Výzkum
Výzkum
Vedoucí oddělení:
Buchtová Marcela, prof. RNDr., Ph.D.
 |
|
Videospot laboratoře
Odkaz pro stažení videa a titulků.
SOUČASNÉ PROJEKTY V LABORATOŘI
Karcinomy dutiny ústní a orofaryngu patří mezi deset nejčastěji se vyskytujících malignit v lidské populaci. Náš projekt je zaměřen na spinocelulární karcinom, který představuje v této oblasti nejfrekventovanější typ maligního onemocnění. Prognóza onemocnění zhoubným nádorem dutiny ústní a orofaryngu je dána především stupněm invazivity primárního tumoru a rozsahem metastatického postižení regionálních a vzdálených uzlin. Intenzita perineurální invaze koreluje s lokalizací nádoru, jeho rozsahem a přítomností uzlinových metastáz. V našem projektu se zaměřujeme na determinaci klinicky relevantních somatických mutací u pacientů s perineurální invazí a na analýzu exprese raných molekulárních markerů perineurální invaze v oblasti na rozhraní nádorové tkáně a okolních tkání. Dále analyzujeme úlohu primárních cilií a Sonic Hedgehog parakrinní signalizaci v buňkách spinocelulárního karcinomu a vliv modifikované Shh signalizace na perineurální invazi. Soustřeďujeme jsme se také na studium PLK1 (Polo-like kinase 1) a NEK2 (Never in mitosis A (NimA)-related kinase), které hrají klíčovou roli v regulaci buněčného cyklu a primárních cilií a bylo prokázáno, že jejich exprese je v tomto typu nádorového onemocnění signifikantně zvýšena. Primárním cílem projektu je zavést do rutinní histopatologické diagnostiky nové postupy umožňující lépe predikovat budoucí chování nádorových buněk, které povede ke zlepšení plánování další terapie u pacientů.
Zubní ankylóza je u člověka patologický proces, který vzniká přímou fúzí zubní tkáně s okolní kostí díky traumatům či zánětu v okolí zubu. Selháním interakce mezi těmito dvěma tkáněmi dochází k poruchám funkce zubu jako orgánu, která může vést k resorpci alveolární kosti. Tento stav končí často ztrátou zubu a vznikem podmínek nevhodných pro následnou rekonstrukci ztraceného zubu. Cílem projektu je odhalení buněčných a molekulárních procesů podílejících se na morfologických a funkčních změnách během vzniku zubní ankylózy u člověka. Projekt rovněž využije nové metodické přístupy jako LIBS, mikro CT analýzy či sledování změn exprese osteogenních faktorů v oblasti parodontu s cílem rozšířit znalosti o příčinách vzniku zubních ankylóz, jakož i možnosti preventivních přístupů při traumatech zubů.
Infekce postihující kořenový kanálek zubu je nejčastější příčinou vzniku apikální periodontitidy (AP). Chronický zánět v periodonciu může vést k rozvoji radikulární cysty (RC), která patří k zánětlivým odontogenním cystám (OC). Další skupinu tvoří OC vývojové, k nimž se mimojiné řadí cysta folikulární (FC) a odontogenní keratocysta (OKC). Pro optimální volbu terapie a management pacientů je klasifikace OC, která reflektuje jejich etiopatogenezi a zahrnuje genetické faktory, zásadní. Cílem projektu je determinace rizikových faktorů rozvoje OC a zlepšení jejich diagnostiky. Projekt zahrnuje studii mikrobiomu kořenového kanálku zubu a OC zánětlivého původu, genetické asociační studie se zaměřením na imunitní profil pacientů a geny zapojené do odontogeneze, komparativní studie expresních profilů genů v různých typech OC, a studie vybraných molekulárních drah v patogenezi OC na animálním modelu. Na základě získaných výsledků se pokusíme navrhnout panel markerů pro predikci vzniku OC a jejich diferenciální diagnostiku.
Inhalace je klíčová cesta vstupu nanočástic do organismu. Inhalované nanočástice pronikají do plic, prochází přes alveolární kapilární bariéru do krve a jsou transportovány do sekundárních cílových orgánů. Tento projekt se zaměřuje na vliv inhalovaných ve vodě rozpustných a polorozpustných sloučenin olověných a kadmiových nanočástic, nacházejících se v městském aerosolu, na cílové orgány myší a dále na mechanismy odstraňování těchto kovů z různých exponovaných tkání. Myši jsou vystaveny nanočásticím v inhalačních klecích pro zajištění fyziologické expozice podobné reálným podmínkám ve vzduchu v městských oblastech. Výsledky prohloubí znalosti o účincích inhalovaných nanočástic olova a kadmia s různými fyzikálně chemickými vlastnostmi na jednotlivé cílové orgány a přispějí k odhalení možných tkáňově specifických reakcí na expozici nanočásticím kovů. Zjištěné molekulární a buněčné mechanismy odstraňování nanočástic z exponovaných orgánů pomohou najít nové přístupy, jak zvýšit odstraňování těchto nanočástic v znečištěných průmyslových oblastech.
Cyklin-dependentní kináza 13 (CDK13) v komplexu s cyklinem K ovlivňuje aktivitu RNA polymerázy II a skrze ni tak reguluje transkripci různých genů. Její klíčová funkce byla popsána například během neurogeneze, hematopoézy nebo při udržení kmenovosti buněk. U člověka byla mutace v genu CDK13 asociována s vrozenými vadami srdce, obličejovými vadami a poruchou mentálního vývoje. Pro studium funkce této molekuly byly vytvořeny Cdk13-deficientní myší modely, díky kterým bylo zjištěno, že Cdk13 je pro vývoj myši nezbytná, jelikož homozygotní mutace v genu Cdk13 vede k embryonální letalitě. Myší embrya navíc vykazují vývojové vady mozku, srdce, ledvin, jater, obličejových struktur a také končetin. Navazující studium této kinázy by mohlo odhalit důležité informace ohledně jejího vlivu na vývoj obličejových částí a končetin a mohlo by tak přinést užitečné poznatky ohledně vývojových vad pozorovaných u pacientů nesoucích CDK13 mutaci.
SATB2 je regulátor genové exprese, který se podílí na remodelaci chromatinu a hraje klíčovou roli v neurogenezi, formování obličejových struktur a vývoji kostí. Úplná nebo částečná ztráta genu Satb2 vede k různým stupňům kraniofaciálních abnormalit, včetně zkrácené dolní čelisti a rozštěpu patra. Jeho role ve vývoji zubních tkání však dosud není plně pochopena. U lidí vede haploinsuficience v genu Satb2, známá jako Glass syndrom, k mentálnímu postižení, snížené hustotě kostí, kraniofaciálním deformitám, rozštěpu patra a zubním anomáliím. V našem výzkumu využíváme model myši s deficiencí SATB2, který odráží lidský stav. U myší Satb2-/- pozorujeme ztrátu normálně neustále rostoucích řezáků a na druhé straně ektopickou tvorbu zubu v oblasti stoliček. Tento protichůdný efekt na vývoj zubů vzbuzuje náš zájem. Snažíme se odhalit mechanizmus zodpovědný za patterning zubů během embryonálního období a také cílit na roli SATB2 v opravě tvrdých zubních tkání a regeneraci periodontálních tkání po úrazu. Naším cílem je vyvinout léčbu, která pomůže při hojení zubní tkáně a zlepší tak funkční, i sociální aspekty života pacienta.
Protein TMEM107 je nezbytný pro tvorbu primárních cilií a uplatňuje se během řady vývojových procesů. U Tmem107 knockout myší pozorujeme četné defekty ve vývoji očí, včetně anoftalmie nebo mikrooftalmie, sníženou tvorbu cilií a downregulaci genu Sox2. Role TMEM107 ve vývoji sítnice byla potvrzena s využitím 3D retinálních organoidů, kde jeho absence vedla k narušení tvorby sítnice. Během vývoje obličeje způsobuje deficience Tmem107 anomálie v rostrální části čelisti, jako jsou malformované nebo chybějící řezáky. V našem projektu jsme se také zaměřili na zapojení TMEM107 do Wnt signalizace s využitím NIH3T3 buněk a zebřiček, kdy jsme pozorovali snížení ciliogeneze a downregulaci genů Wnt dráhy. Mutanti zebřiček vykazovali rysy ciliopatií a kraniofaciální abnormality. Naše zjištění potvrzují zásadní roli TMEM107 ve funkci primárních cilií ovlivňujících oční a kraniofaciální vývoj a Wnt signalizaci. Tento výzkum zlepšuje pochopení ciliopatií a mechanizmů jejich vzniku.
Polycystické onemocnění ledvin patří mezi nejčastější onemocnění ledvin. Projevuje se tvorbou mnoha cyst v ledvinách, které snižují jejich funkci a způsobují řadu sekundárních problémů, jako jsou infekce či potíže s krevním tlakem. Existují dvě formy tohoto genetického onemocnění – jedna (AR PKD) se objevuje již před narozením, druhá až v dospělosti (AD PKD). V současné době neexistuje cílená léčba; pacienti jsou léčeni dialýzou, transplantací nebo úpravami životního stylu. V našem projektu využíváme myší model polycystického onemocnění ledvin s mutací v genu Nek8. Snažíme se podrobně prozkoumat procesy, které stojí na počátku vzniku cyst. To nám umožní navrhnout směr pro budoucí vývoj léčiv.
Nanodiamanty jsou uhlíkové částice velmi malých rozměrů. Díky své velikosti mají řadu zajímavých vlastností a v současnosti se zkoumá jejich využití jako nanosondy nebo při aplikaci léčiv. V našem projektu používáme nanodiamanty, které připravili kolegové ze skupiny Petra Cíglera (ÚOCHB AV ČR) a které jsou schopné specificky vázat molekulu FGF (Fibroblast Growth Factor). Testujeme použití těchto biokompatibilních nanodiamantů na různých zvířecích modelech, jako jsou kuřata či myši, a v budoucnu bychom rádi vyzkoušeli jejich aplikaci na myších s polycystickým onemocněním ledvin.
