swoich badaniach wykorzystuje metody biochemiczne rozwijając warsztat naukowy o nowoczesne podejścia eksperymentalne włączając w nie metabolomikę oraz proteomikę. Bierze udział w badaniach nad poznaniem mechanizmów chorób takich jak syndrom PACS2 czy neurodegeneracja związana z białkiem błony mitochondrialnej (MPAN). Dr M. Lebiedzińska–Arciszewska była stypendystką programu L’Oreal Polska dla Kobiet i Nauki oraz programu „START” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.