Náš tým zkoumá základní mechanismy a převádí výsledky z laboratoře do klinické praxe — propojení preklinických modelů s klinickou perspektivou.
Výzkumný pracovník ICRC se zaměřením na translační medicínu. Propojuje preklinické poznatky s klinickou praxí napříč programy kardiologie, neurologie a onkologie.
Aktuálně vede / přispívá do interdisciplinárních projektů spojujících molekulární biologii, zobrazování a péči o pacienty ve Fakultní nemocnici u sv. Anny v Brně.
Stanovit rozsah a mechanismus úbytku srdečních a kardiovaskulárních progenitorů a deplece kmenových buněk u pacientů trpících kardiomyopatií s genetickým pozadím.
Stanovit účinek změn metabolismu, signalizace a poškození/opravy DNA na určení osudu kmenových buněk/progenitorových buněk vedoucích k selhání tkáně pomocí lidských pluripotentních kmenových buněk sodvozených od pacientů nebo onemocnění.
Zaměření výzkumu
Výzkumný tým Stem Cell Disease Modeling (SCDM) staví na dlouhodobých zkušenostech s lidskými pluripotentními kmenovými buňkami, jejich kultivací a diferenciací.
Současné zaměření týmu je zaměřeno na využití lidských pluripotentních kmenových buněk k modelování lidských onemocnění se zvláštním zaměřením na roli tkáňově specifických progenitorů/kmenových buněk při rozvoji onemocnění. Zaměřujeme se na odhalování patologií v drahách vedoucích ke změně buněčného osudu s následkem selhání tkáně. Dále hledáme nové strategie ke zlepšení patologického účinku na osud progenitorů či kmenových buněk. Zaměřujeme se především na procesy podílející se na rozvoji kardiomyopatie a srdečního selhání u monogenních genetických onemocnění, jako je Duchennova svalová dystrofie, katecholinergní polymorfní komorová tachykardie a dále na procesy spojené s patologickými změnami hematpoetické diferenciace u genetických onemocnění, jako je Nijmegen Breakage Syndrome. Naše skupina využívá přeprogramované lidské buňky pacientů i lidské embryonální kmenové buňky s upraveným genomem k vytváření modelů monogenních onemocnění zahrnujících kardiomyopatii a patologickou krvetvorbu „na misce“. Tým také doplňuje modelování založené na kmenových buňkách o analýzu zvířecích modelů i vzorků lidských pacientů. Tým SCDM také vyvinul novou technologii použití mikroskopu atomových síl pro analýzu mechanoelektrické vazby u srdečního syncytia vyrobeného z kmenových buněk odvozených z pacientů , konkrétně.
Technologické vybavení
Reprogramování pacientských buněk na kmenové pluripotentní buňky – tvorba modelu onemocnění; Editace genomu lidských embryonálních kmenových buněk; Biosenzor pro analýzu arytmogenicity léků založený na spojení kardiomyocytů odvozených z lidských pluripotentních kmenových buněk s mikroskopem atomárních sil na mikroelektrodovém poli; Konfokální mikroskopie; Histologická analýza. Elektrofyziologická analýza excitabilních buněk.
Vybrané výsledky
Zkonstruovali jsme nový biosenzor k analýze arytmogenního účinku léků, založený na kardiomyocytech odvozených z lidských pluripotentních kmenových buněk (e.g. Klimovic, S et al., Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes. Front Pharmacol. 2022 Jan 17;12:789730. doi: 10.3389/fphar.2021.789730. eCollection 2021. PMID: 35111056)
Objevili jsme novou komunikaci mezi signálními drahami MAPK a PI3K/AKT v pluripotentních kmenových buňkách (e.g.Fojtík, P et al. Both Hypoxia-Inducible Factor 1 and MAPK Signaling Pathway Attenuate PI3K/AKT via Suppression of Reactive Oxygen Species in Human Pluripotent Stem Cells. Front Cell Dev Biol. 2021 Jan 21;8:607444. doi: 10.3389/fcell.2020.607444. eCollection 2020. PMID: 33553145)
Objevili jsme nový patologický mechanismus vedoucí ke kardiomyopatii u Duchennovy svalové dystrofie a představili možnou terapii (e.g. Jelinkova, S et al., Dystrophin Deficiency Causes Progressive Depletion of Cardiovascular Progenitor Cells in the Heart. Int J Mol Sci. 2021 May 10;22(9):5025. doi: 10.3390/ijms22095025. PMID: 34068508)
Objevili jsme novou dráhu opravy DNA v pluripotentních kmenových buňkách (e.g. Kohutova, A et al. Ligase 3-mediated end-joining maintains genome stability of human embryonic stem cells. FASEB J. 2019 Jun;33(6):6778-6788. doi: 10.1096/fj.201801877RR. Epub 2019 Feb 26. PMID: 30807703)
Objevili jsme novou kinázu regulující buněčný osud kmenových buněk (e.g. Vanova, T et al. Tyrosine Kinase Expressed in Hepatocellular Carcinoma, TEC, Controls Pluripotency and Early Cell Fate Decisions of Human Pluripotent Stem Cells via Regulation of Fibroblast Growth Factor-2 Secretion. Stem Cells. 2017 Sep;35(9):2050-2059. doi: 10.1002/stem.2660. Epub 2017 Jul 6. PMID: 28631381)