Translational Neurodegeneration Lab
Dr. Amit Khairnar vede špičkový výzkum Parkinsonovy nemoci (PD) a stárnutí v Mezinárodním centru klinického výzkumu (ICRC) FNUSA a MED MUNI. Zároveň vyučuje na Fyziologickém ústavu MUNI.
Jeho tým byl průkopníkem využití metody diffusion kurtosis imaging (DKI) jako citlivého MRI biomarkeru pro detekci α-synukleinem navozených mikrostrukturálních změn u transgenních myší s nadměrnou expresí α-synukleinu a v progresivních rotenonových modelech, přičemž sledoval časový vývoj patologie. Laboratoř vyvíjí myší modely Parkinsonovy nemoci typu „brain-first“ a „body-first“, přičemž v poslední době se zaměřuje na roli senescentních astrocytů v progresi onemocnění.
Jako člen Českého národního institutu pro neurologický výzkum (NINR) Dr. Khairnar mezinárodně spolupracuje s prof. Tiagem Flemingem Outeirem (Göttingen, Německo), prof. Cristinou Cocco (Cagliari, Itálie), dr. Martinem Markem a prof. Jiřím Damborským (Brno, ČR), prof. Nigelem H. Greigem (NIH, USA), dr. Viswanathem Dasem (Olomouc, ČR) a Elliottem Jamesem Pricem (Brno, ČR).
Odkrýváme skrytou biologii Parkinsonovy nemoci
Výzkumné zaměření:
Laboratoř translační neurodegenerace zkoumá klíčové mechanismy Parkinsonovy nemoci (PD) a propojuje buněčné procesy, stárnutí a terapeutické strategie s cílem překlenout preklinické modely a klinickou praxi.
-
Patologie α-synukleinu: Objasňování mechanismů agregace (oligomery/fibrily ~100–2000 kDa) a šíření pomocí modelů typu „brain-first“ a „body-first“, včetně intranazálních způsobů podání.
-
Senescence glií: Role senescentních astrocytů (např. zvýšená exprese PAI-1/p53/p21) v podpoře akumulace α-synukleinu, neurozánětu a úbytku dopaminergních neuronů.
-
Neurozobrazovací biomarkery: Průkopnické využití diffusion kurtosis imaging (DKI) a magnetické rezonanční spektroskopie (MRS) k detekci mikrostrukturálních změn v progresivních myších modelech PD.
-
Testování terapeutik: Ověřování účinků přírodních látek, chemicky syntetizovaných sloučenin a krátkých peptidů proti agregaci α-synukleinu jako potenciálních neuroprotektiv.
-
Signalizace hořčík/TRPM7: Mechanismy propojující deficit Mg²⁺, kanály TRPM7 a aktivaci MMP-3/MMP-14 s patologií α-synukleinu.
-
Dysbióza střevního mikrobiomu: Mechanismy, jimiž patologické bakterie obohacené u PD (Desulfovibriaceae) podporují oligomerizaci α-synukleinu a degeneraci dopaminergních neuronů podél osy střevo–mozek.
Hlavní cíle
Laboratoř translační neurodegenerace sleduje konkrétní cíle zaměřené na objasnění mechanismů Parkinsonovy nemoci a rozvoj terapeutických přístupů:
-
Charakterizace astrogliózní senescence: Objasnit, jak senescentní astrocyty a procesy stárnutí (např. zvýšená exprese PAI-1/p53/p21) podporují akumulaci α-synukleinu (~100–2000 kDa oligomery), neurozánět a ztrátu dopaminergních neuronů v modelech PD.
-
Hodnocení neuroprotektivních látek: Posoudit účinky derivátů taurinu, inhibitorů RAGE a peptidů VGF na zmírnění neurodegenerace a obnovu proteostázy v preklinických systémech.
-
Testování intervencí zaměřených na mikrobiom: Zkoumat transplantaci fekální mikrobioty (FMT) od zdravých mladých dárců s cílem zmírnit neurozánět vyvolaný střevní dysbiózou, senescenci glií a patologii PD prostřednictvím modulace osy střevo–mozek.
-
Vývoj a hodnocení terapií proti agregaci: Testovat peptidové inhibitory cílené na agregaci α-synukleinu indukovanou „seedy“ jako potenciální léčbu synukleinopatií napříč modely PD.
-
Objasnění drah Mg²⁺/TRPM7: Vymezit roli deficitu hořčíku v podpoře patologie α-synukleinu prostřednictvím aktivace kanálů TRPM7 a následné aktivace MMP-3/MMP-14 a jeho podíl na dopaminergní neurodegeneraci.
Členové týmu
- MUDr. Lenka Krajčovičová, Ph.D.
- Mgr. Sheetal Maria
- Mgr. Ajay Modi
- MUDr. Richard Pavčík
- Barbora Poulíková
- doc. PharmDr. Jana Rudá, Ph.D.
Asistentka
Romana Vlčková
Vybrané publikace
Khairnar A, Rektorova I, Outeiro TF. ‘DPP- 4 inhibitor alleviates gut-brain axis Parkinson’s disease pathology” – can dipeptidyl peptidase 4 inhibitors be repurposed as disease-modifying drugs for body-first Parkinson’s disease patients? Gut. 2025. doi: 10.1136/gutjnl-2025-336951.
Sharma N, Sharma M, Thakkar D, Kumar H, Smetanova S, Buresova L, Andrla P, Khairnar A. ‘Chronic DSS-Induced Colitis Exacerbates Parkinson’s Disease Phenotype and Its Pathological Features Following Intragastric Rotenone Exposure’ ACS Pharmacol Transl Sci. 2025. doi: 10.1021/acsptsci.4c00286.
Chatterjee S, Verma A, Thakkar H, Shah RP, Khairnar A. ‘Glycated α-Synuclein Renders Glial Cell Activation and Induces Degeneration of Dopaminergic Neurons: A Potential Implication for the Development of Parkinson’s Disease. ACS Chem Biol. 2025. doi: 10.1021/acschembio.4c00777.
Thakkar H, Chatterjee S, Verma A, Chandrasekar N, Khairnar A, Shah RP. ‘Malondialdehyde Mediated Alpha-Synuclein Aggregation: A Plausible Etiology of Parkinson’s Disease in Oxidative Stress’ Chem Res Toxicol. 2025. doi: 10.1021/acs.chemrestox.4c00348.
Nalla LV, Khairnar A. (2024) ‘Empagliflozin drives ferroptosis in anoikis-resistant cells by activating miR-128-3p dependent pathway and inhibiting CD98hc in breast cancer’ Free Radic Biol Med 2024. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2024.05.018.
Soni R, Mathur K, Rathod H, Khairnar A, Shah J. ‘Hyperglycemia-Driven Insulin Signaling Defects Promote Parkinson’s Disease-like Pathology in Mice’ ACS Pharmacol Transl Sci 2025. doi: 10.1021/acsptsci.4c00586.
